Rissprüfung im Durchlauf

Die zunehmende Verkürzung der Produkt- und Innovationszyklen sowie die steigende Volatilität der Märkte bedingen, dass Produktionssysteme mehr denn je an die jeweilige Situation angepasst werden müssen. Während man in der Fabrikplanung und Systemauslegung noch umfangreiche Freiheiten hinsichtlich der Anpassung von Strukturen und Layout hat, fokussieren sich im operativen Produktionsbetrieb die Eingriffsmöglichkeiten vor allem auf die Produktionsplanung und Produktionssteuerung. Geht es doch darum, die bestehende Produktionsinfrastruktur bestmöglich für die anstehenden Aufträge zu nutzen und den jeweiligen Betriebspunkt des Systems mit den Anforderungen in Einklang zu bringen.

PROFACTOR erweitert dazu die Simulationsmodelle der Fabrikplanung, um diese auch im operativen Tagesgeschäft einsetzen zu können. Dazu müssen die Modelle mit der Realität abgeglichen werden, sowie mit dem jeweils aktuellen Systemzustand initialisiert werden. Dies erfordert entsprechende Schnittstellen zu bestehenden IT-Systemen und Benutzeroberflächen. Das Spektrum reicht dabei von einfachen stand-alone Planungslösungen bis zur integrierten, simulationsbasierten Optimierung.

Ein spezieller Schwerpunkt ist die Steuerung volatiler Produktionsprozesse mit starken stochastischen Einflüssen mittels Prioritätsregeln (Dispatching-Regeln). Die Prioritätsregeln werden dabei mit Hilfe der Simulationsmodelle entwickelt und optimiert. Im Tagesgeschäft liefern die Simulationsmodelle eine Vorschau der zu erwartenden Produktionsabläufe sowie der sich einstellenden Kennzahlen. Dies unterstützt Planer und Disponenten bei ihrer täglichen Arbeit, reduziert den Planungsaufwand und erhöht die Systemleistung.

In Forschungsprojekten wird untersucht, wie sich die Prioritätsregeln mittels metaheuristischen Optimierungsverfahren automatisiert erstellen und optimieren lassen. Dabei werden die gewünschten Produktionsstrategien mittels umfangreicher Bewertungsmodelle vorgegeben. Diese berücksichtigen bei Bedarf nicht nur ökonomische Kennzahlen (z. B. Auslastung, Bestand, Termintreue), sondern auch ökologische (z. B. Energieverbrauch, Material- und Hilfsstoffverbrauch, Reststoffmengen, Lärm) und arbeitspsychologische/-ergonomische Kennzahlen (z. B. Stressbelastung, Arbeitsmonotonie, Zufriedenheit).

Leistungen:

• Entwicklung spezifischer Lösungen für die Produktionssteuerung (Advanced Planning & Scheduling): Strategien zur Reihenfolgeplanung, Auftragseinlastung und Auftragsdurchsteuerung; robuste Prioritäts-/Dispatch-Regeln für volatile, stochastische Systeme; Sequenzbildung; Losgrößenoptimierung; Ressourceneinsatzplanung und -disposition.

• Datenanalyse / -visualisierung / -integration: Einbindung, Aufbereitung und Auswertung von Maschinen- und Betriebsdaten aus unterschiedlichsten Quellen zur Analyse und Entscheidungsunterstützung sowie als Input für die Prognosemodelle.

Der Kombination von Simulation und Optimierungsverfahren zur Planung, Auslegung und virtuellen Absicherung sowie der virtuellen Inbetriebnahme von Produktionssystemen sind kaum Grenzen gesetzt. Da die eingesetzten Methoden branchenneutral können Lösungen in den unterschiedlichsten Anwendungsfeldern angeboten werden. Verbindendes Element ist in jedem Fall die Produktionslogistik:

• Prozessgestaltung für Anlagen und Systeme: Parameter- und Strukturanalyse, dynamisches Wertstromdesign, simulationsgestützte Leistungsanalyse, Änderungs- und Variantenmanagement.
• Fertigung: Kapazitäts-, Auslastungs- und Durchlaufzeitoptimierung, Abtaktung von verketteten Systemen, Pufferdimensionierung, Rüstzeitminimierung.
• Montage: Optimierung der Materialversorgung, Entwicklung von Personaleinsatzstrategien, Dimensionierung von Bereitstellflächen und Entkoppelungspuffern, Störmanagement, Variantenmanagement.
• Produktionslogistik / Betriebslogistik: Entwicklung und Optimierung von Materialfluss- und Bereitstellstrategien, Lagerdimensionierung, Abrufstrategien, optimale Auslegung von Transportkapazitäten, Bestandsminimierung, Werkzeugtransport, Leerguthandling, Materialflusssimulation, Logistikplanung, Logistikoptimierung.
• Optimaler Betriebspunkt: Gesamtoptimierung unter Berücksichtigung konkurrierender Einzelziele, Lösen von Zielkonflikten, Berücksichtigung stochastischer und zeitabhängiger Einflüsse, Entwicklung von Strategien zur dynamischen Nachführung des optimalen Betriebspunktes bei Änderung der Randbedingungen oder Eintreten von Störungen, Auswahl und Optimierung eines optimalen Produktionskonzeptes.
• Virtuelle Inbetriebnahme: Testen und Optimieren von Steuerungsstrategien und Software am Simulator zur Verringerung von Inbetriebnahmezeiten und Gewährleistungskosten.
• Vertikale Integration / Geschäftsprozesse / Engineering-Prozesse: Analyse und Optimierung funktionsübergreifender Abläufe (Business Process Management), ganzheitliche Betrachtung technischer und organisatorischer Aspekte, wirtschaftliche Bewertungen schwer quantifizierbarer Kosten, Activity-Based-Costing.
• Ganzheitliche Prozessoptimierung: Optimierung von Prozessen und Gesamtsystemen hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit unter Berücksichtigung, technischer, ökonomischer, ökologischer und arbeitsergonomischer Aspekte.
• Training und Schulung: Visualisierung von Prozessen als Unterstützung für Angebot und Marketing, Schulungs- und Trainingsmodelle, Testen von Inbetriebnahmeszenarien.

Leistungen:

• Simulationsstudien zur Planungs- und Entscheidungsunterstützung

• Entwicklung von Simulationsmodellen zur Nutzung durch den Kunden

• Virtuelle Inbetriebnahme von Steuerungs- und Leitsystemen