Simulation

Regeln spielen im täglichen Zusammenleben von Menschen eine wichtige Rolle. Zum Beispiel muss sich jeder Verkehrsteilnehmer an Verkehrsegeln halten, um Unfälle zu vermeiden und einen reibungslosen Verkehrsfluss zu gewährleisten. Die Teilnehmer in diesen Situationen werden im Kontext der künstlichen Intelligenz Agenten genannt. Künstliche Agenten, die sich in einem menschlichen Umfeld selbständig bewegen, müssen diese Regeln kennen und entsprechend handeln können. Solche Regeln sind im Allgemeinen in natürlicher Sprache verfasst und enthalten daher qualitative Begriffe wie „links von“ oder „rechts abbiegen“. Diese Begriffe lassen sich nur unzureichend mit metrischen Verfahren zur Steuerung der Agenten umsetzen. Im Folgenden beschreiben wir einen so genannten qualitativen Ansatz zur Formalisierung von räumlichen Aspekten natürlich-sprachlicher Vorschriften. Mit dem von uns entwickelten SailAway-Demonstrator [1] zeigen wir am Beispiel von Schifffahrtsregeln, wie diese ...

In diesem Beitrag wird auf die Problematik der Integration von unternehmensinternen und ­-externen Entwicklungspartnern in den Simulationsprozess eingegangen. Im Fokus der Betrachtungen steht der prozess-orientierte Austausch von Simulationsdaten in heterogenen PDM/SDM Umgebungen unter Berücksichtigung des Know-how-Schutzes der beteiligten Prozesspartner. Als Lösungsansatz wird in diesem Beitrag ein Modell sowie dessen prototypische Umsetzung vorgestellt.

Die Erlangung von Wettbewerbsvorteilen durch Betriebsorganisation bedarf einer permanenten Planungsbereitschaft, die sich durch den Einsatz von Methoden auszeichnet, die dem heutigen komplexen und schnelllebigen Unternehmensumfeld gerecht werden. Modellgestützte Methoden schaffen für Unternehmen und Verbunde Transparenz in komplexen Netzwerken. Wettbewerbsvorteile einzelner Unternehmen und ganzer Netze im globalen Kontext können so realisiert werden. Die Vision einer Modellierungsfabrik, in der im industriellen Maßstab effektiv Modelle und Instrumente erzeugt werden können, sowie Konzepte zu deren langfristigen Nutzung tragen zur Verbesserung der Betriebsorganisation durch modellgestützte Methoden bei. Die schnelle und preiswerte Verfügbarkeit macht den Methodeneinsatz attraktiv und die erhöhte Planungssicherheit schafft Wettbewerbsvorteile.

Die Wettbewerbsfähigkeit in der deutschen Industrie, zumal im Bereich der Investitions- und Gebrauchsgüterindustrie, hängt maßgeblich davon ab, in welchem Ausmaß Anpassungen an Markterfordernisse gelingen. Elemente derartiger Anpassungsprozesse sind die Neuentwicklung und Modifikation von Produkten, gleichermaßen aber auch der Einsatz neuer oder verbesserter Fertigungstechnologien. Im Teilefertigungsbereich, der nachfolgend näher betrachtet werden soll, erfordern diese Veränderungen des Fertigungsprogramms neue Strukturen. Hierbei stellt sich dann die Frage nach der Planungsintegrität von Betriebsmittel- und Personalstrukturen. Der vorliegende Beitrag zeigt hierfür ein simulationsunterstütztes heuristisches Verfahren zur wechselseitigen Anpassung beider Planungsbereiche auf.

Terminverzögerungen in Verbindung mit Budgetüberschreitungen sind bei Entwicklungsprojekten oft die Folge einer unrealistischen Zeitplanung vor Projektbeginn. Zur Lösung dieser Herausforderung wird in diesem Beitrag ein simulationsbasierter Ansatz zur Modellierung von Entwicklungsprojekten vorgestellt, der neben einer Darstellung der projektspezifischen Aufbau- und Ablauforganisation vor allem das typische nicht-deterministische Projektverhalten berücksichtigt. Mithilfe dieses Ansatzes ist eine realistische Zeitplanung und Ressourcen-Allokation für komplexe Entwicklungsprojekte möglich. Studien bei Industriepartnern in der verfahrenstechnischen Industrie belegen die Praxistauglichkeit des entwickelten Instr­umen­tariums.

Im Beitrag werden Ideen und Erfahrungen zu einer flexiblen Simulation von Echtzeitdatenströmen, die in Produktionsnetzen bei der Anwendung moderner automatischer Identifikations- und Ortungstechnik entstehen, behandelt. Flexibilität bedeutet an dieser Stelle die Möglichkeit, die in Produktions- und Logistikprozessen zu erfassenden Objekte und die mit diesen Objekten verbundenen Ereignis- und Zustandstypen frei zu definieren. Die während der Simulation erstellten Datenströme können zum Test und Vergleich von operativen Steuerungsstrategien für Prozesse in Produktionsnetzen in einem Offline- oder Onlinebetrieb genutzt werden.

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.