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Leistungsbewertung von Materialfluss- und Produktionssystemen

Die Gestaltung von Materialfluss- und Produktionssystemen spielt eine entscheidende Rolle für die erreichbare Leistungsfähigkeit und somit auch für deren Wirtschaftlichkeit. Hierfür sind stabile und robuste Produktionsprozesse mit effizienten Material- und Informationsflüssen notwendig. Jedoch erschweren stochastische Ereignisse, wie beispielsweise Maschinenausfälle, die quantitative Analyse der Prozesse, die als Entscheidungsgrundlage für eine effiziente Gestaltung erforderlich ist.

Zu Beginn der Planungsphase für ein neues Materialfluss- oder Produktionssystem existiert eine Vielzahl potentieller Systemkonfigurationen, die hinsichtlich verschiedener Leistungskennzahlen zu analysieren sind. Aufgabe der Planer ist die Identifizierung der Alternative, welche sowohl quantitative als auch qualitative Zielvorgaben bestmöglich erfüllt. Die quantitativen Methoden der Leistungsbewertung von Materialfluss- und Produktionssystemen werden in der Literatur basierend auf dem Detaillierungsgrad und der erforderlichen Rechenzeit in zeitkontinuierliche Bedientheorie, zeitdiskrete Bedientheorie und Simulation klassifiziert.

Wir setzen zur Leistungsbewertung von Materialfluss- und Produktionssystemen sowohl analytische als auch simulationsbasierte stochastische Modelle ein. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der zeitdiskreten Bedientheorie. Diese hat gegenüber der zeitkontinuierlichen Bedientheorie den Vorteil, dass die vorhandenen Daten, beispielsweise Bearbeitungszeiten, direkt verwendet werden können und nicht aufwendig durch kontinuierliche Verteilungen approximiert werden müssen. Außerdem ist die zeitdiskrete Bedientheorie bei der Bestimmung von Leistungskennzahlen, wie der Durchlaufzeit eines Auftrages, nicht auf die Berechnung von Erwartungswerten beschränkt, sondern es können die vollständigen Wahrscheinlichkeitsverteilungen bestimmt werden. Die schnelle und genaue numerische Berechnung von Leistungskennzahlen in Materialfluss- und Produktionssystemen mithilfe der zeitdiskreten Bedientheorie schließt damit die Lücke zwischen (oft ungenauen) rein analytischen Betrachtungen und (stets aufwändigen) Simulationsuntersuchungen.

In der Feinplanung von Materialfluss- und Produktionssystemen ist die Simulation des Systems allerdings meist unabdingbar. Wir können hierbei auf umfangreiche Erfahrungen im Bereich der Materialfluss- und Produktionssimulation, u.a mit der Simulationssofware Anylogic oder Plant Simulation, zurückgreifen.

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