Produktionssimulation

Produktionssimulation bezeichnet den Einsatz von Simulationstechniken zur Abbildung und Analyse von Fertigungsprozessen, -linien und -netzwerken mit dem Ziel, Leistung, Kosten und Ressourcenbedarf zu verstehen und zu optimieren. Sie dient der Bewertung von Layouts, Investitionsentscheidungen, Personal- und Maschinenbedarf sowie der Einfluss von Störungen, Variabilität und Instandhaltung.

Typische Anwendungsbereiche liegen in der Planung und Optimierung von Produktionslinien, der Bewertung alternativer Fertigungskonzepte, der Kapazitäts- und Routinenplanung, der Lager- und Logistiksteuerung sowie der Risikoanalyse bei Ausfällen oder Nachfrageschwankungen. Produktionssimulation ermöglicht What-if-Analysen, um verschiedene Szenarien vor deren Umsetzung zu vergleichen.

Als Kernmethode dominiert die diskrete Ereignissimulation (DES), bei der Prozesse durch diskrete Ereignisse beschrieben werden. Daneben kommen kontinuierliche oder hybride Ansätze sowie agentenbasierte Simulation zum Einsatz. Typische Modellelemente umfassen Maschinen, Arbeitsplätze, Fördertechnik, Lager, Transporte, Bediener, Rüstzeiten, Wartung, Qualitätsprüfungen und materialflussrelevante Parameter wie Ankunfts- und Bearbeitungszeiten sowie Ausfallwahrscheinlichkeiten. Daten stammen aus Zeitstudien, Betriebsdaten, Sensorik oder historischen Aufzeichnungen.

Der Ablauf umfasst Modelldefinition, Validierung, Kalibrierung, Experimente und Ergebnisinterpretation. Zentrale Kennzahlen sind Durchsatz, Zykluszeit, Bestände, Auslastung, OEE, Lieferzeit und Wartungsintervalle. Vorteile sind realistische Entscheidungsunterstützung, Kosteneinsparungen durch Optimierung und gestärkte Planungssicherheit; Nachteile umfassen Datenqualität, Modellkomplexität, Validierungserforderungen und Rechenaufwand.

Produktionssimulation lässt sich oft mit ERP-, MES- oder APS-Systemen sowie digitalen Zwillingen integrieren und unterstützt kontinuierliche Verbesserungsprozesse in Fertigungsunternehmen.