Vorsprung durch Simulation

Voraussetzungen, Herausforderungen & Umsetzung

Voraussetzungen & Herausforderungen

Der Aufbau einer Materialflusssimulation soll den Weg von einem Problem- zu einem konkreten Systemverständnis maßgeblich vereinfachen und dabei die Problemlösung unterstützen. Ein digitales Modell des Systems, verknüpft mit realen Zustandsdaten, schafft die Möglichkeit, Planungsergebnisse zu überprüfen und abzusichern. Einige Voraussetzungen müssen hierfür jedoch erfüllt werden. Diese sind in erster Linie vom Anwendungsfall abhängig. Daher ist es zunächst notwendig, die individuellen Anforderungen zu formulieren und damit den spezifischen Arbeitsablauf und die Prozesse zu skizzieren. Hierbei sind aus unserer Sicht zwei wesentliche Faktoren ausschlaggebend.

Gesamtziel und Leistungsfähigkeit der Materialflusssimulation

Es ist entscheidend, von Beginn an klare Ziele zu definieren, da sich der Aufbau des digitalen Materialflussmodells und deren Leistungsfähigkeit daran bemisst. Alle Eigenschaften, die eine signifikante Auswirkung auf die definierten Stellgrößen und Kennzahlen besitzen, müssen erfasst und im Simulationsmodell abgebildet werden. Dazu müssen Daten erhoben und die nötigen Stellmechanismen im Modell beschrieben werden, um die erfassten Daten des realen Systems zu verarbeiten.

Datenerfassung und Digitalisierung

Im Falle einer betriebsbegleitenden Simulation sind digital erfasste Daten und Informationen des technischen Systems eine Grundvoraussetzung. Die simulative Abbildung von Prozessen erfordert oftmals eine Vielzahl an Betriebsdaten der Prozesse, welche über das reine Erfahrungswissen der vorhandenen Mitarbeiter hinausgeht. Im Rahmen von Planungsprozessen sollten ebenso bereits detaillierte Daten vorliegen, beispielsweise von Anlagenherstellern oder Planungsdienstleistern. Es gilt: Die Qualität der Eingangsdaten beeinflusst maßgeblich die erzeugten Ergebnisse sowie Entscheidungen und somit den direkten Mehrwert der Materialflusssimulation.

Die Umsetzung: Teamwork zwischen Auftraggeber und -nehmer

Die Simulationsstudie selbst wird oftmals in enger Abstimmung mit den Auftraggebern umgesetzt. Absprachen zu Modellierungskonzepten oder Erläuterungen zu spezifischen Prozessabläufen sind essenzieller Bestandteil der Modellerstellung. Es sollte also bedacht werden, dass auch der Auftraggeber direkt am Erfolg der Modellierung beteiligt ist. Ein Großteil der Zusammenarbeit erfolgt während der Systemanalyse, wobei der Auftraggeber dem Simulationsdienstleister das konkrete Betrachtungsobjekt nach mengenmäßigen und zeitlichen Aspekten beschreiben muss und entsprechende Informationen zur Systemlast, der Organisation und technische Daten bereitstellt. Die Datenakquise stellt zumeist den langwierigsten Teil der Simulationsstudie dar, sodass eine agile Arbeitsweise unterstützend auf den Fortschritt wirken.

Die Modellerstellung selbst wirft oftmals Detailfragen auf. Konkrete Steuerungsstrategien oder Parameter werden hierbei hinterfragt und angepasst. In diesem Schritt werden oftmals bereits erste Ineffizienzen in Planung und Betrieb aufgedeckt, wie zum Beispiel das Identifizieren von besseren Positionierungen für Anlagen. Die Experimentplanung und -durchführung erfordert wiederum verstärkte Zusammenarbeit, da hier die Stellgrößen für die Planungs- und Betriebsentscheidungen definiert werden. Dem Auftraggeber muss ein transparentes Verständnis für Modellierungsentscheidungen sowie Abstraktionen im Modell vermittelt werden, um in definierten Experimenten auch zu validen und nachvollziehbaren Ergebnissen zu kommen.

Sind einerseits die Voraussetzungen für die Erstellung einer Materialflusssimulation erfüllt, ist zumeist nur noch die Zusammenarbeit zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer entscheidend für die Qualität der erzielten Ergebnisse. Je besser und dynamischer diese gestaltet werden können, desto schneller und besser werden die benötigten Ergebnisse erreicht.