Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Simulation von Fertigungssystemen
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Kompetenzen
Problem bei komplexen Fertigungssystemen
Die Herausforderung von Unternehmen ist heutzutage die Beherrschung komplexer Produktionsprozesse aufgrund sich ständig ändernder Kundenbedürfnisse. Diese spiegeln sich in der zunehmenden Anzahl von Produktfunktionen und Variantenvielfalt sowie der steigenden Anforderung an Qualität, Flexibilität, Servicezeit und Servicegrad wieder. Entscheidend dabei sind vor allem kürzere Entwicklungs- und Planungszeiten der Produkte. Jede Änderung des Kunden verursacht Turbulenzen im Produktionsprozess und nimmt somit starken negativen Einfluss auf die Robustheit und Stabilität eines Produktionssystems.
Zur besseren Planung dieser Systeme werden häufig Simulationsstudien durchgeführt. Die Schwierigkeit bei Simulationsmodellen ist die genaue Definition von Nutzen und Aufwand. Der Aufwand ist in der Regel vom Modelldetaillierungsgrad, der Nutzen wiederum von den zu erwartenden Ergebnissen abhängig.
Projektvorgehen
Das Fraunhofer IPA beginnt in der Regel mit der genauen Festlegung des Detaillierungsgrads des Simulationsmodells, um den höchst möglichen Nutzen bei gegebener Problemstellung und vorgegebenen Budget des Kunden zu erzielen.
Insgesamt wird das Projekt in fünf Phasen untergliedert:
- Analyse, Problemformulierung und Datenbeschaffung
- Abstraktion des zu simulierenden Systems und Modellerstellung
- Implementierung des erstellten Modells in ein Simulationsmodell
- Simulationsexperimente hinsichtlich der Zielparameter
- Auswertung und Dokumentation
Das Projekt wird gemeinsam mit dem Kunden in Workshops durchgeführt, wobei die eigentliche Erstellung des Simulationsmodells am Fraunhofer IPA erfolgt.
Ziele und Nutzenaspekte
Mit einer Simulation können sowohl Prozesse verbessert als auch Problemstellungen frühzeitig identifiziert werden. Hierzu gehören u.a.:
- die Vermeidung oder Eliminierung von Engpässen,
- die Prozessoptimierung nach beliebigen Zielfunktionen (z.B. Durchlaufzeit, Auslastung, Ausbringung),
- die Optimierung von Arbeitsabläufen und -inhalten,
- die Optimierung von Puffergrößen und Lagerbeständen,
- die Einsparung oder Vereinfachung von Systemelementen oder Steuerungselementen wie auch
- die Simulation des geplanten Systems auf Basis von Handlungsalternativen.