Prozesssimulation

Prozesssimulation ist eine Methode der Systemsimulation, die einen realen Prozess durch ein mathematisches Modell nachbildet, um dessen Verhalten über die Zeit zu verstehen, zu analysieren und zu optimieren, ohne das echte System zu beeinflussen. Ziel ist es, Entscheidungen zu unterstützen, Engpässe zu identifizieren und Veränderungen im Vorfeld zu testen.

Anwendungsfelder umfassen Produktion und Logistik, Fertigungsplanung, Materialfluss, Krankenhaus- und Dienstleistungsprozesse sowie die Entwicklung neuer Prozesse. Je nach Fragestellung kommen verschiedene Modellierungsansätze zum Einsatz, insbesondere diskrete-Ereignis-Simulationen, bei denen Prozesse durch Ereignisse und Ressourcen gesteuert werden, kontinuierliche Simulationen zur Abbildung zeitlich stetiger Größen und hybride oder agentenbasierte Ansätze, die Verhalten autonom handelnder Einheiten berücksichtigen.

Die typische Vorgehensweise beginnt mit der Datenerfassung und der Spezifikation der Prozesslogik, gefolgt von der Modellierung, Verifikation und Validierung des Modells. Danach werden Kalibrierung, Sensitivitätsanalysen und Szenario-Experimente durchgeführt, um Auswirkungen von Änderungen zu beurteilen. Die Ergebnisse liefern Kennzahlen wie Durchsatz, Durchlaufzeit, Auslastung, Wartezeiten, Lagerbestände und Investitions- bzw. Betriebskosten.

Typische Werkzeuge umfassen spezialisierte Simulationssoftwares wie AnyLogic, Arena, Simul8, FlexSim oder Simio; teilweise kommen auch MATLAB/Simulink oder branchenspezifische Systeme zum Einsatz. Herausforderungen bestehen in der Datenbeschaffung, der Modellvereinfachung, Validierung gegen reale Abläufe sowie der Interpretation und Übertragbarkeit der Ergebnisse in die Praxis.

Der Nutzen liegt in besserer Entscheidungsgrundlage, Risikominimierung, Kostenreduktion und erhöhter Planungs- sowie Umsetzungssicherheit bei Prozessverbesserungen.