Materialflusssimulation: 5 ultimative Gründe für eine dynamische Planung

Materialflusssimulation: Der Schlüssel zur effizienten Produktion

Die Materialflusssimulation ist heutzutage eines der wichtigsten Werkzeuge, wenn es um die Absicherung und Optimierung von komplexen Anlagen geht. Wenn neue Fabriken geplant oder bestehende Layouts umstrukturiert werden, reicht eine statische Betrachtung in Excel oft nicht mehr aus. Genau hier kommt die dynamische Simulation ins Spiel, um das Systemverhalten schon vor der eigentlichen Umsetzung im Detail sichtbar zu machen.

Statische Planung vs. dynamische Materialflusssimulation

Eine Simulation ist laut VDI-Definition die „Nachbildung eines Systems mit seinen dynamischen Prozessen in einem experimentierfähigen Modell, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit übertragbar sind“. Die Materialflusssimulation ist dabei die spezifische Anwendung der Simulation im Bereich von Produktions- und Logistiksystemen.

Durch die steigende Komplexität und die hohen Anforderungen an moderne Produktionssysteme wird dieses Instrument unverzichtbar. Zu den typischen Herausforderungen gehören unter anderem:

• Variantenvielfalt
• hohe Flexibilität
• stabile und hohe Qualität sowie ein hoher Servicegrad
• kurze Durchlaufzeiten
• schnelle Produktwechsel und kleine Losgrößen
• schwankende Bedarfe
• steigender Kostendruck

Aufgrund all dieser Faktoren wird die Materialflusssimulation zu einem essenziellen Werkzeug der digitalen Fabrik. Sie berücksichtigt dynamische Wirkzusammenhänge, die sich innerhalb einer statischen Planung nicht oder nur bedingt erfassen lassen.

Mit Hilfe der Materialflusssimulation kann die tatsächliche Leistungsfähigkeit von Produktions- oder Distributionsanlagen präzise ermittelt werden. Sie identifiziert potenzielle Engpässe des Systems frühzeitig. Durch die detaillierte Abbildung des Materialflusses lassen sich notwendige technische und menschliche Ressourcen optimal bestimmen.

Die Materialflusssimulation als ständiger Begleiter im Projekt

Durch den zunehmenden Zeitdruck und verkürzte Planungszyklen gewinnt die Materialflusssimulation in allen Phasen des Planungs- und Realisierungsprozesses stark an Bedeutung. Nicht selten begleitet sie ein entstehendes System von der ersten Konzeptfindung über die Feinplanung bis hin zum operativen Betrieb.

Dabei liegen die wesentlichen Vorteile in der Untersuchung von:

• real noch nicht existierenden Systemen
• bestehenden Systemen (ohne riskanten Eingriff oder Stopp der realen Produktion)
• verschiedenen Szenarien und Konzepten durch direkten Vergleich
• Systemverhalten über lange Zeiträume oder während kritischer Anlauf- und Einschwingphasen

Typische Fragestellungen, die wir simulativ lösen

Planer stehen oft vor Herausforderungen, die sich ohne ein digitales Modell nicht sicher beantworten lassen. Typische Fragestellungen in unseren Projekten sind:

• Wie ist mein Durchsatz nach einer Systemanpassung?
• Welche Layoutvariante ist am besten?
• Bringt der Umbau die geforderte Flexibilität?
• Welche Auswirkungen haben schwankende Stückzahlen auf den Gesamtprozess?
• Bei welchen Systemparametern bricht die geforderte Ausbringung zusammen?

Sobald ein vorhandenes oder zu planendes System zeitlichen Schwankungen, Wahrscheinlichkeiten und komplexen logischen Verkettungen unterliegt, liefert die dynamische Materialflusssimulation entscheidende Antworten. Sie bringt den alltäglichen „Zufall“ und Störgrößen in ein digitales Modell, das ohne Risiko untersucht und optimiert werden kann.

Lean Manufacturing trifft auf die Realität: Warum Puffer essenziell sind

Ein starkes Konzept in der heutigen Industrie ist das Lean Manufacturing, das als Ideal oft eine bestandslose Fertigung anstrebt. In der perfekten Theorie sollen Bestände beseitigt werden, da sie hohe Kapitalbindungskosten verursachen. In der Praxis ist dieses Konzept jedoch nicht immer 1:1 anwendbar, da eine automatisierte Produktion oftmals mit Fehlern und Störungen behaftet ist. Besonders bei hoch innovativen Produktionsverfahren fehlen oft die Erfahrungswerte hinsichtlich der Prozessfähigkeit.

Genau hier zeigt die Materialflusssimulation ihre wahre Stärke. In der dynamischen Simulation werden ungeplante Produktionsausfälle und Anlagenstörungen über geeignete mathematische Verteilungen präzise modelliert. So machen wir die Wirkung von Entkopplungspuffern entlang der Prozesskette im Zusammenspiel aller Anlagenelemente sichtbar. Abhängig von der ermittelten Größe des Puffers können wir den praktischen Nutzen direkt dem benötigten Investitionsaufwand gegenüberstellen. Das Ergebnis: Wir finden für Sie den perfekten Kompromiss zwischen einer schlanken Produktion und der absoluten Ausfallsicherheit.

Siemens Plant Simulation: Die Software für Ihre Materialflusssimulation

Die Grundlage unserer Simulationserstellung ist die renommierte Softwarelösung aus dem Hause Siemens. Dies ist branchenübergreifend und speziell durch den Verband der Automobilindustrie (VDA) ein festgelegter Standard.

Plant Simulation ist eine ereignisdiskrete, objektorientierte Plattform für hierarchische Modelle. Sie ermöglicht die Abbildung hochkomplexer Produktionssysteme und Steuerstrategien. Ein besonderes Merkmal ist die integrierte 2D- und 3D-Visualisierung, die komplexe Systeme leicht verständlich macht. Weitere Informationen zur eingesetzten Technologie finden Sie auf der offiziellen Siemens Plant Simulation Website.

Fazit und nächste Schritte

Die Materialflusssimulation ist mehr als nur ein theoretisches Instrument; sie ist eine handfeste Absicherung für Ihre millionenschweren Investitionen. Wenn Sie erfahren möchten, wie wir diese Methode auch für fahrerlose Transportsysteme anwenden, lesen Sie gerne unseren Beitrag zur FTF-Simulation

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