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Kontakt Simulation in Produktion und Logistik Arbeiten mit Simulationsbausteinen Ablauf einer Simulation Anwendungsfelder der Simulation Nutzenpotentiale.

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Präsentation zum Thema: "Kontakt Simulation in Produktion und Logistik Arbeiten mit Simulationsbausteinen Ablauf einer Simulation Anwendungsfelder der Simulation Nutzenpotentiale."—  Präsentation transkript:

1 Kontakt Simulation in Produktion und Logistik Arbeiten mit Simulationsbausteinen Ablauf einer Simulation Anwendungsfelder der Simulation Nutzenpotentiale von Simulation

2 Kontakt Produktionsplanung Simulation in der Neuplanung Anwendungsfelder der Simulation Um- und/ oder Erweiterungsplanung Simulation im Marketing

3 Kontakt Simulation in der Neuplanung Überprüfung des Planungskonzepts einer neuen Produktionsstruktur, Grundlagen für Auslegungen für Standort, Immobilien, Mobilien, etc. Anwendungsfelder der Simulation

4 Kontakt Anwendungsfelder der Simulation Um- und/ oder Erweiterungsplanung Veränderung der Produktionsstruktur, Umpositionieren, Hinweg- oder Hinzunahme von Betriebsmitteln, Szenarien vergleichen, Vergleich zum Ist-Zustand.

5 Kontakt Produktionsplanung Bei vorgegebener Produktionsstruktur und bei schwankender Auftragsbelastung logistische Kenngrößen, Prozeß- und Produktkostenstruktur ermitteln, Systemgrenzen analysieren. Anwendungsfelder der Simulation

6 Kontakt Anwendungsfelder der Simulation Simulation im Marketing 1 Hohe Markttransparenz: Das Risikokapital kann durch das Planungswerkzeug Simulation in höherem Maße abgesichert werden. Auftragseinzelfertigung: Bei der Erarbeitung einer Problemlösung dient Simulation dem Anbieter und Nachfrager als gemeinsame Plattform zur Evaluation der jeweiligen Planungsstati????. Variabilität des Lieferumfangs und Auftragsinhalts: Simulation ist durch parametrisierbare, modulare Modellerstellung in der Lage, Änderungen während der Planungsphase zu bewerten und unterschiedliche Lösungen vergleichbar zu machen. Zudem werden Planungsprozesse bei Änderungen maßgeblich beschleunigt. Zu 2

7 Kontakt Anwendungsfelder der Simulation Simulation im Marketing 2 Abbau des Know-how-Gefälles: Das im Anlagengeschäft häufig bestehende Know-how Gefälle zwischen Anbieter und Nachfrager kann durch Simulation nivelliert werden, indem Wissen auf eine gemeinsame Abstraktionsebene transferiert wird. Dem Nachfrager werden die komplexen Zusammenhänge der geplanten Anlage durch dynamische Bilder verdeutlicht. Dadurch kann er beurteilen, inwieweit seine Leistungserwartungen erfüllt werden. Kooperative Anbietergemeinschaften: Unterschiedliche Planungsvoraussetzungen und -beschränkungen lassen sich frühzeitig erkennen, da alle erforderlichen Daten in eine Simulationsanalyse integriert werden müssen. Verluste durch Schnittstellen können dadurch minimiert werden. Zurück zu1

8 Kontakt Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation Ablauf einer Simulation

9 Kontakt  Definieren der Ziele Definieren der Ziele Ablauf einer Simulation  Bestimmung der Beschränkungen/ Freiheitsgrade Bestimmung der Beschränkungen/ Freiheitsgrade  Vorbereiten einer Simulationsbeschreibung Vorbereiten einer Simulationsbeschreibung  Bestimmung des Budgets und des Zeitplans Bestimmung des Budgets und des Zeitplans Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation

10 Kontakt Ablauf einer Simulation Es gibt mannigfaltige Ziele, die mit Hilfe der Simulation verfolgt werden können, z.B.: Verhaltensanalysen = Wie verhält sich mein System bei gegebenen Bedingungen hinsichtlich logistischer Kennzahlen (Durchlaufzeiten, Benutzung, Wartezeiten, Ausbringung, etc.) Ursache-/ Wirkungsanalyse = Welche Beziehungen bestehen zwischen einer oder mehreren Variablen und dem Anwortverhalten des Systems? Optimierungsstudie = Welche Kombination der Eingangswerte ermöglicht die besten Ergebnisse Vergleichstudie = Wie gut verhält sich ein System im Vergleich zu einem System mit veränderter Produktionsstruktur?  Definieren der Ziele Definieren der Ziele  Bestimmung der Beschränkungen/ Freiheitsgrade Bestimmung der Beschränkungen/ Freiheitsgrade  Vorbereiten einer Simulationsbeschreibung Vorbereiten einer Simulationsbeschreibung  Bestimmung des Budgets und des Zeitplans Bestimmung des Budgets und des Zeitplans Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation

11 Kontakt Ablauf einer Simulation Die Ziele müssen im Hinblick auf ihre Beschränkungen überprüft werden. Beschränkungen wie z.B. das Budget, der Fertigstellungstermin sowie die Verfügbarkeit von Daten und Hilfsmitteln, lassen die Erreichbarkeit von Zielen erahnen und ermöglichen somit eine realistische Einschätzung des Projekts.  Definieren der Ziele Definieren der Ziele  Bestimmung der Beschränkungen/ Freiheitsgrade  Vorbereiten einer Simulationsbeschreibung Vorbereiten einer Simulationsbeschreibung  Bestimmung des Budgets und des Zeitplans Bestimmung des Budgets und des Zeitplans Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation

12 Kontakt Ablauf einer Simulation Mit klar definierten Zielen und Beschränkungen kann die Simulations- beschreibung (Spezifikation) erfolgen, die folgende Aspekte berücksichtigt: - Umfang: Vielseitigkeit des Modells und welche Anlagen das Modell umfaßt. - Grad der Detailgenauigkeit: Detaillierungsgrad des Modells, Grenzen liegen zwischen Black Box und Darstellung eines jeden Arbeitschritts an der Maschine der Genauigkeitsgrad hängt in erster Linie von der Güte der zur Verfügung stehenden Daten ab. - Art der Ergebnisdarstellung: d.h. Umfang und Detaillierung der Simulationsdokumentation.  Definieren der Ziele Definieren der Ziele  Bestimmung der Beschränkungen/ Freiheitsgrade Bestimmung der Beschränkungen/ Freiheitsgrade  Vorbereiten einer Simulationsbeschreibung  Bestimmung des Budgets und des Zeitplans Bestimmung des Budgets und des Zeitplans Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation

13 Kontakt Ablauf einer Simulation Bestimmung des Budgets und des Zeitplanes ?????  Definieren der Ziele Definieren der Ziele  Bestimmung der Beschränkungen/ Freiheitsgrade Bestimmung der Beschränkungen/ Freiheitsgrade  Vorbereiten einer Simulationsbeschreibung Vorbereiten einer Simulationsbeschreibung  Bestimmung des Budgets und des Zeitplans Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation

14 Kontakt Ablauf einer Simulation  Anforderungen an Daten beschränken Anforderungen an Daten beschränken  Benutzung von geeigneten Datenquellen  Annahmen treffen, wo nötig  Konvertieren der Daten in eine benutzbare Form  Dokumentieren und Akzeptieren der Daten Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation

15 Kontakt Ablauf einer Simulation  Anforderungen an Daten beschränken Anforderungen an Daten beschränken  Benutzung von geeigneten Datenquellen  Annahmen treffen, wo nötig  Konvertieren der Daten in eine benutzbare Form  Dokumentieren und Akzeptieren der Daten Der erste Schritt bei der Datenerfassung ist das Beschränken der Daten auf die für die Erstellung des Modells notwendigen Daten. Dies sollte bestimmt sein, durch den benötigten Umfang und Grad an Datailgenauigkeit, der für das Erreichen der Ziele wichtig ist. Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation

16 Kontakt Ablauf einer Simulation  Anforderungen an Daten beschränken Anforderungen an Daten beschränken  Benutzung von geeigneten Datenquellen  Annahmen treffen, wo nötig  Konvertieren der Daten in eine benutzbare Form  Dokumentieren und Akzeptieren der Daten Informationen kommen selten aus einer Datenquelle. Sie sind zumeist das Ergebnis von Datenauswertungen und Interviews mit der Belegschaft, genauen Beobachtungen und dem Treffen von Annahmen. Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation

17 Kontakt Ablauf einer Simulation  Anforderungen an Daten beschränken Anforderungen an Daten beschränken  Benutzung von geeigneten Datenquellen  Annahmen treffen, wo nötig  Konvertieren der Daten in eine benutzbare Form  Dokumentieren und Akzeptieren der Daten Komplette, genaue und absolute aktuelle Daten für alle benötigten Punkte zu bekommen, ist kaum zu erreichen, insbesondere dann, wenn es sich um eine Neuplanung handelt. Annahmen sind nicht verkehrt, solange man wahrnimmt, daß es sich um Annahmen handelt. Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation

18 Kontakt Ablauf einer Simulation  Anforderungen an Daten beschränken Anforderungen an Daten beschränken  Benutzung von geeigneten Datenquellen  Annahmen treffen, wo nötig  Konvertieren der Daten in eine benutzbare Form  Dokumentieren und Akzeptieren der Daten Normalerweise sind einige Analysen und Konvertierungen nötig, um die Daten in benutzbare Eingabedaten für die Simulaton umzuformen. Zufallsphänomene werden auf eine Art Standartwert gebracht oder durch mathematische Modelle angenährt. Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation

19 Kontakt Ablauf einer Simulation  Anforderungen an Daten beschränken Anforderungen an Daten beschränken  Benutzung von geeigneten Datenquellen  Annahmen treffen, wo nötig  Konvertieren der Daten in eine benutzbare Form  Dokumentieren und Akzeptieren der Daten Wenn alle relevanten Informationen zusammengetragen sind, werden diese in Form von Tabellen, Graphiken, die die Beziehungen untereinander aufzeigen sowie den Annahmen dokumentiert. Diese Dokumente sollten von verschiedenen Personen durchgesehen werden, die in der Lage sind, die Richtigkeit der Daten und der Annahmen zu überprüfen. Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation

20 Kontakt  Zunehmende Verfeinerung Zunehmende Verfeinerung Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation Ablauf einer Simulation  Modulare Erweiterung  Verifikation  Validation

21 Kontakt  Zunehmende Verfeinerung Zunehmende Verfeinerung Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation Ablauf einer Simulation  Modulare Erweiterung  Verifikation  Validation Eine angenehme Tatsache an Simulationen ist es, daß Modelle nicht alle letzen Details enthalten müssen, bevor sie ablaufen können. Dies erlaubt die Nutzung einer Strategie von zunehmender Verfeinerung, wobei Details aus mehreren aufeinanderfolgenden Stadien hinzugefügt werden können.

22 Kontakt  Zunehmende Verfeinerung Zunehmende Verfeinerung Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation Ablauf einer Simulation  Modulare Erweiterung  Verifikation  Validation Zusätzlich zum Hinzufügen von Komplexität in Etappen sind Modelle von großem Umfang einfacher in Teilmodellen zu erstellen. Siehe hierzu auch die Konfiguration von Simulationsmodellen.

23 Kontakt  Zunehmende Verfeinerung Zunehmende Verfeinerung Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation Ablauf einer Simulation  Modulare Erweiterung  Verifikation  Validation Hierbei handelt es sich um die Überprüfung des Modells hinsichtlich seiner fehlerfreien Abarbeitung der Prozesse, d.h. um den Nachweis, ob das Modell korrekt funktioniert.

24 Kontakt  Zunehmende Verfeinerung Zunehmende Verfeinerung Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation Ablauf einer Simulation  Modulare Erweiterung  Verifikation  Validation Die Feststellung, inwieweit das Modell dem realen System entspricht oder sich zumindest mit der Spezifikation deckt, wird als Gültigkeitsnachweis (Validation) bezeichnet.

25 Kontakt Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation Ablauf einer Simulation  Endliche oder unendliche Simulation Endliche oder unendliche Simulation  Vergleichen von alternativen Systemen  Factorial Design  Benutzung von Zufallsreihen

26 Kontakt Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation Ablauf einer Simulation  Endliche oder unendliche Simulation Endliche oder unendliche Simulation  Vergleichen von alternativen Systemen  Factorial Design  Benutzung von Zufallsreihen Simulationen werden gewöhnlich in endliche oder unendliche Simulationen eingeteilt. Der Unterschied zwischen diesen beiden Typen hat damit zu tun, ob wir an dem Systemverhalten über einen bestimmten Zeitabschnitt interessiert sind, oder an dem Verhalten im statistischen Zustand.

27 Kontakt Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation Ablauf einer Simulation  Endliche oder unendliche Simulation Endliche oder unendliche Simulation  Vergleichen von alternativen Systemen  Factorial Design  Benutzung von Zufallsreihen Simulationen werden des öfteren dazu benutzt, zwei oder mehrere alternative Anordnungen miteinander zu vergleichen. Die Vergleiche basieren auf einer oder mehreren Entscheidungsparametern, wie z.B. Pufferkapazität, Terminplan, Verfügbarkeit, etc.

28 Kontakt Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation Ablauf einer Simulation  Endliche oder unendliche Simulation Endliche oder unendliche Simulation  Vergleichen von alternativen Systemen  Factorial Design  Benutzung von Zufallsreihen Diese Methode beschreibt die Vorgehensweise bei der Auswahl unterschiedlicher Eingabevariablen zur Analyse des Systems. Die Auswahl der Eingabevariablen (Faktoren) wird bei großer Anzahl ausgesucht, indem strategisch geschickt eine Untermenge von zu testenden Kombinationen ausgesucht wird, um unwichtige Faktoren, die nur eine geringe oder gar keine Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit des Systems haben, auszublenden.

29 Kontakt Planung der Studie Ergebnisanalyse Definition des SystemsModellieren des Systems Szenarien simulierenErgebnisdokumentation Ablauf einer Simulation  Endliche oder unendliche Simulation Endliche oder unendliche Simulation  Vergleichen von alternativen Systemen  Factorial Design  Benutzung von Zufallsreihen Eine der wertvollsten Eigenschaft von Simulationen ist die Fähigkeit, Abläufe exakt zu wiederholen und Abläufe durch Einbeziehung von Zufallsreihen zu verändern.

30 Kontakt Simulationssoftwarecode Wissensebenen Rechner Planung Auswertung Anwendung Software Kosten Produkt Simulationserstellung Simulationsbedienung Nutzen Kosten Dienstleistung Simulationsrelevante Daten Interner Aufwand

31 Kontakt Wissen durch vordefinierte Modelle vorhalten Simulationssoftwarecode Simulationsrelevante Daten Simulationsbedienung Rechner Software Anwendung Auswertung Planung A B C D Simulationserstellung Simulationsbausteine

32 Kontakt Produktionsplanung Strukturplanung Struktur- und Produktionsplanung Simulationssoftwareumgebung Anwendungspezifisches Simulationsmodell A n+3 CnCnCnCn C n+1 CnCnCnCn DnDnDnDn A n+2 A n+1 AnAnAnAn Konfigurieren einer Produktions- struktur Aktuelle Produktionsdaten Produktionsprogramm Stückliste Arbeitsplan Anlageparameter Standardformate (z.B. txt-File) Realistische Daten zur Steuerung des Produktions- verhaltens Anlagen Steuerungen A B C D Modellierte Submodelle Anlagen Steuerungen Layout Hohe Wiederverwendbarkeit und reduzierter Entwicklungsaufwand durch vordefinierte, parametrisierte und validierte Submodelle Kosten und Zeit minimieren!

33 Kontakt Vorteile und Nutzen von Simulation 1 Vermeiden von Fehlplanungen durch Überprüfung der Projektplanung sowohl qualitativ als auch quantitativ vor der Realisierung Kosteneinsparung durch Reduzierung von Beständen und Durchlaufzeiten sowie Optimierung der Kapazitätsauslastungen und des Ressourceneinsatzes Höhere Entscheidungssicherheit durch ein besseres Verständnis komplexer betrieblicher Abläufe sowie durch statistisch abgesicherte Ergebnisse Quantitiative Grundlage für Szenariendiskussionen (Was-wäre-wenn Analysen) Überprüfen des Einflusses von Änderungen der Eingangsparameter auf das System (Stabilität der Lösung) Überprüfen der Auswirkungen unterschiedlicher Steuerungsstrategien uvm  zu 2 zu 2

34 Kontakt Weitere gute Gründe für den Einsatz von Simulation Erhöhter Wettbewerb führt zu einer verstärkten Automatisierung, um Produktivität und Qualität zu verbessern und Kosten zu senken. Da automatische Systeme zumeist komplexer sind, ist eine Analyse meist nur noch mit Hilfe der Simulation möglich. Die Verfügbarkeit graphischer Animation fördert das Verständnis (Vertrauen) für das Produktionssystem und deren Nutzung durch Entscheidungsträger. Vorstrukturierte Simulationssoftware verkürzt zunehmend den Projektaufwand und verringert damit die Kosten. Die ständig billiger werdende Rechenleistung (Hardware) schafft zunehmend günstigere Voraussetzungen für den Einsatz von Simulationswerkzeugen.

35 Kontakt Praxisbeispiele Simulation Integrierte Logistikplanung für eine Schiffswerft Simulation eines Hüttenwerkes Mögliche Anwendungsszenarien

36 Kontakt Projektinhalte: Modellierung, Simulation und Optimierung der Produktions- und Auftragslogistik für die folgenden Bereiche: Vorfertigung Sektionsmontage Dockmontage Piermontage Integrierte Logistikplanung für eine Schiffswerft Praxisbeispiele Simulation Ergebnisse: Marktorientierte, wirtschaftliche, organisatorische und technische Produktionsprozesse durch: Durchlaufoptimierung Auslastungoptimierung Bestandsoptimierung Bitte klicken auf das Symbol, um eine Demonstration zu starten

37 Kontakt Simulation eines Hüttenwerks als Grundlage eines Baukastens aus Simulations-Submodulen Ergebnisse: Quantifizierung der notwendigen Transportressourcen und Anlagen Optimierung des Materialflusses und des Durchsatzes durch regelbasierte Einsteuerung Planungsgrundlage zur kurzfristigen Erstellung von anwenderspezifischen Simulationsmodellen Projektinhalte: Modellierung und Simulation einer Referenzanlage als Grundlage zum Aufbau eines Simulationsbaukastens zur Erstellung von Hüttenwerkmodellen Überprüfung der Leistungsfähigkeit der Anlage hinsichtlich Durchsatz und Auslastung der Transportlogistik. Praxisbeispiele Simulation Bitte klicken auf das Symbol, um eine Demonstration zu starten

38 Kontakt Simulations- software mannigfaltige Anwendungsfelder mannigfaltige Planungsalternativen Planungsteam Rechner Software Anwendung Auswertung Planung Auswahl und Auswertung einer Planalternative Erstellung eines Simulationslayout Plandaten Strukturfestlegung Simulationanalyse Mögliche Anwendungsszenarien Klassische Simulationsanwendung A B C D A B C D

39 Kontakt Simulationsanwendungen mit Datenvariabilität mannigfaltige Anwendungsfelder mannigfaltige Planungsalternativen Rechner Software Anwendung Auswertung Planung Auswahl und Auswertung mehrerer Planalternativen Erstellung eines Simulationslayout Simulations- software Planungs- team Plandaten Strukturfestlegung Simulationanalysen

40 Kontakt Simulationsanwendungen mit Strukturvariabilität mannigfaltige Anwendungsfelder mannigfaltige Planungsalternativen Rechner Software Anwendung Auswertung Planung Auswahl und Auswertung mehrerer Planalternativen Erstellung mehrerer Simulationslayouts Simulations- software Planungs- team Plandaten Strukturfestlegung Simulationanalysen


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