Ereignisdiskrete Simulation von Produktions- und Intralogikprozessen
Wertstromoptimierung und -simulation
Referenzmodelle und Modulbaukästen für Simulationsstudien
Promotion (laufend) an der Technischen Universität Dortmund- Fakultät Maschinenbau – Fachgebiet IT in Produktion und Logistik (itpl).
Arbeitstitel: Referenzmodell basierend auf Wertstromsimulation zur Bewertung von Produktionssystemen mit komplexen Materialflüssen in der Angebotsphase
Anbieter von kundenindividuellem Produktionssystemen (PS) mit komplexen Materialflüssen garantieren bei ihrer Angebotsabgabe einen Mindestdurchsatz [1]. Eine Überdimensionierung des Systems führt zu hohen Kosten und damit zu einer verminderten Wettbewerbsfähigkeit. Daher ist eine quantitative Bewertung der Planung in der Angebotsphase notwendig. Dynamische Ereignisse wie das Rüsten von Maschinen oder unterschiedliche Bearbeitungs- und Transportzeiten führen zu Abhängigkeiten die sich negativ auf den tatsächlichen Durchsatz auswirken. Dies motiviert die Idee die dynamische Simulation in der Angebotsphase einzusetzen.
Für die Bewertung von Produktionssystemen hat sich die Anwendung der Wertstrommethode (WSM) [2] in der Praxis bewährt. Diese gilt es auf den Planungsprozess der Angebotsphase zu überführen. Die WSM ermöglicht eine transparente Darstellung aller Produktionsprozesse und der damit verbundenen Material- und Informationsflüsse [3]. Diese statische Methode erlaubt jedoch nicht die Berücksichtigung stochastischer Einflüsse sowie parallellaufende Prozesse [45]. Für die Bewertung solcher dynamischen Aspekte hat sich die ereignisdiskrete Simulation (discrete event simulation DES) als geeignetes Werkzeug erwiesen [1]. Es bedarf einer Methode zur Kombination der WSM mit der DES (beschrieben als "Dynamische Simulation von Wertströmen" (DSW) [6]) für die Angebotsphase.
Das primäre Defizit von DES ist die zeit- und kostenintensive Modellierung. Eine detaillierte Planung und Simulation findet daher erst dann statt wenn der Auftrag bereits erteilt wurde [1]. Dadurch werden Planungsfehler spät erkannt was zu ungeplanten Anpassungen und erheblichen Risiken für Zeit und Budget führt. Der Modellierungsaufwand kann durch aufgaben- und anwendungsspezifische Referenzmodelle (RM) die die Modellentwicklung unterstützen und beschleunigen reduziert werden [7]. Hierzu erfolgt die Entwicklung eines Referenzmodells auf der Basis der DSW für die Angebotsphase von Produktionssystemen. Eine wichtige Herausforderung besteht darin die geeignete Granularität des Referenzmodells zu definieren um die Interdependenzen von Produktions- und Materialflussprozessen hinreichend genau zu bewerten.
Für dieses Referenzmodell müssen die Subsysteme der WSM (z.B. Produktionsprozesse Materialfluss Informationsfluss) angepasst oder durch weitere Elemente ergänzt werden. Darüber hinaus ist eine detailliertere Beschreibung der Transportprozesse sowie Materialflusslogiken und produktspezifischer Eigenschaften erforderlich.
[1] Friedland R. & Kühling M. (2000). Referenzmodelle für Fertigungssysteme. In S. Wenzel (Ed.) Referenzmodelle für die Simulation in Produktion und Logistik. ASIM Fortschritte in der Simulationstechnik (pp. 133-150).Erlangen: SCS.
[2] Rother M. Shook J. (1999). Learning to see: Value Stream Mapping to add value and eliminate muda (Version 1.2. Brookline). Massachusetts USA: Lean Enterprise Institute.
[3] Erlach K. (2010). Wertstromdesign: Der Weg zur schlanken Fabrik (2nd ed.). Berlin: Springer.
[4] Luger A. Winkler H. (2017). Von der Wertstromanalyse zum Wertstrommanagement. ZWF 112 (4) 261-265.
[5] Abele E. Wolff M. Manz A. (2012). Optimierung von Wertströmen: Mit Lean-Methoden und Materialflusssimulation zu operativen Exzellenz. ZWF 107 (4)212-216.
[6] Türck S. Weimer A. Schubert L. Drees J. (2014). Dynamische Simulation von Wertströmen. ZWF 109 (11) 839-842.
[7] Klinger A. & Wenzel S. (2000). Referenzmodelle – Begriffsbestimmung und Klassifizierung. In S. Wenzel (Ed.) Referenzmodelle für die Simulation in Produktion und Logistik. ASIM Fortschritte in der Simulationstechnik (pp.13-29). Erlangen: SCS.
Lehrgebiet
Ganzheitliche Produktionssysteme II / Wertstromoptimierung und -simulation
Wertstrommethode (Analyse und Design)
Grundlagen der Simulation von Logistik- Materialfluss- und Produktionssystemen
In den Studiengängen:
M.Sc. Wirtschaftsingenieur
M.Eng. Maschinenbau
