Von der Digitalen Fabrik zur Digitalen Lieferkette in der Halbleiterindustrie: Bestandsaufnahme, Lösungsansätze und viele Herausforderungen

Industrie 4.0 zielt auf eine dezentrale, vernetzte Steuerung von Produktions­netzwerken ab. Es wird erwartet, dass autonome Einheiten, implementiert als Softwareagenten, für Produktions­planung und –steuerung in derartigen Produktionsnetzen verantwortlich sind. Dem Konzept der Digitalen Fabrik kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, da die autonomen Anwendungssysteme durch verschiedene Simulationsparadigmen mit Ent­schei­dungs­­funk­tionalität ausgestattet werden. In der Arbeit wird über Er­fahrungen beim Aufbau von diskreten Si­mu­lations­modellen für Lieferketten der Halbleiter­industrie berichtet. Eine extreme Größe, lange Durchlaufzeiten, starke stochastische Einflüsse sowie nichtlineare Fertigungsprozesse sind typisch für solche Lieferketten. Diskrete Simulation für einzelne Halbleiterfabriken im Sinne der Digitalen Fabrik stellt seit ca. 1995 eine Me­thode dar, die eine gewisse Reife erlangt hat. Im Gegensatz dazu sind relativ wenige Ansätze vorhanden, um Lieferketten der Halbleiterindustrie zu simulieren. In der Arbeit werden Reduktions­ansätze vorgestellt, die auf der detaillierten Modellierung von Eng­passmaschinengruppen basieren. Wir stellen Simulations­ergebnisse auf Basis von Referenz­modellen vor. Vergleiche der reduzierten Modelle mit de­tail­lierten Simulationsmodellen belegen die Güte der vorgeschlagenen Modellierungs­ansätze. Wir skiz­zieren Herausforderungen, die sich aus dem nichtlinearen Verhalten der Durchlaufzeiten in Situationen mit einer hohen Nachfrage ergeben. Weitere visionäre und langfristige Ziele ergeben sich aus der Etablierung einer vollständig virtuellen Lieferkette.