Engineering 07.10.2005, 18:40 Uhr

Virtual Engineering: Software lenkt die Produktionsströme  

Denn schließlich geht es um den schnellen Transport und reibungslose Übergabe der Bauteile in der Fertigung. Diese „Schnittstelle“ am Bildschirm zu optimieren, ist gemeinsame, lohnende Sache von Fertigungsplanern und Logistikern. Auf der Cemat 2005 warten Simulationsexperten und ihre Software-Tools auf Besucher.

Simulation ist für Axel Kuhn das Abbilden eines betrieblichen Systems in einem experimentierfähigen Modell, um Erkenntnisse zu erhalten, die in der Praxis von hohem Nutzen sind. Sie kommt für den Leiter des Dortmunder Fraunhofer-Institutes für Materialfluss und Logistik IML immer dann zum Einsatz, „wenn beispielsweise komplexe Zusammenhänge die Vorstellungskraft überschreiten, Experimente am realen System zu teuer sind und das zeitliche Ablaufverhalten eines Systems untersucht werden soll.“

Komplexe Systemstrukturen und unternehmensinterne Abläufe erfordern immer stärker vernetztes Denken und bereichsübergreifende Kompetenz. Gleichzeitig verlangen immer kürzere Entwicklungszyklen kurzfristiges Agieren und Entscheiden. Hier greift das Virtual Engineering, es verbindet Planungsteams auch an verteilten Standorten unter Nutzung gemeinsam erstellter digitaler Modelle und schafft eine konsistente und sichere Planungsbasis. Mit CAD-Layoutdaten und statischen Planungsergebnissen werden logistische Sachverhalte in Simulationsmodellen formuliert, um das Planungsszenario zu analysieren. Das System als Simulationsmodell gestattet die Vorwegnahme der Realität in einer simulierten Virtualität und erlaubt eine Betrachtung der dynamischen Prozesse über die Zeit.

Die korrekte Dimensionierung der logistischen Systeme und Anlagen, die Überprüfung von Funktionalitäten sowie die Untersuchung von Steuerungsstrategien und Störfallsituationen werden möglich. Auf Basis der Simulationsergebnisse unterstützen individuelle 3-D-Visualisierungen unternehmensinterne Entscheidungen und erlauben Einblicke in potenzielle Ergebnisse. „Neben der Planungsabsicherung können Entscheidungsalternativen bei komplexen Abläufen qualitativ und quantitativ untersucht und bewertet werden“, so Axel Kuhn weiter. Denn unter Berücksichtigung des dynamischen Verhaltens lassen sich Bestände senken, Anlagenkomponenten leistungsgerecht dimensionieren sowie Steuerungsstrategien testen und optimieren. Darüber hinaus schaffe Simulation Transparenz durch Visualisierung und Dokumentation der Prozesse und führe so zu einem besseren Systemverständnis.

Trotz Massenproduktion zählt in der Automobilindustrie Individualität. Jeder Kunde kann sich aus einer breiten Palette von Sonderausstattungen und Extras ein individuelles Auto zusammenstellen. Selbst ein Millionenseller wie der VW Golf wird deshalb nur etwa zwei Mal pro Jahr mit der gleichen Ausstattung gebaut. Das erfordert viel Flexibilität. Denn für die Produktion eines modernen Autos müssen rund 50 000 Einzelteile verwaltet werden und Materialflüsse von Zulieferern laufen schließlich an der Produktionsstraße im Werk zusammen. Diese Ströme schnell und zuverlässig zu lenken, ist schon ohne Unwägbarkeiten wie Streiks und Staus eine Herausforderung.

„Ineffiziente Materialströme bedeuten Kosten“, so IML-Projektleiter Axel Wagenitz. „Die Königsaufgabe der Automobilhersteller ist, die Übersicht über alle Materialflüsse und Kosten zu behalten“. Wagenitz und sein Team überprüften in einem Projekt für die Volkswagen AG eine Änderung in der Werkslogistik. Das Projekt weitete sich aus und schließlich wollte VW wissen, ob es möglich ist, alle Teilprozesse der Produktion in einem Computermodell darzustellen – bis hinunter zum kleinsten Einzelteil. „Um diese Aufgabe lösen zu können, mussten wir ein völlig neues Werkzeug entwickeln.

Die bisherige, am Markt befindliche Software war dafür nicht leistungsstark genug“, so Wagenitz. Das Ergebnis nennt sich „Order to Delivery Simulation“, kurz OTD-Sim. „Das Programm kann vom Eingang der Bestellung bis zur Auslieferung des fertigen Fahrzeugs alle Details darstellen. Besonders wichtige Fragen wie beispielsweise ,Wo sind welche Teile?“ und ,Wo werden diese wann am nötigsten gebraucht?“ können innerhalb von Minuten beantwortet werden. Früher dauerte das oft Tage“, stellt Wagenitz fest. Die Daten zu den zahlreichen Einzelteilen werden in übersichtlichen Baumstrukturen und Diagrammen angezeigt.

Neben der Ist-Situation können auch zukünftige Ereignisse, wie die Neueinführung von Automodellen simuliert werden. Das macht OTD-Sim zu einem wertvollen Hilfsmittel für die Planung. Außerdem schult die Software den Blick für Zusammenhänge in der Produktion über die engen Grenzen einer Abteilung hinaus. Diesen Lerneffekt nutzt man natürlich bei VW auch gern, alle Nachwuchsmanager müssen nun eine Pflichtschulung an dem OTD-Sim-Planspiel absolvieren. ACHIM SCHARF/KIP

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Von Achim Scharf/Dietmar Kippels

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