Simulation

Die Materialflusssimulation ist ein etabliertes Werkzeug zur Modellierung, Analyse, Bewertung und Optimierung von Fertigungssystemen. Der Nutzen der Simulation ist in vielen Fällen erheblich und zeigt die Notwendigkeit, diese vermehrt in der Planung einzusetzen. Dem hohen Nutzen steht allerdings ein ebenfalls sehr hoher Aufwand entgegen, welcher deren konsequenten Einsatz bislang verhindert. Durch Simulationsstudien gewonnene Erkenntnisse können in Form simulationsbasierter Kennfelder festgehalten werden. Damit lassen sich insbesondere der Aufwand der Modellerstellung und Experimentdurchführung reduzieren. Mit simulationsbasierten Kennfeldern können häufig wiederkehrende Fragestellungen schnell und aufwandsarm beantwortet werden. Im vorliegenden Beitrag wird eine Methodik vorgestellt, die den Entwicklungsaufwand für simulationsbasierte Kennfelder reduziert. Diese Methodik wird anhand eines Beispiels validiert.

Dieser Beitrag stellt eine Simulationsstudie vor, die am Container-Terminal Altenwerder in Hamburg durchgeführt wurde, um verschiedene Fragestellungen zur Einsatzplanung der fahrerlosen Transportfahrzeuge (automated guided vehicles, AGVs) zu untersuchen. Nach einem Überblick über die Struktur des Simulationsmodells wird die Anwendung im vorliegenden Praxisfall diskutiert. Hierzu werden verschiedene Simulationsuntersuchungen zusammengefasst, um die vielseitige Einsatzfähigkeit des Modells zu demonstrieren.

Verkürzte Produktlebenszyklen, kundenorientierte Produktion und eine erhöhte Variantenvielfalt sind kennzeichnend für die Erzeugnisse heutiger Industrieunternehmen. Für die Planung, Absicherung und Verbesserung von Fertigungsprozessen ist die Ablaufsimulation ein etabliertes Werkzeug. Um ein Simulationsmodell über alle Phasen der Prozessplanung einsetzen zu können, soll neben einer Vorwärtssimulation auch eine Rückwärtssimulation erfolgen. Die jeweiligen Simulationsergebnisse werden zusätzlich in zeitorientierte Sichten eines Leitstands von Produktionsplanungs- und Steuerungs-systemen integriert. Dazu muss eine zeitorientierte Ausführung der Simulation unterstützt werden. Dieser Beitrag stellt einige Funktionen des Materialflusssimulators d³FACT insight vor, mit dem bereits heute Materialflussmodelle je nach Untersuchungs-zweck richtungsoffen und wahlweise zeit-orientiert simuliert werden können.

Advanced Planning oder Supply Chain Planning bildet eine Teilaufgabe des umfassenderen Supply-ChainManagement-Konzepts. Hierbei steht die Planung der operativen Prozesse der Gütererstellung im Vordergrund. Somit liegt das Haupteinsatzgebiet von Advanced Planning Systems (APS) im produzierenden Gewerbe.

Um auf Nachfrageschwankungen flexibler reagieren zu können, müssen die betrieblichen Arbeitszeiten verändert werden. Oftmals werden dann flexible Arbeitszeitmodelle eingeführt, die unter personalbezogenen und betrieblichen Gesichtspunkten problematisch sind. Außerdem erweisen sich die bislang zur Verfügung stehenden Bewertungsmethoden als sehr subjektiv. In diesem Beitrag wird die simulationsbasierte Vorgehensweise zur Arbeitszeitgestaltung vorgestellt, die eine prospektive Bewertung von Arbeitszeitmodellen auf Basis objektiver Kriterien ermöglicht.

Der Beitrag beschreibt ein am Fachgebiet Planung und Steuerung produktionstechnischer Systeme entwickeltes Planspiel, genannt Supply Net Game. Es bildet die Struktur eines Produktions- und Logistiknetzwerks ab und verwendet als Modell der Entscheider die so genannte „Verankerungs- und Anpassungsheuristik“, welche als erprobtes Modell für menschliche Prognosen über unsichere Situationen gilt. Das Spiel bildet vier Produktionslinien ab, welche gemeinsam Produkte herstellen. Vier Spieler steuern dabei je ein Unternehmen. Ziel für jeden Spieler ist die Minimierung der Gesamtkosten, welche durch Lagerhaltung und Fehlmengen entstehen. Anhand des Supply Net Game wird die Wichtigkeit von Planspielen sowohl für das Management als auch für die Ingenieurausbildung in Hochschulen und am Arbeitsplatz aufgezeigt. Insbesondere besteht hier ein Bedarf für das Erlernen impliziter Fähigkeiten in der Lagerhaltung komplexer verteilter Produktionssysteme, für welche das oben genannte System ...

Moderne Supply Chains bilden heutzutage ein großes Netz von Produktions- und Distributionsstandorten, Lieferanten, Zwischenhändlern sowie Kunden. Die Komplexität solcher Strukturen ist zudem von einer großen Dynamik sowie einer Vielzahl an Freiheitsgraden geprägt. So fordern beispielsweise steigende Variantenzahlen, kurze Lieferfristen und härterer Wettbewerb ein hohes Maß an Flexibilität, um auf die sich ständig ändernden Bedürfnisse des Markts zu reagieren. Stabilität - und damit auch Produktivitätssteigerung und Kostenreduktion - kann nur erreicht werden, wenn alle Aktivitäten innerhalb der Supply Chain auf einem übergreifenden und ganzheitlichen Planungsszenario basieren, das im Idealfall jedes Glied der Supply Chain integriert abbildet.

Der Beitrag stellt eine digitale Planungsumgebung zur integrierten Fabrik- und Logistikplanung vor. Im Mittelpunkt der Arbeiten steht die Verschmelzung von Methoden für die kurz- und mittelfristige Fabrik-, Produktions- und Arbeitsplanung in einem mittelständischen Unternehmen. Ziel ist die deutliche Verkürzung der Planungsprozesse bei gleichzeitiger Reduktion des Gesamtaufwands auf Basis eines aktuellen, digitalen Fabrikmodells. Daten aus der Produktion und aus dem Auftragswesen fließen zeitnah in verteilte Prognosemodelle ein. Sowohl Ist-Daten als auch Prognoseergebnisse werden über die Fabrikebenen Produktion, Segment, Zelle und Maschine in einem „Fabrik-Cockpit“ problemorientiert visualisiert und Handlungsoptionen proaktiv vorgeschlagen. Durch die starke Beschleunigung der Planungsprozesse verlieren die gestalterischen Prozesse ihren Projektcharakter und werden zum Tagesgeschäft.

Während in den vergangenen fünf Jahren der Trend zur Verlagerung leicht abgenommen hat, planen heute wieder mehr Unternehmen Verlagerungsmaßnahmen. Insbesondere klein- und mittelständische Unternehmen planen die Verlagerung von Wertschöpfungsstufen. Erst durch eine Kombination von Kostenoptimierung und einer Steigerung der Leistungsfähigkeit sind Standortnachteile Deutschlands wettzumachen. Eine systematische Vorgehensweise und Anwendung der entwickelten Bewertungssystematik unterstützt den Entscheidungsprozess im Unternehmen. Anhand von Unternehmenstypen lassen sich Leitlinien für eine wettbewerbsfähige Wertschöpfungsgestaltung entwickeln.

Produktions- und Logistiknetzwerke sind durch eine wachsende dynamische und strukturelle Komplexität gekennzeichnet, wodurch eine effiziente Planung zunehmend erschwert wird. Auftretende nichtlineare dynamische Effekte, die im Falle ähnlicher, auf den ersten Blick unbedeutender Ursachen zu stark unterschiedlichen und teilweise extremen Resultaten führen, tragen zusätzlich zu dieser Problematik bei. Als Folge können beispielsweise Instabilitäten in Form starker Bestandsschwankungen auftreten, die für die Netzwerkteilnehmer eine enorme wirtschaftliche Belastung darstellen. Die simulationsgestützte Analyse dieser Zusammenhänge ist Gegenstand des nachfolgenden Beitrags. Darüber hinaus werden als Ergebnis der Analyse Mittel und Wege aufgezeigt, der gegebenen Problematik besser gerecht zu werden und kostenintensive Bestandsschwankungen zu vermeiden.