Optimierung & Simulation für Produktion, Logistik und Materialfluss

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1 Optimierung & Simulation für Produktion, Logistik und Materialfluss Stapeln Mischen Walzen Abkühlen Mischen Walzen Stapeln Extrudieren Laufstreifen Extrudieren Seitenstreifen Mischen Walzen Abkühlen Tauchbad Mischen Walzen Kalandrieren Innenschicht Stahlkern Reparatur Textilcord Zuschnitt Förderstrecke Lager Konfektion Laufband Konfektion Karkasse Stahlcord Gewichtskontrolle

2 Continental AG Logistikprozesse in einem Getränkelager Kurzbeschreibung Modellierung von Logistikprozessen im Rechner und Durchführung von Experimenten an diesem Modell, um Verbesserungspotenzial und Engpässe aufzudecken, Effizienz und Auslastung zu maximieren, Fehlinvestitionen zu vermeiden, die Planungssicherheit zu erhöhen, den Flächenverbrauch zu reduzieren, den Bestand zu minimieren, die Durchlaufzeiten zu verringern, die Termintreue zu erhöhen und Alternativ- und Notfallstrategien zu entwickeln. 2

3 Optimierung & Simulation für Produktion, Logistik und Materialfluss Kosten-Nutzen-Aspekte Verschiedene Studien belegen: Der finanzielle Nutzen einer Simulationsstudie ist im Schnitt 4- bis 8-mal so hoch wie der Aufwand. Produktivitätssteigerungen von 15 bis 20 Prozent sind möglich. Die Investitionskosten können um bis zu 20 Prozent gesenkt werden. Bestand und Durchlaufzeit können um bis zu 60 Prozent verringert werden. Modell des Getränkelagers 3

4 Logistiksimulation gibt Antworten auf folgende Fragen: Welche Organisationsprinzipien sind optimal für Beschaffung, Fertigung und Lagerung in Ihrem Unternehmen? Fließfertigung Werkstattfertigung Zentrenfertigung Auftragsfertigung Lagerfertigung Programmfertigung zentrale Lagerung dezentrale Lagerung feste Lagerordnung freie Lagerordnung LIFO FIFO HIFO LOFO Just-In-Time Just-In-Sequence Push Pull (z.b. Kanban) Wie sollten wichtige Parameter konfiguriert werden? Anzahl und räumliche Anordnung der Arbeitsplätze Lager- und Puffergrößen Anzahl Transportmittel, Förderhilfsmittel, Packmittel Einsteuerungsreihenfolge Lagerhaltungspolitik Losgrößen Takt Schichtmodell 4 Maschinenbelegung bei manueller Auftragseinsteuerung (2 Maschinen, monatsweise). Die obere Maschine hat Überlast, die untere ist nicht ausgelastet.

5 Optimierung & Simulation für Produktion, Logistik und Materialfluss Szenario 1 Ein Automobilzulieferer plant aufgrund steigenden Auftragsvolumens den Kauf von zwei neuen Schweißroboteranlagen zu je Euro. Eine Simulation mit optimierter Auftragseinsteuerung (vgl. Graphik) ergibt, dass der Kapazitätsbedarf durch nur einen zusätzlichen Roboter gedeckt werden kann. Dies führt nicht nur zu einer Verringerung des Investitionsvolumens, sondern auch zu einer dauerhaften Einsparung von Kosten für Personal und Energie. Das Modell kann darüberhinaus für weitere Optimierungsmaßnahmen genutzt werden. Maschinenbelegung bei optimierter Auftragseinsteuerung (2 Maschinen, monatsweise). Beide Maschinen sind gut ausgelastet, aber nicht überlastet. 5

6 MODELL Szenario 2 Ein Fertigungsunternehmen der Möbel industrie möchte seinen Bestand verringern. Das Hauptproblem ist ein Zwischenlager, in dem die Produkte vor der Endmontage im Schnitt zwei Tage bleiben, teilweise aber deutlich länger. Dies führt zu einer hohen Kapitalbindung und großem Kommissionieraufwand, sorgt aber andererseits für eine hohe Termintreue und Störungstoleranz. Folgende Maßnahmen werden experimentell getestet: kürzere und zeitnahe Planungszyklen, stärkere Verkettung der Bearbeitungszentren vor und nach dem Zwischenlager, optimierte, zentrenübergreifende Auftragseinsteuerung, frühere Entkopplung von der anonymen zur auftragsspezifischen Fertigung und Kapazitätsbeschränkung im Zwischenlager. Durch Umsetzung der erfolgreichsten Maßnahmen können Kapitalbindung und Kommissionieraufwand deutlich verringert und die Termintreue gleichzeitig sogar erhöht werden. SPEZIFIKATION 6

7 Optimierung & Simulation für Produktion, Logistik und Materialfluss Typischer Projektablauf einer Simulationsstudie Zunächst erstellen wir gemeinsam mit Ihnen eine Problemspezifikation. Anschließend setzen wir Ihre Produktions- und Logistikprozesse unter Verwendung einer einschlägigen Simulationsumgebung in ein Modell um. Den notwendigen Dateninput zur Verifikation des Modells stellen Sie uns bereit. In gemeinsamen Arbeitstreffen erörtern wir mit Ihnen, welche strukturellen bzw. organisatorischen Verbesserungsmaßnahmen denkbar sind. Dabei können wir spezielle Optimierungsverfahren begleitend entwickeln. Nach Überführung der Varianten in das Modell führen wir Simulationsexperimente durch, die Aufschluss darüber geben, welche positiven und negativen Effekte daraus jeweils erwachsen. Gleichzeitig können die damit verbundenen Investitionen abgeschätzt werden. Auf dieser Basis können Sie fundierte Entscheidungen treffen. IERUNG / VALIDIERUNG EXPERIMENTE 7

8 Unsere Leistungen und Kompetenzen Maßgeschneiderte Simulations- und Optimierungslösungen in Logistik und Produktion: Problemaufnahme beim Kunden Modellierung und Simulation Analyse der Ist-Situation und Aufzeigen von Engpässen Entwicklung und Umsetzung von Optimierungsmaßnahmen Beratung und Schulung Kontakt Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI Lydia Franck Schloss Birlinghoven Sankt Augustin Tel.: / lydia.franck@scai.fraunhofer.de logistiksimulation@scai.fraunhofer.de