Simulation in Produktion und Logistik

Markus Rabe studierte in Konstanz Physik und promovierte in Ingenieurwissenschaften an der TU Berlin. Als Abteilungsleiter und Mitglied des Institutsleitungskreises am Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) in Berlin berät er Unternehmen zu Aufgaben der Unternehmens- und Fabrikplanung und leitet internationale Forschungsprojekte.

1 Einführung.- 1.1 Zielstellung.- 1.2 Eingrenzung.- 1.3 Was ist Simulation?.- 1.3.1 Nachbildung eines Systems in einem Modell.- 1.3.2 Dynamische Prozesse.- 1.3.3 Experimentierfähigkeit.- 1.3.4 Übertragbare Erkenntnisse.- 1.4 Animation und Meßgrößen.- 1.5 Wann ist Simulation notwendig?.- 1.6 Was leistet Simulation in Produktion und Logistik?.- 1.7 Perspektiven.- 1.8 Literatur.- 2 Warenumschlag.- 2.1 Neue Aspekte des Simulationseinsatzes in Warenumschlags- und Distributionslager-Systemen.- 2.2 Planung und Realisierung der Restrukturierungm Distributionslager Wiesbaden der Panasonic Deutschland GmbH.- 2.2.1 Einleitung.- 2.2.2 Planungsphase.- 2.2.3 Realisierungsphase.- 2.2.4 Neue Lager- und Kommissionierorganisation.- 2.2.5 Restrukturierung der Systemsteuerung.- 2.2.6 Zusätzlicher Nutzen des Simulationseinsatzes.- 2.2.7 Fazit und Ausblick.- 2.3 Simulationseinsatz bei der Planung des Internationalen Postzentrums in Frankfurt am Main.- 2.3.1 Einleitung.- 2.3.2 Grundlegende Abläufe im IPZ.- 2.3.3 Grobsimulation.- 2.3.3.1 Modellierung.- 2.3.3.2 Versuchsplanung.- 2.3.4 Feinsimulation.- 2.3.4.1 Modellierung.- 2.3.4.2 Experimente und Ergebnisse.- 2.3.5 Fazit und Ausblick.- 2.4 Zusammenfassung.- 2.5 Literatur.- 3 Innerbetriebliche Logistik.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Auslegung eines Logistiksystems für die Herstellung von Elektronikbauteilen.- 3.2.1 Ausgangssituation.- 3.2.2 Problemstellung.- 3.2.3 Durchführung der Simulationsstudie.- 3.2.4 Ergebnisse der Simulationsstudie.- 3.2.5 Resümee.- 3.3 Auslegung und Steuerung einer Produktionsanlage mit automatisiertem Zwischenlager zwischen Produktion und Verpackung.- 3.3.1 Ausgangssituation.- 3.3.2 Umsetzung der Ausgangssituation im Simulationsmodell.- 3.3.3 Problemstellung.- 3.3.4 Durchführung der Simulationsstudie.- 3.3.5 Ergebnisse der Simulationsstudie.- 3.3.6 Resümee.- 3.3.6.1 Modellierung.- 3.3.6.2 Training-on-the-Job.- 3.3.6.3 Aufwand.- 3.4 Simulationsgestützte Gestaltung des Staplertransports für ein Zentrallager in der Chemieindustrie.- 3.4.1 Ausgangssituation.- 3.4.2 Aufgabenfelder und Planungsschritte.- 3.4.3 Vorauslegung mit Hilfe der Fahrzeuganzahldiagnose (FAD).- 3.4.4 Durchführung der Fahrzeuganzahldiagnose.- 3.4.5 Ergebnisse der Fahrzeuganzahldiagnose.- 3.4.6 Das Zusammenspiel analytischer und simulativer Methoden.- 3.4.7 Durchführung der Simulationsstudie.- 3.4.8 Ergebnisse der Simulationsstudie.- 3.5 Simulationsgestützte Planung eines integrierten Produktions- und Transportsystems in der chemischen Industrie.- 3.5.1 Besonderheit der chemischen Industrie.- 3.5.2 Ausgangssituation.- 3.5.3 Problemstellung.- 3.5.4 Durchführung der Simulationsstudie.- 3.5.5 Ergebnisse der Simulationsstudie.- 3.5.6 Resümee.- 3.6 Zusammenfassung.- 3.7 Literatur.- 4 Fertigung und Montage.- 4.1 Aufgabenfelder der Simulation.- 4.2 Taktzeituntersuchung und Verfügbarkeitsanalyse an einer Fertigungslinie für PKW-Türinnenverkleidungen.- 4.2.1 Aufgabenstellung und Ziele der Untersuchung.- 4.2.2 Grundlagen der Untersuchung.- 4.2.3 Ergebnisse der Simulationsstudie.- 4.2.3.1 Ausbringung der Linie.- 4.2.3.2 Zeitanteile der Betriebszustände einzelner Arbeitsstationen.- 4.2.3.3 Belegung von Zwischenpuffern.- 4.2.4 Fazit.- 4.3 Simulation einer Bypassfertigung elektromechanischer Komponenten.- 4.3.1 Ausgangssituation.- 4.3.2 Aufgabenstellung.- 4.3.3 Durchführung des Simulationsprojektes.- 4.3.4 Fazit.- 4.4 Engpaßuntersuchung bei der Zementbeschichtung von Stahlrohren.- 4.4.1 Ziele der Studie.- 4.4.2 Eingangsdaten, Variationsparameter und Randbedingungen des Simulationsmodells.- 4.4.3 Simulationsergebnisse.- 4.4.4 Schlußfolgerungen aus den Simulationsergebnissen und abgeleitete Verfahrensweisen.- 4.5 Funktionsüberprüfung und Optimierung einer automatisierten Drehzelle.- 4.5.1 Aufgabenstellung.- 4.5.2 Aufbau der Doppeldrehzelle.- 4.5.3 Ablaufsteuerung.- 4.5.4 Das Simulationsmodell.- 4.5.5 Ergebnisse.- 4.6 Zusammenfassung.- 4.7 Literatur.- 5 Personaleinsatz.- 5.1 Simulationsunterstützte Personaleinsatzplanung.- 5.1.1 Planung von Fertigungssystemen unter Berücksichtigung des Personals.- 5.1.2 Personalorientierte Simulationsverfahren.- 5.2 Systematische Personalstrukturplanung im Fertigungsbereich.- 5.2.1 Einleitung.- 5.2.2 Beschreibung einer Fertigung von Blechhalbzeugen.- 5.2.3 Simulationsunterstützte Personalstrukturplanung.- 5.2.3.1 Konventionelle Planung von Personal strukturen.- 5.2.3.2 Systematische Planung von Personal strukturen.- 5.2.4 Entwicklung von Personal strukturen für die Fertigung von Blechhalbzeugen.- 5.2.5 Vergleich der Simulationsergebnisse.- 5.2.6 Zusammenfassung und Ausblick.- 5.3 Montageplanung mit Hilfe der Simulation.- 5.3.1 Einleitung.- 5.3.2 Ziel.- 5.3.3 Vorgehensweise.- 5.3.4 Ausgangssituation.- 5.3.5 Beschreibung der durchgeführten Simulationsversuche.- 5.3.6 Ergebnisse aus den Simulationsversuchen.- 5.3.7 Folgerungen und Maßnahmen.- 5.4 Simulationsgestützte flexible Personaleinsatzplanungeine Studie für die Kromschröder AG, Osnabrück.- 5.4.1 Einleitung.- 5.4.2 Aufbau der Simulationsstudie.- 5.4.3 Durchführung der Experimente.- 5.4.4 Ergebnis und Zusammenfassung.- 5.4.5 Ausblick.- 5.5 Optimierung des Bediener-Einsatzes in Fertigungsprozessen.- 5.5.1 Bedeutung der Simulation für mittelständische Unternehmen.- 5.5.2 Aufgabenstellung zur Optimierung des Bediener-Einsatzes.- 5.5.3 Lösungsweg zur Optimierung des Bediener-Einsatzes.- 5.5.4 Umsetzung der Simulationsergebnisse.- 5.6 Zukünftige Anwendungsaspekte der personalorientierten Simulation.- 5.6.1 Verfahren zur simulationsunterstützten Personaleinsatzplanung.- 5.6.2 Weiterführende Aspekte der personalorientierten Simulation.- 5.7 Literatur.- 6 Organisationsformen.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Einführung der teamorientierten Produktion in einer Manufaktur.- 6.2.1 Ausgangssituation.- 6.2.2 Projekt vorgehen.- 6.2.3 Bildung von Teams: Qualifikation und Organisation.- 6.2.4 Der Ofenprozeß: zentrale Einheit im teamorientierten Umfeld?.- 6.2.5 Die Simulation.- 6.2.5.1 Bewertung der Teamkonzepte.- 6.2.5.2 Vergleich der Ofenkonzepte.- 6.3 Montage von Präzisionsmechaniken.- 6.3.1 Gruppentechnologische Planung und Simulation.- 6.3.2 Situation.- 6.3.3 Planungsablauf.- 6.3.4 Das verwendete Simulationssystem.- 6.3.5 Untersuchung des Ist-Systems.- 6.3.6 Neues Montagekonzept.- 6.3.7 Zusammenfassung und Ausblick.- 6.4 Simulation in der integrierten Produkt- und Prozeßmodellierung.- 6.4.1 Einführung.- 6.4.2 Anwendung in kleinen und mittleren Unternehmen.- 6.4.3 Fazit.- 6.5 Zusammenfassung.- 6.6 Literatur.- 7 Auftragsdurchlauf, Produktions- und Fertigungssteuerung.- 7.1 Aufgabenfelder.- 7.2 Test und Bewertung eines Fertigungssteuerungskonzeptes in einem Automobilwerk.- 7.2.1 Aufgabenstellung.- 7.2.2 Vorgehensweise.- 7.2.3 Dynamisches Modell zur parallelen Betrachtung von Materialfluß und Steuerung.- 7.2.4 Das Modell der Produktion.- 7.2.5 Konzept-Szenarien und Ergebnisse.- 7.3 Einführung einer Verbrauchssteuerung bei einem Hersteller von Elektrowerkzeugen.- 7.3.1 Ausgangssituation.- 7.3.2 Schulung durch Simulation mit Hilfe eines Planspiels.- 7.3.3 Simulationseinatz zur Auslegung der Kenngrößen einer Verbrauchssteuerung.- 7.3.4 Bewertung der logistischen Qualität.- 7.3.5 Ergebnis.- 7.4 Verbesserung der Werkzeugversorgung in einem Maschinenbauunternehmen.- 7.4.1 Ausgangssituation.- 7.4.2 Aufgabenstellung.- 7.4.3 Vorgehensweise.- 7.4.4 Simulationsexperimente und Ergebnisse.- 7.4.5 Resultate und Zusammenfassung.- 7.5 Einsatz eines Assistenzsystems zur Optimierung der Produktionsprozesse in einem Edelstahl werk.- 7.5.1 Ausgangssituation.- 7.5.2 Einführung des Assistenzsystems.- 7.5.3 Aufbau des Assistenzsystems.- 7.5.4 Beschreibung der Steuerungsstrategien.- 7.5.5 Randbedingungen für die Reihenfolgebildung an der Walzstraße.- 7.5.6 Verwendetes Dispositionsregelwerk und Kriterien zur Reihenfolgebildung.- 7.5.7 Linguistische Variablen.- 7.5.8 Regeln.- 7.5.9 Ergebnisse.- 7.5.10 Fazit.- 7.6 Zusammenfassung.- 7.7 Literatur.- 8 Richtlinien zur Simulationsanwendung in Produktion und Logistik.- 8.1 Einfuhrung.- 8.2 Die VDI-Richtlinie 3633.- 8.2.1 Richtlinienarbeit im Verein Deutscher Ingenieure.- 8.2.2 Entwicklung der VDI-Richtlinie 3633.- 8.2.3 Struktur und Kernaussagen der VDI-Richtlinie 3633.- 8.2.3.1 Blatt 1: Grundlagen.- 8.2.3.2 Blatt: Begriffsdefinitionen.- 8.2.3.3 Blatt 2: Lastenheft/Pflichtenheft und Leistungsbeschreibung für die Simulationsstudie.- 8.2.3.4 Blatt 3: Experimentplanung und -auswertung.- 8.2.3.5 Blatt 4: Auswahl von Simulationswerkzeugen: Leistungsumfang und Unterscheidungskriterien.- 8.2.3.6 Blatt 5: Integration der Simulation in die betrieblichen Abläufe.- 8.2.3.7 Weitere Richtlinienblätter.- 8.2.4 Bedeutung der Richtlinie.- 8.3 Der ASIM-Leitfaden für Simulationsbenutzer in der Produktion und Logistik.- 8.3.1 Struktur und Inhalte des Leitfadens.- 8.3.2 Bedeutung des Leitfadens.- 8.4 Zusammenfassende Bewertung.- 8.5 Literatur.- Autoren.