Technologie: Simulation

Bei der Auswahl eines neuen Kühlschranks ist die Energieeffizienz heutzutage ein selbstverständliches Auswahlkriterium. In der strategischen und taktischen Planung von Wertschöpfungsnetzwerken ist dies noch nicht der Fall. Mit der im Forschungsprojekt E²-Design entwickelten Toolbox wird eine Berücksichtigung von Energieeffizienz neben den klassischen Leistungs- und Kostengrößen frühzeitig im Planungsprozess von Produktions- und Logistiknetzwerken ermöglicht. Im vorliegenden Beitrag werden die zugrundeliegenden Energiedaten und die entwickelten Planungswerkzeuge vorgestellt sowie der Nutzen aus Anwenderperspektive abgeleitet. Auf Basis des vorgestellten methodisch unterstützten Ansatzes ist es möglich, die grundlegenden Supply Chain Design (SCD)-Entscheidungen frühzeitig unter Berücksichtigung der Energieeffizienz zu treffen, um aus dem Gesamtpotenzial zu schöpfen.

Die Bedeutung der Bauteiltrocknung wächst mit steigenden Qualitätsanforderungen im metallverarbeitenden Gewerbe. Damit wächst das Erfordernis, den Energiebedarf von Trocknungsprozessen zu reduzieren. Im Forschungsprojekt LoTuS wird mit verschiedenen Ansätzen die Gestaltung einer Durchlaufreinigungsanlage mit energieeffizientem Trocknungsprozess angestrebt. Neben dem Einsatz alternativer Trocknungstechnologien soll eine Prozessdigitalisierung für einen bauteilspezifischen Prozess Transparenz bieten. Hier kommen, neben umfassender Sensorik, auch Methoden der künstlichen Intelligenz zum Einsatz, um eine praxistaugliche Prozessüberwachung zu entwickeln. Mithilfe eines intelligenten Lastmanagements sollen Lastspitzen der gesamten Anlage weiter gesenkt werden.

Werden Anpassungen von Produktionssystemen geplant, beispielsweise der Bau einer neuen Anlage, werden häufig Simulationen für die Prognose der damit verbundenen Auswirkungen genutzt. So wird die Basis für eine betriebswirtschaftliche Bewertung geschaffen. Für die Erstellung der Modelle werden Entscheidungsprozesse der Produktionsplanung und -steuerung in der Simulation dargestellt, beispielsweise die Reihenfolgenplanung einer Anlage. Diese Übertragung der Entscheidungsprozesse in die Simulation führt zu einem hohen Aufwand für die Erstellung von Simulationsmodellen. Dieser Aufwand kann durch die Nutzung iterativer optimierungsbasierter Simulationen verringert werden, da hier auf bereits existierende Prozesse zurückgegriffen wird. Statt Entscheidungsprozesse in der Simulation neu zu modellieren und lösen, wird die Simulation mit Optimierungsverfahren gekoppelt, die auch im realen System zur Entscheidungsfindung genutzt werden. Dieses Konzept wird bei einem Stahlhersteller ...