Entscheidungsfindung 4.0: Simulation & Modelle als zentrale Werkzeuge

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1 Seite 1 Entscheidungsfindung 4.0: Simulation & Modelle als zentrale Werkzeuge um Komplexität zu verstehen, Flexibilität zu beherrschen, und nachhaltig erfolgreich zu produzieren Stammtisch 4.0, 7. September 2015 Motivation Die zunehmende Systemkomplexität erschwert die Entscheidungsfindung Dies gilt branchenübergreifend sowohl für die Systemauslegung als auch für den operativen Produktionsbetrieb Steyr 2030 // Stammtisch 4.0: Komplexitätsbeherrschung mittels simulationsbasierter Entscheidungsassistenz, Seite 2

2 Vertikale Integration Anwendungsgebiet der diskreten Ereignissimulation Entscheidungsfindung 4.0: Komplexitätsbeherrschung mittels Simulation Seite 2 Lösungsansatz Simulationsbasierte Optimierung und Entscheidungsunterstützung bei der Konzeption, Entwicklung und virtuellen Absicherung von Produktionssystemen Teiletransport, Maschinenverkettung Materialbereitstellung, Leerguthandling Lager- und Fördertechnik Kommissionierung bei der Produktionsplanung/-steuerung Optimierte Produktionsstrategien Advanced Planning & Scheduling Lagerverwaltung/-steuerung Virtuelle Absicherung Steyr 2030 // Stammtisch 4.0: Komplexitätsbeherrschung mittels simulationsbasierter Entscheidungsassistenz, Seite 3 Fokus auf dem Einsatz von Ablaufsimulation nach: Jensen, 2007 Steyr 2030 // Stammtisch 4.0: Komplexitätsbeherrschung mittels simulationsbasierter Entscheidungsassistenz, Seite 4

3 Seite 3 Simulation ist zentrales Instrument der Industrie 4.0 Modellbildung ist ein Gestaltungshebel, um diese zunehmende Komplexität zu beherrschen. Modelle sind damit ein wichtiges Konzept in der digitalen Welt und ihnen kommt im Kontext von Industrie 4.0 eine zentrale Bedeutung zu. Planungsmodelle ermöglichen, die kreative Wertschöpfung von Ingenieuren transparent zu machen, und schaffen damit die Grundlage, komplexe Systeme überhaupt bauen zu können. Planungsmodelle repräsentieren das Wissen des Ingenieurs. Erklärungsmodelle bilden ein existierendes System ab, um durch das Modell Wissen über das System zu erhalten. Oft ist das Ziel von Erklärungsmodellen, Design- Entscheidungen von Ingenieuren zu verifizieren. Forschungsunion/acatech: Umsetzungsempfehlung Industrie 4.0, 04/2013 Steyr 2030 // Stammtisch 4.0: Komplexitätsbeherrschung mittels simulationsbasierter Entscheidungsassistenz, Seite 5 Unsere Vision: Lebenszyklusbegleitende Simulationsunterstützung Analyse- und Konzeptphase Planung & Entwicklung Inbetriebnahme Betrieb Prinzipmodelle Visualisierungsmodelle Engineering- Modelle Emulations- Modelle Operative Modelle Durchgängige Nutzung von Simulationsmodellen Die Durchgängigkeit reduziert Kosten und beschleunigt die Umsetzung Steyr 2030 // Stammtisch 4.0: Komplexitätsbeherrschung mittels simulationsbasierter Entscheidungsassistenz, Seite 6

4 Seite 4 Beispiel: Anlagenauslegung / Entwicklung von Steuerungsstrategien Ziel Finden der optimalen Konfiguration zur Erfüllung der Kundenspezifikationen Dimensionierung Anzahl Systemkomponenten Fahrgeschwindigkeiten, Hub-/Senkzeiten Verfahrenstechnische Parameter, Prozesszeiten Entwicklung und Optimierung der Steuerungsstrategien Routenplanung Sequenzbildung, Zwischepufferung Unterschiedliche Betriebsstrategien Ergebnis: Virtueller Leistungstest / Virtuelle Inbetriebnahme Nachweis der Systemleistung am Simulationsmodell Steyr 2030 // Stammtisch 4.0: Komplexitätsbeherrschung mittels simulationsbasierter Entscheidungsassistenz, Seite 7 Aktuelles Thema: Energie- und Betriebsmedieneffizienz Auslastungsmittelwert = 50% Abschaltung/Pause möglich Auslastungsmittelwert = 50% Abschaltung/Pause möglich Nachhaltige Auslegung von Produktionssystemen Abkehr von Mittelwertbetrachtungen Berücksichtigung der Systemdynamik mit Wechselwirkungen und stochastischen Einflüssen Auslastungsmittelwert = 50% Steyr 2030 // Stammtisch 4.0: Komplexitätsbeherrschung mittels simulationsbasierter Entscheidungsassistenz, Seite 8

5 Seite 5 Ganzheitliche Sichtweise und nachhaltiges Bewerten Zusammenführung ökonomischer, Qualität Investitionen Durchsatz ökologischer und arbeitspsychologischer Kennzahlen zum Auflösen von Zielkonflikten Betriebsmittelverbrauch Stressbelastung? Arbeitsmonotonie Termintreue Bestände Steyr 2030 // Stammtisch 4.0: Komplexitätsbeherrschung mittels simulationsbasierter Entscheidungsassistenz, Seite 9 Simulationsbasierte Vorschau als Entscheidungshilfe Steyr 2030 // Stammtisch 4.0: Komplexitätsbeherrschung mittels simulationsbasierter Entscheidungsassistenz, Seite 10

6 Seite 6 Vielen Dank für Ihr Interesse! Dr. Simulationsgestützte Planung & Optimierung PROFACTOR GmbH Im Stadtgut A Steyr-Gleink Austria Tel. +43(7252) Fax +43(7252) markus.vorderwinkler@profactor.at