Quantitative Analyse stochastischer Einflüsse auf die Leistungsfähigkeit von Produktionssystemen mittels analystischer und simulativer Modellierung

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Die Gestaltung von Produktionssystemen spielt eine entscheidende Rolle für die erreichbareLeistungsfähigkeit und somit auch für die Wirtschaftlichkeit der Produktionsprozesse. Hierfür sind stabile und robuste Produktionsprozesse mit effizienten Material- und Informationsflüssen notwendig, wozu die produktionstechnischen und produktionslogistischen Prozesse bestmöglich aufeinander abgestimmt sein müssen. Jedoch erschweren stochastische Ereignisse im Umfeld von Produktionssystemen die quantitative Analyse der Prozesse, welche als Entscheidungsgrundlage für eine effiziente Gestaltung erforderlich ist. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Quantifizierung von Wirkzusammenhängen zwischen produktionstechnischen Kenngrößen (wie Maschinenverfügbarkeit) und produktionslogistischen Kenngrößen (wie Durchlaufzeit) sowie deren Einfluss auf die Leistungsfähigkeit eines Produktionssystems unter Beachtung stochastischer Ereignisse. Der Lösungsansatz besteht in einem integrierten Ansatz zur Bewertung und Optimierung von Produktionssystemen durch die Kombination analytischer und simulationsbasierter Verfahren (hybrider Ansatz). Dafür werden zunächst typische Arten von Produktionssystemen inklusive geeigneter Steuerungsmethoden mit Hilfe von bedientheoretischen und simulationsbasierten Elementen abgebildet und zu einem hybriden Gesamtmodell verknüpft. Für die modellierten Systeme gilt es anschließend, entscheidende Wirkzusammenhänge zwischen ausgewählten produktionstechnischen und -logistischen Kenngrößen mit Hilfe von Sensitivitätsanalysen, insbesondere der Variation stochastischer Größen, zu quantifizieren und das System hinsichtlich eines multi-kriteriellen Zielsystems zu optimieren. Auf Grund dieser Zusammenhänge werden Handlungsempfehlungen zur zweckmäßigen Gestaltung von leistungsfähigen Produktionssystemen abgeleitet. Ergebnis des Vorhabens ist eine Methodik zur hybriden Modellierung und Analyse eines Produktionssystems sowie resultierende Handlungsempfehlungen zur Auslegung leistungsfähiger Produktionssysteme, die den zum Teil konkurrierenden Zielen der Produktionstechnik und -logistik (z.B. Dimensionierung von Puffer oder Losgrößen) gerecht werden.