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Materialflusssimulation, engl.: discrete event simulation


Eine Simulation ist die Nachbildung eines realen Systems mit seinen dynamischen Prozessen in einem experimentierfähigen Modell, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit übertragbar sind. (VDI-Richtlinie 3633 (1992))

Im Arbeitsfeld Materialflusssimulation unterscheidet man im Allgemeinen (zeit-)diskrete und kontinuierliche Simulationen. Bei der kontinuierlichen Simulation sind im Modell stetige Änderungen des Modellzustands über die Zeit zugelassen. Bei der diskreten Simulation erfolgt dagegen eine Zustandsänderung nur zu festen Zeiten, die durch Ereignisse definiert werden. Man spricht daher auch von ereignisorientierter Simulation.

Zur Materialfluss-Simulation kommen in der Regel Simulationswerkzeuge mit zeitdiskretem Verhalten zum Einsatz.



Einsatzfelder der Simulation in der Logistikkette

Die Simulation wird auf jede Phase des Lebenszyklus technischer Systeme (Logistik-, Materialfluß- und Produktionssysteme) angewendet.



Abb. 1: Einsatzfelder der Simulation




Ablauf einer Simulationsstudie

Folgende Arbeitsschritte charakterisieren im wesentlichen den Ablauf einer Simulationsstudie (in chronologischer Reihenfolge):

  • Überprüfung der Simulationswürdigkeit
  • Aufgabenformulierung
  • Datengenerierung /-sammlung für die Simulation
  • Erstellung des Simulationsmodells
  • Verifikation
  • Validierung
  • Versuchsplanung
  • Durchführung von Simulationsläufen
  • Ergebnisanalyse


Simulationswürdigkeit

Eine Simulation sollte nur durchgeführt werden, wenn

  • ein vernünftiges Kosten-Nutzen-Verhältnis gewährleistet werden kann.
  • analytische Modelle fehlen.
  • die Schwierigkeit des Problems (Komplexität, Vielzahl der Einflüsse, Datenmengen) als hoch zu bewerten ist.
  • Unsicherheit bezüglich der Eingangsdaten und ihrer Einflüsse auf die Ergebnisse besteht.
  • sich das Simulationsmodell mitunter weiter verwenden lässt.

Daten für die Simulation Eine gesicherte Datenbasis ist essentiell für eine erfolgreiche Simulationsstudie. Die Sammlung und Überprüfung der benötigten Eingangsdaten stellt daher einen entscheidenden Schritt innerhalb eines Projektes dar. Die Eingangsdaten für die Materialflusssimulation lassen sich allgemein in drei große Bereiche gliedern:

  • Systemlastdaten
  • Organisationsdaten
  • Technische Daten

Die Systemlastdaten umfassen alle Daten zur Auftragseinlastung und zum Produkt, wie z.B. Produktions- und Transportaufträge, Mengen, Termine, Stücklisten etc. Die Organisationsdaten beschreiben sowohl die Arbeitszeit- (z.B. Pausenregelungen, Schichtmodelle) als auch die Ablauforganisation (z.B. Strategien, Restriktionen, Störfallmanagement) und werden durch Ressourcenzuordnungen (z.B. Werker, Maschinen, etc.) ergänzt. Den meist umfangreichsten Teil stellen die technischen Daten dar. Diese beinhalten Fabrikstrukturdaten (z.B. Layout, Verkehrswege etc.), Fertigungsdaten (z.B. Arbeits- und Rüstzeiten, Kapazität etc.), Materialflussdaten (z.B. Fördermittel, Geschwindigkeiten etc.) und Stördaten (z.B. Verfügbarkeiten, MTBF, MTTR etc.).

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