Materialflusssimulation Glossar: Die Begriffsammlung der digitalen Fabrikplanung

Die Welt der modernen Anlagen- und Produktionsplanung ist voller Fachbegriffe und Buzzwords. Wenn Unternehmen ihre Prozesse digitalisieren und absichern wollen, fliegen schnell Begriffe wie „Digitaler Zwilling“, „Ablaufsimulation“ oder „Diskrete Event Simulation“ durch den Raum.

Doch was bedeuten diese Begriffe eigentlich genau? Und wie helfen sie Ihnen konkret dabei, Millioneninvestitionen abzusichern und Engpässe zu vermeiden? Als Experten der Init3 Solutions GmbH bringen wir Licht ins Dunkel. In diesem Glossar erklären wir Ihnen die wichtigsten Begriffe rund um die Optimierung Ihrer Produktions- und Logistiksysteme – einfach, verständlich und aus der Praxis für die Praxis.

Materialflusssimulation

Die Materialflusssimulation ist die spezifische Anwendung der Simulation im Bereich von Produktions- und Logistiksystemen. Vereinfacht gesagt: Wir bauen Ihre Fabrik oder Ihr Lager als Modell mit einem Computersystem realitätsgetreu nach. Dadurch können wir genau beobachten, wie sich Produkte, Fahrzeuge und Ladungsträger durch Ihr System bewegen, und potenzielle Engpässe identifizieren, lange bevor die reale Anlage gebaut wird.

Ereignisdiskrete Simulation (Discrete Event Simulation / DES)

Dies ist die technische und mathematische Grundlage unserer Arbeit. Bei der ereignisdiskreten Simulation wird ein System nicht kontinuierlich (wie z. B. fließendes Wasser in einem Rohr) betrachtet, sondern anhand von konkreten Ereignissen, die zu bestimmten Zeitpunkten eintreten. Alle Ereignisse reihen sich auf einem Zeitstrahl ein und werden nacheinander abgearbeitet. Ein Ereignis kann beispielsweise sein: „Maschine A beendet die Bearbeitung“, „Fahrerloses Transportfahrzeug kommt an der Ladestation an“, Maschine B geht in Störung“ oder „Ein Bauteil fällt durch die Qualitätsprüfung“. Diese Methode eignet sich perfekt für Logistik und Stückgutfertigung. Im Grunde lässt sich damit aber fast jeder Prozess abbilden.

Ablaufsimulation / Prozesssimulation

Diese Begriffe werden in der Praxis oft als Synonyme für die Materialflusssimulation verwendet. Der Fokus liegt hierbei auf der zeitlichen und logischen Abfolge von Arbeitsschritten. Eine Ablaufsimulation zeigt auf, wie verschiedene Teilprozesse ineinandergreifen, wo sich Warteschlangen bilden und wie sich Taktzeiten auf das Gesamtsystem auswirken.

Dynamische Materialflussanalyse

Im Gegensatz zu einer statischen Analyse (die meist in Excel mit Durchschnittswerten durchgeführt wird), berücksichtigt die dynamische Analyse die tatsächlichen Schwankungen des Alltags. Sie kalkuliert Maschinenstörungen, schwankende Bearbeitungszeiten, Schichtversatz und Ausschussquoten mit ein. Nur so lässt sich das reale Systemverhalten wirklich realitätsnah vorhersagen.

Werkersimulation und Ressourcensimulation

Hierbei steht nicht das Produkt, sondern der Mensch oder das Betriebsmittel im Mittelpunkt. Durch die detaillierte Abbildung des Materialflusses einer Produktion können frühzeitig die notwendigen technischen und/oder menschlichen Ressourcen bei Berücksichtigung von dynamischen Einflussgrößen bestimmt werden. Wir simulieren Laufwege, Qualifikationsmatrizen (z. B. in der MRO-Instandhaltung) und die Auslastung von Spezialwerkzeugen.

Engpassanalyse (Bottleneck-Analyse)

Jedes Produktionssystem ist nur so schnell wie sein langsamstes Glied – der Engpass. In der Praxis ist dieser Engpass jedoch oft nicht offensichtlich, da er bei schwankenden Auslastungen durch die Anlage „wandert“. Mit Hilfe der Simulation kann die Leistungsfähigkeit von Produktions- oder Distributionsanlagen ermittelt und potenzielle Engpässe des Systems identifiziert werden. So verhindern wir, dass Sie Millionen in den Umbau einer Maschine stecken, während das wahre Problem eigentlich eine Prüfstation am Ende der Linie ist.

Intralogistik (Inhouse-Logistik)

Dieser Begriff umfasst den gesamten internen Materialfluss innerhalb einer Fabrik oder eines Lagers. Die Anforderung an die Inhouse-Logistik ist die möglichst lückenlose Versorgung der Produktionsanlagen mit Material. Ob es sich um starre Verkettungssysteme (wie Förderbänder) oder flexible Systeme (wie Stapler und fahrerlose Transportfahrzeuge) handelt: Eine Intralogistik-Simulation berechnet exakt, wie viele Fahrzeuge, Puffer und Kreuzungen Sie für einen staufreien Ablauf benötigen.

Just-in-Time (JIT) & Just-in-Sequence (JIS)

Diese aus dem Automotive-Bereich stammenden Logistikkonzepte zielen darauf ab, Material exakt zum benötigten Zeitpunkt (JIT) und in der exakt richtigen Reihenfolge (JIS) ans Band zu liefern. Beispielsweise hat ein fertig montierter Motor bereits zu einem frühen Zeitpunkt eine festgelegte Karosserie, mit der dieser verheiratet wird, so dass die Anlieferung des Motors in festgelegter Reihenfolge (Just in Sequence JIS) am Montageband zu erfolgen hat. Die Einhaltung dieser Reihenfolge, der sogenannten Perlenkette, ist mit größeren Aufwänden in vorgelagerten Fertigungsprozessen und höheren Anforderungen an die Logistik verbunden. Eine Simulation ist hier das einzige Werkzeug, um teure Materialabrisse im Vorfeld sicher auszuschließen.

OEE (Overall Equipment Effectiveness / Gesamtanlageneffektivität)

Die OEE ist die wichtigste Kennzahl zur Messung der Produktivität einer Anlage. Sie setzt sich aus Verfügbarkeit, Leistung und Qualität zusammen. Anstatt die OEE erst nach dem Bau der Anlage schmerzhaft zu ermitteln, berechnen wir sie simulativ im Vorfeld. Wir zeigen Ihnen auf, an welchen Stellschrauben Sie drehen müssen, um Ihre Ziel-OEE sicher zu erreichen.

What-If-Analyse (Szenariotechnik)

Was passiert, wenn die Kundennachfrage plötzlich um 20 % steigt? Was passiert, wenn eine Schlüsselmaschine für drei Stunden ausfällt? Bei einer What-If-Analyse testen wir an Ihrem digitalen Modell verschiedene Zukunftsszenarien. Das erlaubt die Untersuchung verschiedener Szenarien und Konzepten durch direkten Vergleich. So erhalten Sie datenbasierte Antworten auf strategische „Was-wäre-wenn“-Fragen, ohne Ihre reale Produktion zu gefährden.

Digitaler Zwilling (Digital Twin)

Bei der Modellierung wird ein digitaler Zwilling von dem abzubildenden System erstellt. Themen wie Industrie 4.0 und Digitaler Zwilling sind Megatrends im produzierenden Gewerbe. Es handelt sich um ein virtuelles, experimentierfähiges Abbild Ihrer realen Anlage. An diesem Zwilling können wir gefahrlos Umbauten testen, das Produktionsprogramm ändern oder neue Steuerungslogiken ausprobieren, ohne den laufenden Betrieb Ihrer echten Fabrik zu stören.

Digitale Fabrik

Der Oberbegriff für die umfassende Vernetzung digitaler Modelle, Methoden und Werkzeuge in der Produktion. In vielen Branchen wird das Thema „Digitale Fabrik“ mittlerweile zum absoluten Benchmark. Die Materialflusssimulation ist eines der mächtigsten Werkzeuge innerhalb der Digitalen Fabrik, um das Systemverhalten ganzheitlich zu verstehen und zu optimieren.

Unser Spezialwerkzeug: Tecnomatix Plant Simulation von Siemens

Um all diese komplexen Konzepte in die Tat umzusetzen, vertrauen wir auf eines der weltweit leistungsfähigsten Tools am Markt: Zur Simulation wird die Software von Siemens „Plant Simulation“ verwendet, die vom Verband der Automobilindustrie (kurz: VDA) als Standard festgelegt wurde.

Was macht Plant Simulation so besonders?

• Flexibilität & Präzision: Die Software bietet eine große Palette an Standardbausteinen. Um das spezifische Systemverhalten unserer Kunden exakt zu erreichen, werden diese Bausteine miteinander verknüpft und von uns mit individuellem Programmcode erweitert.
• Transparenz durch 3D: Wir können Ihnen eine durchgehende 3D-Modellierung anbieten. Die Visualisierung der Abläufe durch die Animation schafft ein sofortiges Systemverständnis bei allen Projektbeteiligten.
• Steuerungslogiken testen: Wir können praxisnahe Steuerungen (angelehnt an reale SPS-Programmierungen) im Modell abbilden und so die Softwarelogik Ihrer Anlage testen, bevor die echte Hardware überhaupt installiert ist.

Fazit: Wir sprechen Ihre Sprache

Ob Sie es nun Ablaufsimulation, Digitalen Zwilling oder einfach nur „Absicherung unserer Planung“ nennen: Am Ende geht es darum, dass Ihr System reibungslos funktioniert. Kontaktieren Sie uns gerne wir übersetzen Ihre planerischen Herausforderungen in ein greifbares, dynamisches Modell!