Simulation

Die Weltgemeinschaft erlebt aktuell zahlreiche Katastrophen, die humanitäre Hilfe erfordern. So kann eine Unterschätzung der notwendigen Hilfe auch für nicht betroffene Länder langfristige wirtschaftliche und soziale Konsequenzen haben, wie beispielsweise durch Flüchtlingsströme oder Störungen im Welthandel. Dies betrifft einerseits Naturkatastrophen, andererseits auch durch den Menschen verursachte Katastrophen wie Krieg, Terroranschläge und Atomkatastrophen. Als humanitäre Hilfe bezeichnet man nach allgemeinem Verständnis eine Reaktion auf humanitäre Notlagen, die über eine Erstversorgung hinausgeht. Wesentliche Gestaltungselemente in diesem Zusammenhang sind das Katastrophenmanagement und die humanitäre Logistik, welche als organisatorischen Prinzipien eine Ressourcenallokation betreiben, um die Versorgung mit Nahrungsmitteln, Rettungsgütern und Rettungshelfern zu koordinieren. Aufgrund der hohen Dynamik und begrenzter Informationstransparenz stellt dies die ...

Unternehmen müssen bei der Auswahl und Implementierung von Logistikkonzepten für ihre Beschaffungs- und Distributionsnetze zunehmend auch nicht-ökonomische, insbesondere ökologische, Aspekte berücksichtigen. Deren Bewertung ist jedoch vor allem für KMU nicht trivial. Um Unternehmen bei Auswahlentscheidungen für Logistikkonzepte zu unterstützen, wurde im Rahmen des Forschungsprojekts Green-Net ein Zielsystem zur Bewertung der ökonomischen und ökologischen Nachhaltigkeit des Einsatzes von Logistikkonzepten erarbeitet. Zudem wurde ein Simulationsmodell entwickelt, mit dem Unternehmen die ökonomischen und ökologischen Auswirkungen von Logistikkonzepten auf ihr Netzwerk bewerten können.

Bedingt durch den demografischen Wandel sehen sich Unternehmen zunehmend damit konfrontiert, die praktizierten Arbeitszeitsysteme nicht nur an die betrieblichen Ziele sowie an gesetzliche und tarifliche Vorgaben anzupassen, sondern auch an die Einsatzzeitwünsche ihrer Mitarbeiter. Dabei lassen sich unterschiedliche Mitarbeitertypen identifizieren, die sich hinsichtlich Arbeitszeitpräferenzen und privater Belastungssituation voneinander unterscheiden. Somit besteht ein Bedarf an lebenssituationsorientierten Arbeitszeitsystemen, was sich als hoch komplexes Planungsproblem erweist. Die Einsatzzeitplanung wird noch dadurch erschwert, dass gängige Werkzeuge zur Arbeitszeitgestaltung die Vereinbarkeit zwischen Arbeit und Privatleben allenfalls als Kennzahl zur Bewertung, nicht jedoch als Eingangsparameter für die Planung von Arbeitszeitsystemen berücksichtigen. Der Beitrag stellt das Simulationsverfahren OSim-GAM vor, das eine prospektive Planung und Bewertung von Arbeitszeitsystemen ...

Im Bereich der Mikrofertigung spielt die exakte Abstimmung von Prozessparametern bei der Planung und der Konfiguration von Prozessketten eine besondere Rolle. Durch die Miniaturisierung von Werkstücken und Fertigungsanlagen werden immer geringere Toleranzen erforderlich. Zudem erschweren sogenannte Größeneffekte die Übertragung von Wissen aus der Makrofertigung auf den Mikrobereich. Viele Fertigungsprozesse und -technologien sind dabei im Mikrobereich so spezialisiert, dass ihre Eignung stark von den in der jeweiligen Prozesskette involvierten Komponenten und Produkten abhängt. Dieser Artikel präsentiert die Methode µ-ProPlAn, die Prozessplaner bei der Auswahl geeigneter Prozesse und Technologien sowie bei deren Konfiguration unterstützt.

Die vierte industrielle Revolution verspricht durch sogenannte Cyber-physische Systeme eine weitere Automatisierung der Prozesssteuerung. Die einzelnen Produkte erhalten die Fähigkeit, selbstständig ihre Produktion und Logistik zu steuern und dabei koordiniert die Unternehmensziele zu erreichen. Diese logische Verteilung reduziert die Komplexität der Steuerung unternehmensübergreifender Prozesse erheblich. Selbst kurzfristig auftretende Störungen können so in Echtzeit behandelt werden. In der betrieblichen Praxis wird die hierfür benötigte künstliche Intelligenz in der Regel nicht auf den aktiven Objekten selbst implementiert werden. Stattdessen werden adäquate Software-Plattformen für die Industrie 4.0 benötigt. Dieser Beitrag untersucht die Anforderungen an solche Plattformen und beschreibt, wie sie implementiert werden können.

Eine wachsende Zahl an Lieferkettenakteuren und die zunehmende Globalisierung von Geschäftsprozessen führen zu einer steigenden Güterverkehrsleistung und damit zu einem höheren Energiebedarf. Obwohl zugleich die Energiepreise steigen, bleibt die Energiebilanz von Produktionsnetzwerken bei deren Gestaltung weitgehend unberücksichtigt. Deshalb untersucht das Forschungsprojekt E²Log, wie Logistiknetzwerke und das Produktionsumfeld besser aufeinander abgestimmt werden können, um die Energieeffizienz zu verbessern. In der ersten Projektphase haben die Anwendungsfallpartner anhand der Lieferkette für die Produktionsversorgung des Volkswagen Amarok Simulationsszenarien entwickelt, um in Kürze Maßnahmen zur Effizienzsteigerung mithilfe eines eigens dafür erweiterten Simulationswerkzeugs zu untersuchen, ohne dabei klassische logistische Zielgrößen außer Acht lassen.

Globale Produktionsnetzwerke binden Partner mit herausragender Expertise ein und bedienen sich regionaler Kostenvorteile bei Beschaffung und Produktion. Diese Entwicklung führt zu einer steigenden strukturellen Komplexität der Netzwerke, die mit einer Verknüpfung dynamischer Logistikprozesse einhergeht. Die resultierende Dynamik eines großskaligen Produktionsnetzwerks ist gekennzeichnet durch die Dynamik einzelner Logistikprozesse, die Dynamik der Netzwerkstruktur und der Dynamik externer Prozesse, die auf das Produktionsnetzwerk einwirken. Für die Analyse und Gestaltung dieser Netzwerke fehlen in der Praxis jedoch häufig geeignete Vorgehensweisen. Diesen Bedarf greift der vorliegende Beitrag auf und stellt Werkzeuge und Methoden für die Modellierung und Approximation großskaliger Produktionsnetzwerke, die Analyse ihrer Dynamik sowie die robuste Dimensionierung der Netzwerkressourcen vor.

Planung, Ausgestaltung und laufende Verbesserung der heute vorliegenden komplexen Unternehmensstrukturen und technischen Systeme erfordern umfassende Kenntnisse über Technik, Prozesse und IT. In diesem Zusammenhang stellt der effektive und effiziente Einsatz von Planungs- und Simulationswerkzeugen Planer und Anlagenbetreiber mehr denn je vor die Herausforderung, ihr Wissen zielorientiert für ihre Planungsaufgaben zu nutzen und in kreativen Prozessen zu erweitern. Wissen wird somit immer mehr ein entscheidender Produktivitätsfaktor und ein wichtiger Bestandteil des Unternehmenskapitals. Vor diesem Hintergrund diskutiert dieser Beitrag Möglichkeiten zur Systematisierung und Standardisierung des simulationsgestützten Engineerings und hier insbesondere die Nutzung von Assistenzfunktionen sowie von systematischen Bewertungsmethodiken, um die Produktivität des Simulationseinsatzes zu erhöhen.

Komplexität beherrschbar zu machen ist eines der Kernthemen von produzierenden Unternehmen weltweit. Es ist hierbei zu beobachten, dass die in Unternehmen noch immer oft anzutreffende funktionsorientierte Organisation zwar die Komplexität der Einzelprozesse reduziert und somit kontrollierbar macht, jedoch häufig lokale Zielsysteme erzeugt, die im Gegensatz zu den globalen Unternehmenszielen stehen. Diese Problematik spiegelt sich auch in den IT-Systemen der Unternehmen wieder. In diesem Beitrag soll ein Ansatz vorgestellt werden, wie diese starren, funktionsorientierten Abläufe über gemeinsame Planungsprozesse sowie übergreifende IT-Systeme, sogenannte Logistische Assistenzsysteme (LAS), mehr Integration erfahren können. Zur Verdeutlichung des beschriebenen Ansatzes wird das Problem der integrierten Auftragsreihenfolge- und Transportplanung in der Automobilindustrie vorgestellt und eine Lösung anhand einer prototypischen Umsetzung illustriert.

Angesichts der demographischen Entwicklung ergeben sich Fragen bezüglich der langfristigen Leistungsentwicklung von Arbeitssystemen bei einer immer älter werdenden Belegschaft. Diese Fragen sind besonders dann dringlich, wenn Arbeitssysteme mit vorwiegend mentalen Anforderungen über viele Jahre hinweg betrieben werden sollen. Das Simulationsverfahren ESPE-AS kann dabei helfen, die Leistungsentwicklung eines Arbeitssystems bei einer vorhandenen Belegschaft für zukünftige Planungszeiträume zu prognostizieren. Der Beitrag beschreibt einen ersten Ansatz dieser simulationsunterstützten Planungsmethode und veranschaulicht sie anhand der Routinetätigkeit in einer Arbeitsplanungsabteilung.