VDI 3633 Blatt 11-2009 Simulation of systems in logistics materials handling and production - Simulation and visualization.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEURESimulation von Logistik-, Materialfluss-und ProduktionssystemenSimulation und VisualisierungSimulation of systems in logistics,materials handling and productionSimulation and visualizationVDI 3633Blatt 11 / Part 11Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Handbuch Mater

2、ialfluss und Frdertechnik, Band 8: Materialfluss II (Organisation/Steuerung)VDI-Handbuch Betriebstechnik, Teil 1: Grundlagen und PlanungVDI-RICHTLINIENICS 03.100.10Oktober 2009 October 2009Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 22Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Einsatzfelder und Zielgruppen der Visualisierung im Umfeld der Simulation . . . 43.1 Aufgaben der Visualisierung . . . . . . . . 43.2 Einsatzfelder . . . . . . . . . . . . . . . . 43.3 Zie

4、lgruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.4 Beziehungen zwischen Einsatzfeldern und Zielgruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Klassifizierung von Visualisierungsverfahren 84.1 Darstellungsdimension . . . . . . . . . . . 94.2 Reprsentation . . . . . . . . . . . . . . . 104.3 Darstellungsfo

5、rm . . . . . . . . . . . . . . 114.4 Bezug zum Simulationslauf. . . . . . . . . 114.5 Zeitreprsentation im grafischen Modell . . 12 4.6 Prsentationszeitverhalten . . . . . . . . . 124.7 Interaktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . 134.8 Werkzeugklassen fr die Visualisierung . . 145 Eignungskriteri

6、en fr Visualisierungsverfahren . . . . . . . . . . . 155.1 Allgemeine Zielsetzungen . . . . . . . . . 155.2 Auswahlfaktoren . . . . . . . . . . . . . . 165.3 Relationen zwischen Simulation und Visualisierung . . . . . . . . . . . . . . . . 196 Integrationsaspekte . . . . . . . . . . . . . . 206.1 Sc

7、hnittstellen . . . . . . . . . . . . . . . . 206.2 Integrations- und Kopplungskonzepte fr Simulation und Visualisierung . . . . . . . 23Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindl

8、ich. The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL)Fachbereich Fabrikplanung und -betriebFrhere Ausgabe:08.03Entwurf,deutschFormeredition:08/03 Draft, inGermanonl

9、yZubeziehendurch / Available atBeuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechtevorbehalten/ All rights reserved VereinDeutscher Ingenieuree.V., Dsseldorf 2009Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . .

10、. . . . . . . . . . . . . 22 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 33 Application areas and target groups for visualization in the area of simulation . . . . 43.1 Tasks of visualization. . . . . . . . . . . . 43.2 Application areas . . . . . . . . . . . . . . 43.3 Target groups . . . . . .

11、 . . . . . . . . . . 63.4 Relation between application areas and target groups . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Classification of visualization methods . . . 84.1 Representation dimension . . . . . . . . . 94.2 Representation . . . . . . . . . . . . . . . 104.3 Presentation form . . . . . . . . .

12、. . . . . 114.4 Relation to the simulation run . . . . . . . 114.5 Time representation in the graphic model. . . . . . . . . . . . . . . . 124.6 Presentation time behaviour . . . . . . . . 124.7 Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . 134.8 Tool classes for visualization . . . . . . . . 145 Ap

13、plicability criteria for visualization methods . . . . . . . . . . . . . 155.1 General goals . . . . . . . . . . . . . . . . 155.2 Selection factors . . . . . . . . . . . . . . 165.3 Relationships between simulation and visualization . . . . . . . . . . . . . . . . 196 Integration aspects. . . . . .

14、 . . . . . . . . . 206.1 Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206.2 Integration and linking concepts for simulation and visualization . . . . . . . . 23B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 20

15、09 2 VDI 3633 Blatt 11 / Part 11Seite7 Einfluss der Visualisierung auf Modellbildung und Vorgehensmodell. . . . . 238 Aufwand und Nutzen anhand von Visualisierungsbeispielen . . . . . . . . . . . 288.1 Statisches Balkendiagramm . . . . . . . . 288.2 3-D-Animation . . . . . . . . . . . . . . . 309 Zu

16、sammenfassung. . . . . . . . . . . . . . . 32Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektro

17、nischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenam

18、tlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.EinleitungDiese VDI-Richtlinie zielt darauf ab, potenzielle Ver-fahren fr die Visualisierung von Information, Daten und Ergebnissen im Kontext der Simulation zu erlu-tern sowie die Zweckmigkeit des Einsatzes der ver-schiede

19、nen Visualisierungsverfahren fr die Simula-tion zu diskutieren.Die Richtlinienreihe VDI 3633 wird im Fachaus-schuss Modellierung und Simulation“ erarbeitet.1 AnwendungsbereichIn Analogie zur VDI 3633 Blatt 1 beschrnkt sich das Blatt 11 auf die Einsatzfelder der Simulation in den Bereichen Frdertechn

20、ik, Materialfluss, Logistik und Produktion, einschlielich der Betrachtung informa-tionslogistischer Fragestellungen in Unternehmen und Unternehmensverbnden. Im Vordergrund der Betrachtung steht dabei das System mit seinen logis-tischen Prozessen; Ergonomiemodelle des Menschen (siehe z. B. DIN 33 402

21、 oder DIN 33 408) sowie die prozessorientierte Sicht auf Fertigungs- und Monta-Page7 Influence of visualization on modelling and the procedure model . . . . . 238 Cost and benefit on the basis of visualization examples . . . . . . . . . . . . 288.1 Static bar chart . . . . . . . . . . . . . . . 288.

22、2 3D animation . . . . . . . . . . . . . . . . 309Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Preliminary noteThe content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline

23、 VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts.The use of this guideline without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing

24、conditions specified in the VDI notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.IntroductionThis VDI guideline explains potential methods for the visualization of information, data and results in the context of simulation and discuss

25、es the benefits of application of the various visualization methods for simulation. The guideline series VDI 3633 is worked out by the committee “Modelling and simulation”.1ScopeIn analogy to VDI 3633 Part 1, Part 11 is restricted to the application areas of simulation in the fields of conveyor tech

26、nology, material flow, logistics and production, including the analysis of information-lo-gistic issues in companies and company networks. The analysis focuses on the system with its logistic processes; ergonomic models of the human being (see also DIN 33 402 or DIN 33 408) and the process-oriented

27、view of production and assembly processes (kinematics, finite element method FEM) are not in B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2009 VDI 3633 Blatt 11 / Part 11 3 geprozesse (Kinematik, Finite-Element-Me

28、thode FEM) sind nicht Betrachtungsgegenstand. Letztere werden in der VDI 3633 Blatt 8 behandelt.Fr softwareergonomische Fragestellungen in Bezug auf die Art und Form der Informationsdarstellung (z. B. hinsichtlich Farbgestaltung, Textgre), die im Zusammenhang mit Visualisierungsverfahren eben-falls

29、eine erhebliche Rolle spielen, sei auf bestehende Normen (z. B. DIN EN ISO 9241-10 bis -17 sowie DIN EN ISO 14 915) verwiesen.2BegriffeFr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die fol-genden Begriffe:AnimationDer Begriff Animation wird vom lateinischen Wort animare“ abgeleitet und bedeutet zum Lebe

30、n erwe-cken. Die Animation bezeichnet die Erzeugung und Prsentation von Bildfolgen, in denen nderungen (z. B. Zustandsnderungen und Bewegungen von Mo-dellelementen) einen visuellen Effekt bedingen. Unter visuellen Effekten kann eine ber die Zeit variierende Position, die nderung von Form, Farbe, Tra

31、nsparenz, Struktur und Musterung eines Objektes, die nderung der Beleuchtung sowie der Position, Orientierung und Brennweite der Kamera verstanden werden.In diesem Kontext setzt sich die Computeranimation mit der Technik zur synthetischen Erzeugung von be-wegten und belebten Bildern mithilfe des Rec

32、hners und geeigneter Programme auseinander.Augmented Reality (AR)Bei der Augmented Reality wird die reale Umwelt mit virtuellen Zusatzinformationen berlagert und gleichzeitig wahrgenommen.Virtual Reality (VR)Die Virtual Reality ist eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, die es erlaubt, in eine computer

33、gene-rierte, dreidimensionale virtuelle Welt einzutauchen, diese als Realitt wahrzunehmen, Bestandteil dieser zu sein und mit ihr zu interagieren. Als Teil der com-putergenerierten Welt kann man diese von verschie-denen Positionen aus betrachten und sie unmittelbar verndern.VisualisierungDie Visuali

34、sierung umfasst die Erzeugung der grafi-schen Veranschaulichung von Daten und Sachverhal-ten durch Transformation von Daten in symbolische und geometrische Information; sie muss nicht zwangslufig computerbasiert sein.the focus of this guideline. The latter are dealt with in VDI 3633 Part 8. For soft

35、ware-ergonomic issues with reference to the type and form of the information representation (e. g. with regard to colouring, text size) which also play a substantial role in connection with visualization methods, references are made to the existing stand-ards (e. g. DIN EN ISO 9241-10 to -17 and DIN

36、 EN ISO 14 915).2 Terms and definitionsFor the purposes of this guideline, the following terms and definitions apply:AnimationThe term animation is derived from the Latin word “animare” and means to bring to life. Animation re-fers to the generation and presentation of image se-quences in which chan

37、ges (changes of states and movements of model elements) create a visual effect. A visual effect can be a position varying over time, the change of shape, colour, transparency, structure and patterning of an object, the change of the lighting as well as of the position, orientation and zoom of the ca

38、mera. In this context computer animation involves the tech-nology for the synthetic generation of moving and lively images with the aid of a computer and suitable programs. Augmented reality (AR)In augmented reality, virtual, additional information is overlaid on the real environment and perceived s

39、i-multaneously. Virtual reality (VR)Virtual reality is a man-machine interface which makes it possible to immerse oneself in a computer-generated, three-dimensional virtual world and to perceive this as reality. The user perceives himself as being a part of this world and interacting with it. As a p

40、art of the computer-generated world, the user can observe this from different positions and influence it directly.VisualizationVisualization refers to the generation of a graphic il-lustration of data and objects by the transformation of data to symbolic and geometric information. It does not necess

41、arily have to be computer-based. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2009 4 VDI 3633 Blatt 11 / Part 113 Einsatzfelder und Zielgruppen der Visualisierung im Umfeld der SimulationEinsatzfelder und Ziel

42、gruppen der Visualisierung in-nerhalb der Simulation definieren sich aus den Pro-jektzielen und den an einem Simulationsprojekt be-teiligten Personen. Ferner ist eine Erweiterung dieses Personenkreises aufgrund der Nutzung visueller Si-mulationsergebnisse auerhalb des eigentlichen Si-mulationsprojek

43、tes mglich, beispielsweise im Be-reich Marketing oder Schulung.3.1 Aufgaben der VisualisierungDie Aufgaben der Visualisierung im Umfeld der Si-mulation umfassen die visuelle Informationsaufbe-reitung, z. B. der Datenbasis, des Experimentverlaufs oder der Experimentergebnisse, in zumeist statischer F

44、orm wie Tabellen und Diagrammen. Auch die Inter-aktion mit dem Simulationsmodell und die direkte Manipulation des Modells innerhalb einer Benut-zungsschnittstelle erfolgen hufig mittels einer grafi-schen Reprsentation. Die dynamische Anzeige des Prozessfortschritts durch eine Animation oder die Zust

45、andsanzeige eines Modellelements wiederum frdern das Verstndnis komplexer dynamischer Sachverhalte.Grundstzliche Ziele sind in allen Fllen eine hohe Anschaulichkeit des Modells und die Bildung einer gemeinsamen Kommunikationsgrundlage der betei-ligten Personen. Die Visualisierung hat somit einen hoh

46、en Stellenwert als interdisziplinres Kommunika-tionsinstrument fr Planer, Betreiber, Lieferanten und weitere Beteiligte des Planungsprozesses.3.2 EinsatzfelderDie Einsatzfelder der Visualisierung erstrecken sich zunchst ber alle Phasen einer Simulationsstudie, die detailliert in der Richtlinie VDI 3

47、633 Blatt 1 be-schrieben sind. Sie werden um weitere Einsatzfelder aus dem Unternehmensumfeld ergnzt.SystemanalyseDie Phase der Systemanalyse dient der Aufarbeitung der zugrunde liegenden Datenbasis und der logischensowie topologischen Struktur des Untersuchungsge-genstands. Die zugehrigen Daten knn

48、en beispiels-weise mittels verschiedenartiger Diagramme und schematischer Prozessdarstellungen visualisiert wer-den.ModellerstellungDie Phase der Modellerstellung dient der Umsetzung des Gedankenmodells in ein Simulationsmodell. 3 Application areas and target groups for visualization in the area of

49、simulationApplication areas and target groups of visualization within simulation are defined by the project goals and the persons involved in a simulation project. This group of persons can be extended through the use of visual simulation results outside of the actual simula-tion project in hand, for example in the areas of mar-keting or training. 3.1 Tasks of visualizationThe tasks of visualization in the environment of simulation include visual processing of information, e. g. of