Diese Bachelorarbeit behandelt die simulationsgestützte Optimierung eines Fließproduktionssystems (FPS) in Tecnomatix Plant Simulation. Das Ziel dieser Thesis ist darzustellen, wie sich ein beispielhaftes Simulationsmodell eines FPS in Plant Simulation implementieren sowie erweitern lässt und wie sich Prozessprobleme durch gezielte Analysen und Verbesserungen des Modells eliminieren lassen.
Es wird zunächst ein Simulationsgrundmodell eines FPS in Plant Simulation nach einem Vorgehensschema modelliert, simuliert, analysiert und Simulationsergebnisse festgehalten. Im Anschluss wird das Simulationsmodell nach realen Bedingungen erweitert und auf dieser Grundlage methodisch optimiert, simuliert und die Resultate mit dem Simulationsgrundmodell verglichen. Dabei werden sämtliche Schritte exemplarisch beschrieben und relevante Simulationsergebnisse auf eine abgezielte Verbesserung des Systems bewertet.
Basis dieser Thesis ist eine Ausarbeitung eines Master-Projekts von Studenten der Hochschule Fulda aus dem Jahr 2013 mit dem Thema „Leistungsanalyse und Konfiguration von Fließproduktionssystemen mit Hilfe von Simulation“.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Motivation
1.2 Aufgabenstellung
1.3 Aufbau der Arbeit
2 Produktionsplanung
2.1 Arten von Produktionstypen
2.2 Fließproduktionssystem (FPS)
3 Grundlagen der Simulation
3.1 Ablauf einer Simulationsstudie
3.2 Methoden und Werkzeuge der Simulation
3.3 Vorgehensweise bei Simulationsstudien
3.4 Tecnomatix Plant Simulation
4 Implementierung eines Fließproduktionssystems in TPS
4.1 Ist-Situation vor Implementierung des Simulationsmodells
4.2 Vorgehensweise nach Kapitel 3.3 und Simulationsergebnis
5 Optimierung des Fließproduktionssystems in TPS
5.1 Ziele der Optimierung des Modells
5.2 Vorgehensweise bei der Optimierung des Modells
5.2.1 Phase eins der Optimierung
5.2.2 Phase zwei der Optimierung
5.3 Übersicht der Optimierungsergebnisse
6 Zusammenfassung
6.1 Fazit
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Bachelor Thesis hat zum Ziel, die simulationsgestützte Optimierung eines Fließproduktionssystems (FPS) in der Software Tecnomatix Plant Simulation zu demonstrieren. Dabei wird untersucht, wie ein bestehendes Simulationsmodell implementiert, methodisch erweitert und durch gezielte Anpassungen, wie die Optimierung der Pufferkapazitäten und die Integration eines Schichtkalenders, hinsichtlich seiner Produktivität verbessert werden kann.
- Grundlagen der Produktionsplanung und Fließproduktionssysteme
- Einführung in die ereignisdiskrete Simulation mit Tecnomatix Plant Simulation
- Implementierung eines FPS basierend auf einer Fallstudie
- Methodische Optimierung des Simulationsmodells zur Leistungssteigerung
Auszug aus dem Buch
1.2 Aufgabenstellung
Im Bereich der Ablaufsimulation eines Unternehmens oder auch bei den Laborpraktika von Hochschulen sind Simulationen von Produktionsmodellen mit Hilfe von geeigneter Software und eine anschließende Optimierung des Modells unter Verwendung geeigneter Werkzeuge, zunächst eigenständige Methoden eines Planungs- und Verbesserungsprozesses. Jedoch lassen sich Simulationsstudien durch den kombinierten Einsatz von Simulation und Optimierung kontinuierlich und ebenfalls nachhaltig verbessern. [März et al. 2011]
Die vorliegende Thesis soll verdeutlichen, wie eine Implementierung eines Simulationsmodells in die Software Tecnomatix Plant Simulation nach einem Beispielmodell, erstellt mit der Software WITNESS, erfolgen und ein simulierter Materialfluss eines Fließproduktionssystems ablaufen kann. Anhand eines Beispiels aus der Automobilfertigung soll im Anschluss in Erfahrung gebracht, ob eine Modellierung einer Fertigungslinie in Tecnomatix Plant Simulation möglich ist und welche Schwierigkeiten bei der Implementierung auftreten können. Anschließend soll exemplarisch aufgezeigt werden, wie ein Modell nach Implementierung methodisch erweitert und mit welcher Methode das Modell optimiert werden kann, um eine Aussagekraft über Realisierbarkeit sowie Funktionsfähigkeit gewährleisten zu können. Zum Abschluss der Simulationsstudie sollen sämtliche Simulationsergebnisse des implementierten Grundmodells auf Richtigkeit zum WITNESS-Modells geprüft werden. Außerdem werden die Simulationsresultate sowohl vor und nach Erweiterung, als auch nach der Optimierung des erweiterten Modells miteinander verglichen und bewertet.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung erläutert die Relevanz von Simulationsstudien in der modernen Industrie und definiert das Ziel der Arbeit sowie den Aufbau der Thesis.
2 Produktionsplanung: Dieses Kapitel beschreibt theoretische Grundlagen der Produktionsplanung sowie verschiedene Produktionstypen, wobei der Fokus auf Fließproduktionssystemen liegt.
3 Grundlagen der Simulation: Hier werden die theoretischen Aspekte der Simulation, der Ablauf von Simulationsstudien und die Funktionen der Software Tecnomatix Plant Simulation dargelegt.
4 Implementierung eines Fließproduktionssystems in TPS: Dieses Kapitel behandelt die praktische Übertragung eines bestehenden WITNESS-Modells in die Software Tecnomatix Plant Simulation.
5 Optimierung des Fließproduktionssystems in TPS: Es werden konkrete Maßnahmen zur Produktivitätssteigerung des implementierten Modells durch Schichtkalender, Personaleinsatz und Pufferoptimierung erläutert.
6 Zusammenfassung: Das Kapitel bietet einen Rückblick auf die methodische Vorgehensweise und die erzielten Ergebnisse der Optimierung sowie ein abschließendes Fazit.
Schlüsselwörter
Produktionsplanung, Fließproduktionssystem, FPS, Simulation, Tecnomatix Plant Simulation, TPS, Materialfluss, Prozessoptimierung, ereignisdiskrete Simulation, Pufferkapazität, Leistungsanalyse, Automobilfertigung, Schichtkalender, Modellierung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der praktischen Anwendung von Simulationssoftware zur Optimierung von industriellen Produktionsprozessen, speziell von Fließproduktionssystemen.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die Arbeit verknüpft die Bereiche Produktionsplanung, Ablaufsimulation und die softwaregestützte Modelloptimierung unter Verwendung von Tecnomatix Plant Simulation.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, den Prozess von der Implementierung eines Simulationsmodells bis hin zur methodischen Optimierung desselben aufzuzeigen, um die Produktivität eines Fließproduktionssystems zu erhöhen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird eine ereignisdiskrete Simulation angewandt, wobei ein bestehendes Referenzmodell (WITNESS) als Grundlage für die neue Modellierung in der Software Tecnomatix Plant Simulation dient.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretischen Grundlagen der Simulation, die Implementierung eines FPS, die Durchführung von Simulationsszenarien und die iterative Optimierung mittels Sensitivitätsanalysen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die wichtigsten Begriffe sind Fließproduktionssystem, Tecnomatix Plant Simulation, Materialflussoptimierung, Pufferkapazität und ereignisdiskrete Simulation.
Warum wird eine vergleichende Analyse zwischen WITNESS und Plant Simulation durchgeführt?
Dies dient dazu, die Übertragbarkeit und Richtigkeit des in der neuen Umgebung implementierten Modells zu verifizieren und sicherzustellen, dass das neue Modell valide Ergebnisse liefert.
Wie wirken sich die Optimierungsmaßnahmen in Kapitel 5 auf das Endergebnis aus?
Durch die Anpassung der Puffergrößen und die Einführung eines Schichtkalenders konnte der Gesamtausstoß des Systems im Vergleich zum Grundmodell signifikant gesteigert werden.
- Arbeit zitieren
- David Schultzik (Autor:in), 2017, Simulationsgestützte Optimierung eines Fließproduktionssystems (FPS) in Tecnomatix Plant Simulation, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/380844
