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10.11.2016 | Produktion + Produktionstechnik | Im Fokus | Onlineartikel

Adaptive Produktionsplanung und -steuerung

Autor:
Dieter Beste

Produkte sollen zunehmend individuellen Kundenwünschen entsprechen und möglichst schnell geliefert werden. Bremer Forscher entwickeln jetzt ein simulationsbasiertes Optimierungsverfahren für die Organisation der Produktion.

Produzierende Unternehmen unterliegen in praktisch allen Branchen dem permanenten Druck, sich kontinuierlich zu verbessern, um ihre Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Während viele Unternehmen bisher vielleicht eine überschaubare Produktpalette hatten, die in der Produktion gut zu handhaben war, sind hier die Anforderungen immens gestiegen: "Zum einen sind die Produkte oft komplexer geworden. Insbesondere in der Automotive-Industrie wurden viele Betriebe zu Systemlieferanten, die nun sehr komplexe Baugruppen liefern", umreißen die Autoren von "MES - Manufacturing Execution System" gleich zu Anfang die aktuelle Herausforderung für Produktionsplanung und -steuerung (Seite 1). "Zum anderen ist oft die Anzahl der zu fertigenden Varianten gestiegen. So gibt es bereits heute bei einigen Pkws mehrere Tausend mögliche Sitzvarianten. Die Beherrschung einer solch hohen Variantenanzahl führt dann schnell zu kleineren Fertigungslosen und damit zu deutlich mehr Fertigungsaufträgen in der Produktion."

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Die Leistungsfähigkeit von Produktionssystemen unterliegt jedoch hemmenden Einflüssen wie Störungen durch Maschinenausfälle oder Eilaufträge, die es zu berücksichtigen gilt. Die derzeit verfügbaren Methoden und Systeme der Produktionsplanung und -steuerung werden den Anforderungen vielfach nicht mehr gerecht, denn, so Michael Freitag, Leiter des Bremer Instituts für Produktion und Logistik (BIBA) an der Universität Bremen, "die erstellten Ablaufpläne sind oft nicht optimal, da sie nicht auf der aktuellen Situation des Produktionssystems basieren."

Die besondere Herausforderung Werkstattfertigung

Mit Fokus auf die sogenannte Werkstattfertigung entwickeln jetzt Wissenschaftler des BIBA und der Universität von Santa Catarina (Brasilien) in einem gemeinsamen Projekt ein Verfahren, das Herstellern die Planung und Steuerung ihrer Fertigungsprozesse künftig erleichtern soll. "Die Werkstattfertigung ist anders organisiert als zum Beispiel die klassische Fließbandfertigung, bei der die Arbeit in festen Abläufen mit immer wieder denselben und statisch aufeinanderfolgenden Prozessschritten erledigt wird", erklärt Mirko Kück vom BIBA: "Bei der Werkstattfertigung gibt es an verschiedenen Orten unterschiedliche Teilbereiche wie zum Beispiel die Dreherei oder die Lackiererei. Diese agieren nicht jeweils nach starren Routinen in einem standardisierten Ablauf, sondern nach Bedarf." Ziel des Vorhabens "Adaptive SBO" ist nun – wie der Langtitel beschreibt – die "Entwicklung eines adaptiven simulationsbasierten Optimierungsverfahrens zur Planung und Steuerung dynamischer Produktionssysteme". Industriepartner in dem Projekt ist das von einer deutschen Auswandererfamilie gegründete brasilianische Unternehmen Rudolph Usinados, unter anderem Hersteller mechanischer Komponenten für die Automobilindustrie.

Simulationsbasiertes Optimierungsverfahren

In ihrer Projektzusammenarbeit entwickeln die Wissenschaftler nun ein simulationsbasiertes Optimierungsverfahren, das nach BIBA-Angaben die Dynamik einer Werkstattfertigung berücksichtigt und ermöglicht, dass die Optimierung von Planungsentscheidungen sowie Steuerungsregeln stets auf Grundlage des aktuellen Systemzustands erfolgen kann. Zur Verknüpfung der Optimierung mit dem realen Produktionsprozess etablieren sie ein Verfahren zum Datenaustausch zwischen einem Manufacturing Execution System (MES) und dem simulationsbasierten Optimierungsverfahren entwickelt. In der Werkstattfertigung von Projektpartner Rudolph Usinados wird schließlich das neue Verfahren geprüft und bewertet.

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