Die Materialflusssimulation basierend auf der ereignisorientierten Simuation (discrete event simulation, DES) ermöglicht es, das Verhalten eines Lagers, einer Fabrik oder auch eines Liefernetzwerks wesentlich genauer vorherzusagen als es mit analytischen Methoden möglich ist. Je nach Fragestellung und Detaillierungsgrad kann der Einfluss von Losgrößen, Auftragsreihenfolgen, Bearbeitungsregeln, Transportsystemen, Anlagenverfügbarekiten (und OEE) und vieler weiterer Parameter auf die Produktivität, die Durchlaufzeiten, die Bestände und weitere Größen ermittelt werden.

Die gängigen Werkzeuge zur Simulation lassen sich auch zweckentfremden, um Informationsflüsse und abstrakte Workflows zu modellieren und optimieren. Auf diese Weise können auch administrative Vorgänge und Geschäftsprozesse in Dienstleistungsbereichen abgebildet und optimiert werden.

Vorgehensweise in Planungs- und Optimierungprojektenfür Fabriken und Logistikzentren

Die Richtlinie VDI 3633 (siehe Bild rechts) empfiehlt eine Vorgehensweise für den Einsatz der Materialfluss-Simulation, an die auch wir uns in Planungs- und Optimierungsprojekten anlehnen.  Bevor ein Modell einer Fabrik oder eines anderen logistischen Systems (wie z.B. einem Distributionszentrum, Hafen oder Cross-Docking-Centers) erstellt wird, muss die Fragestellung, die mit dem Modell beantwortet werden soll, festgelegt werden - zumindest die wesentlichen Elemente der Frage. Denn aus diesen Projektfragen oder "Forschungsfragen" wird im Anschluss abgeleitet, welche Aspekte, Elemente und Regeln das Modell enthalten muss, auf welchem Detaillierungsgrad es erstellt wird und welche Parameter in welcher Kombination variiert werden, also wie der "Versuchsplan" für die Simulationsläufe, die als virtuelle Experimente aufgefasst werden können, lautet. Sollen Fahrzeuge und Transportmittel (Unstetigförderer) und ihr Fahrzyklus abgebildet werden oder dürfen die Objekte "springen"? Ist die Prozessreihenfolge für jede Bauteilart fix oder sollen Regeln wie "Wenn vor Maschine G eine Warteschlange von mehr als 7 Stunden Auftragszeit liegt, leite Behälter um zu Maschine Z" (oder auch deutlich kompliziertere Regeln) angewendet werden? Welche Art von Störung im Logistiksystem soll auch im Modell abgebildet werden? In der Regel liefert ein zweidimensionales nichtmaßstänbliches (abstrahiertes) Modell gute Ergebnisse und ist weitaus weniger aufwendig in der Erstellung als ein 3D-Modell. Viele Simulationssoftwareanbieter werben zwar mit der Möglichkeit, die Fabrik naturgetreu dreidimensional abzubilden; in der Realität des Projektgeschäfts und der Fabrikplanung ist diese aufgrund des fehlenden Mehrnutzens jedoch kaum anzutreffen.

Beispielhafte Fragestellungen und Problemarten

Die Fragestellungen, die mithilfe der Materialflusssimulation beantwortet werden können, sind mannigfaltig. Die folgenden Fragen stehen exemplarisch für die Vielzahl an Problemstellungen, die mit der Materialflusssimulation gelöst werden können.

Wie ist die tatsächliche Produktionskapazität einer Fabrik oder eines Teilbereichs einer Fabrik in Abhängigkeit von Bestandslevel (WIP), der Losgrößen, des Schichtmodells und der Auftragsreihenfolge?

Welche Prioritätsregel für Produktionsaufgabe führt zu welcher Lieferperformance (Häufigkeitsverteilung der Durchlaufzeiten, Pünktlichkeit, Rechtzeitigkeit usw.)?

Wie wirken sich Prozessstörungen auf die Lieferperformance aus? Welche OEE müssen wir erreichen, um unsere Ziele bezüglich Produktivität und Liefertreue zu erreichen?

Welchen Servicelevel erreichen wir mit unserem Lager in Abhängigkeit von den Meldebeständen, den Wiederbeschaffungszeiten und dem Bestellverhalten der Kunden?

Wie viele Förderzeuge (z.B. Routenzüge) und Behälter benötigen wir, um unsere Produktivitätsziele zu erreichen?

Wieviel Energie benötigen wir, wenn wir die Aufträge nach Schema A oder B oder C abarbeiten? Wie viele Werkzeuge verschleißen wir bzw. wie viele Wiederaufbereitungszyklen werden benötigt?

Was sind die Produktionskosten und deren Komponenten im Detail?

Welchen Flächenbedarf haben wir einschließlich der Flächen für unfertige Erzeugnisse (WIP) je nach Gestaltung des Produktionskonzepts (Fläche als Engpass)?

etc.
Die Liste ließe sich noch lange fortsetzen, und viele Projekte enthalten eine Kombination aus den o.g. Fragen und weiteren, oft sehr indivuellen Aufgabenstellungen (multidimensionale Probleme).

Einbettung der Projekte

Einige der Fabrik- und Logistiksystemsimulationsprojekte sind beschränkt auf die Modellerstellung und die Durchführung der Simulationsrechnungen und umfassen keine weiteren Planungsleistungen wie Fabriklayoutplanung oder Entwicklung oder Überarbeiten eines Produktionskonzepts. Dies ist meist dann der Fall, wenn die Kunden schon einige sehr konkrete Hypothesen für Produktionsverbesserungen haben und einige Planungsleistungen selbst oder mithilfe eines anderen Dienstleisters erbringen können, jedoch nicht selbst die Werkzeuge und die erforderlichen Kenntnisse für die Durchführung von Materialflusssimulationen haben.
Im anderen Fall werden die Simulationen eingebettet in ein Beratungs- oder Planungsprojekt, bei dem wir, ausgehend von Ihren Zielen, Problemen und ihrem bisherigen Produktionssystem Hypothesen zur Verbesserung entwickeln und die Vor- und Nachteile der Alternativen mithilfe der MFS quantitativ ermitteln können.

Der Nutzen für Sie

Die Erkenntnisse aus den Simulationsrechnungen haben in der Regel einen messbaren Wert, d.h. die Simulationsprojekte amortisieren sich gut, wenn beispielsweise eine höhere Produktivität bei gleichem Bestandsniveau oder oder eine gleiche Produktivität bei geringerem WIP-Level erzielt werden kann. In Projekten,  bei denen eher die Lieferperformance als die Produktivität verbessert wird, lässt sich der Wert nicht ohne weiteres in Euro beziffern, die Steigerung der Liefertreue oder der Verkürzung der Lieferzeit als erhöhter Kundennutzen kann jedoch meist gut quantifiziert werden.
Viele Projekte amortisieren sich in weniger als zwei Jahren, manche sogar innerhalb eines Jahres.

Projektkosten

Materialflusssimulationen sind günstiger als Sie vielleicht vermuten. Wenn Sie eine Kostenschätzung für Ihre Fragestellung haben möchten, kontaktieren Sie uns bitte unverbindlich für ein individuelles Angebot.