Methodik · Digitale Fabrik · Planung
Materialflusssimulation:
Der Schlüssel zur effizienten Produktion
Wie dynamische Simulation komplexe Produktionssysteme beherrschbar macht – von der ersten Konzeptidee bis zum operativen Betrieb.
Die Materialflusssimulation ist eines der wichtigsten Werkzeuge, wenn es um die Absicherung und Optimierung komplexer Anlagen geht. Wenn neue Fabriken geplant oder bestehende Layouts umstrukturiert werden, reicht eine statische Betrachtung in Excel oft nicht mehr aus.
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 die spezifische Anwendung dieser Methode im Bereich von Produktions- und Logistiksystemen.
Durch steigende Anforderungen an moderne Produktionssysteme wird die Materialflusssimulation unverzichtbar. Zu den typischen Herausforderungen gehören:
- Variantenvielfalt & Produktmix
- Hohe Flexibilitätsanforderungen
- Stabile Qualität & hoher Servicegrad
- Kurze Durchlaufzeiten
- Schnelle Produktwechsel & kleine Losgrößen
- Schwankende Bedarfe
- Steigender Kostendruck
- Fehlende Erfahrungswerte bei neuen Verfahren
Aufgrund dieser Faktoren wird die Materialflusssimulation zum essenziellen Werkzeug der digitalen Fabrik. Sie berücksichtigt dynamische Wirkzusammenhänge, die sich in einer statischen Planung nicht oder nur bedingt erfassen lassen.
Präzise Bestimmung der tatsächlichen Ausbringung von Produktions- und Distributionsanlagen.
Frühzeitige Identifikation potenzieller Engpässe – bevor teures Stahl und Beton gesetzt wird.
Optimale Bestimmung technischer und personeller Ressourcen auf Basis realer Systemdynamik.
Durch zunehmenden Zeitdruck und verkürzte Planungszyklen gewinnt die Materialflusssimulation in allen Phasen des Planungs- und Realisierungsprozesses an Bedeutung. Nicht selten begleitet sie ein entstehendes System von der ersten Konzeptfindung über die Feinplanung bis hin zum operativen Betrieb.
Bewertung von Konzepten und Layouts, bevor auch nur ein Euro investiert wurde.
Analyse laufender Systeme ohne riskanten Eingriff oder Stopp der realen Produktion.
Direkter Vergleich verschiedener Konzepte und Steuerungsstrategien unter gleichen Bedingungen.
Planer stehen oft vor Herausforderungen, die sich ohne ein digitales Modell nicht sicher beantworten lassen. Sobald ein System zeitlichen Schwankungen, Wahrscheinlichkeiten und komplexen logischen Verkettungen unterliegt, liefert die dynamische Simulation entscheidende Antworten.
- 01 Wie ist mein Durchsatz nach einer Systemanpassung?
- 02 Welche Layoutvariante ist am besten geeignet?
- 03 Bringt der Umbau die geforderte Flexibilität?
- 04 Welche Auswirkungen haben schwankende Stückzahlen auf den Gesamtprozess?
- 05 Bei welchen Systemparametern bricht die geforderte Ausbringung zusammen?
Ein starkes Konzept in der heutigen Industrie ist das Lean Manufacturing, das als Ideal oft eine bestandslose Fertigung anstrebt. In der Theorie sollen Bestände beseitigt werden, da sie hohe Kapitalbindungskosten verursachen.
In der Praxis ist dieses Konzept jedoch nicht immer 1:1 anwendbar – besonders bei hoch innovativen Produktionsverfahren fehlen oft die Erfahrungswerte hinsichtlich der Prozessfähigkeit.
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 Puffergröße können wir den praktischen Nutzen direkt dem benötigten Investitionsaufwand gegenüberstellen.
Ungeplante Ausfälle werden über mathematische Verteilungsfunktionen realitätsnah abgebildet.
Wir finden den perfekten Kompromiss zwischen schlanker Produktion und absoluter Ausfallsicherheit.
Nutzen vs. Investitionsaufwand: Jeder Puffer wird wirtschaftlich bewertet, bevor er realisiert wird.
Wechselwirkungen aller Anlagenelemente werden im Gesamtkontext sichtbar gemacht.
Die Grundlage unserer Simulationserstellung ist die renommierte Softwarelösung aus dem Hause Siemens – 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 – und ist durch ihre integrierte 2D- und 3D-Visualisierung auch für Entscheider ohne Simulationshintergrund direkt verständlich.
Präzise Abbildung aller zeitlichen Ereignisse und Zustandsübergänge im System.
Modulare Modellstruktur erlaubt maximale Wiederverwendbarkeit und Skalierbarkeit.
Komplexe Systeme werden in Echtzeit visuell erlebbar – für Technik und Management.
Branchenübergreifend anerkannt; insbesondere in der Automobilindustrie etabliert.
Fazit & nächste Schritte
Mehr als Theorie – handfeste Absicherung Ihrer Investition
Die Materialflusssimulation ist mehr als ein theoretisches Instrument. Sie ist eine fundierte Absicherung für millionenschwere Investitionen – und liefert die Transparenz, die moderne Produktionsplanung braucht.
Möchten Sie erfahren, wie wir diese Methode auch für fahrerlose Transportsysteme anwenden? Lesen Sie gerne unseren Beitrag zur FTF-Simulation.
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