Der Begriff „Simulation“ ist in vieler Munde- doch was bedeutet das konkret für den praktischen Einsatz im Industrieunternehmen? Wie kann ein Planer den Ansatz „First Time Right“ verfolgen ohne sich im Over-Engineering zu verlieren? Welche Aufgaben übernimmt dabei eine Planungssoftware wie visTable® – und wann ist eine zusätzliche Ablaufsimulation erforderlich? Sie finden eine Übersicht als Tabelle am Ende des Artikels.
Welche Vorteile ergeben sich durch Simulation?
Mithilfe von Simulationen lassen sich Was-wäre-wenn-Szenarien durchspielen, Prozesse ausprobieren und visualisieren, bevor diese überhaupt existent sind. So können verschiedene Fertigungsprozesse und die dafür erforderlichen Ressourcen bereits in der Planungsphase parametriert und bewertet werden. Dies ermöglicht eine qualitativ hochwertige und effiziente Konzeption von Anlagen und Abläufen. Eine gute Simulationslösung zeichnet sich außerdem dadurch aus, dass ihre Ergebnisse transparent, anschaulich und auch für Nicht-Experten verständlich dargestellt sind.
Welche Erkenntnisse werden durch die Simulation gewonnen?
Im Gespräch mit Kunden und Anwendern stellen wir immer wieder fest, dass es viele unterschiedliche Vorstellungen darüber gibt, was eine Simulation eigentlich ist. Sie reichen von einer 3D-Darstellung bis hin zur komplexen Ablaufsimulation. Hier gilt es, zunächst die Erwartungen an dieses Planungsinstrument abzugleichen. Zudem ist es wichtig – zumindest für die Fabrik und Materialflussplanung –, über ausreichendes Prozesswissen zu verfügen. Für den Erfolg einer simulationsgestützten Planung ist daher die enge Zusammenarbeit von IT, Planern und Produktionsexperten essenziell.
Welche IT-Infrastruktur ist erforderlich?
Für den Einsatz von Simulationslösungen ist keine besondere Hardware erforderlich. Es ist vielmehr wichtig, über das erforderliche Know-how für den zielgerichteten Einsatz von Simulationen zu verfügen. Zudem ist die Datenakquise ein wichtiges Thema, das bei jedem Kunden anders geartet ist. Falls keine oder unzureichende Betriebsdaten zur Verfügung stehen, behelfen wir uns ggf. mit vereinfachten Modellen, z.B. statischen Berechnungen.
Auszug aus dem Wortwechsel „Simulation zur Planung und Optimierung von Montagesystemen“ im Kompetenzatlas Montage – kollaborativ und wandlungsfähig (PPI-Informatik).
Planungssoftware oder Simulation – welcher Ansatz passt wann?
Ablaufsimulationen sind komplex und kostenintensiv. Sie erfordern ein digitales Modell des zu beleuchtenden Fertigungsbereichs sowie eine umfangreiche, fundierte Datenbasis. Auch die notwendigen Personalkapazitäten sind nicht zu unterschätzen, da Fachspezialisten oft sehr gut ausgelastet sind.
CAD-Systeme dagegen sind preiswerter und im Unternehmen oft bereits vorhanden. Mit ihnen lässt sich das geometrische Modell einer Fabrik abbilden. Es mangelt allerdings an planerischer Unterstützung hinsichtlich systemimmanenter Abläufe (bspw. Material- und Warenströme). Die Planungsergebnisse sind somit „nur“ geometrisch valide.
Direkter Vergleich von Planungssoftware und Materialflusssimulation
| Planungssoftware | Materialflusssimulation |
| Anwendungsfall Struktur und Layoutplanung | Anwendungsfall Detailplanung |
| • Konzeptplanung und Variantenuntersuchung | • Engpassanalysen |
| • Platzieren von Objekten im Layout | • Auslastung von Maschinen |
| • Bewertung und Vergleich von Transportaufwänden | • Dimensionierung von Puffern |
| • Ermittlung von Flächenkennzahlen | • Untersuchung von Steuerungsstrategien |
| • Ableitung von Ausrüstungslisten | • Untersuchung von dynamischen Kenngrößen |
| • Maschinenkataster | • Betrachtung von Zufallsgrößen |
| Datengrundlage | Datengrundlage |
| • Produktdaten, Prozessdaten, Ressourcendaten | • Produktdaten, Prozessdaten, Ressourcendaten |
| • Zeitbezug der Datenbasis Monat oder Jahr | • Zeitbezug der Datenbasis Sekunde oder Minute |
| • Ableitung der Datenbasis kurzfristig realisierbar | • Ableitung der Datenbasis meist größerer Aufwand |
| • Datenmenge überschaubar | • Datenmenge meist größer und detaillierter |
| Aufwand Modellerstellung | Aufwand Modellerstellung |
| • Wenige Stunden bzw. Tage | • Tage bis Wochen |
| • Keine Programmierkenntnisse erforderlich | • Spezialwissen für Modellierung und Validierung erforderlich |
| Ergebnis | Ergebnis |
| • Schneller Vergleich von Planungsvarianten anhand statischer Kennzahlen | • Detaillierte Untersuchung dynamischer Abläufe und Abhängigkeiten |
| • Schnelle Ergebnisse durch einfache Bedienung | • Detaillierte Planung komplexer Zusammenhänge |
| • Nutzung durch mehrere Anwender | • Nutzung nur durch Spezialisten |
| Vielzahl Akteure | ausgewählte Spezialisten |
| • Fabrikplaner | • Simulationsexperten |
| • Lean manager | • Programmierer |
| • Logistikplaner | • … |
| • Arbeitsvorbereiter | |
| • Arbeitssicherheit | |
| • Meister | |
| • … |
visTable® ist keine Materialfluss- oder Ablaufsimulation, sondern eine Planungssoftware für die Struktur-, Layout- und Materialflussplanung. Planer erstellen damit ein digitales Modell ihrer Fabrik, entwickeln unterschiedliche Layoutvarianten und vergleichen diese anhand statischer Kennzahlen – beispielsweise Flächenbedarf, Transportdistanzen und Transportaufwand.
Dynamische Abläufe über die Zeit, Zufallseinflüsse, Warteschlangen oder Steuerungsstrategien werden mit visTable® nicht simuliert. Dafür lässt sich das Planungsmodell mit einer überschaubaren Datenbasis aufbauen und bereits in frühen Projektphasen für Variantenvergleiche und fundierte Entscheidungen nutzen. Ist anschließend eine detaillierte Untersuchung des dynamischen Systemverhaltens erforderlich, kann eine Materialflusssimulation die Planung gezielt ergänzen.
