"Digitale Fabrik" bedeutet Simulation von Produktionslogistik und Produktionsprozessen. Mit Hilfe von Fabriksimulation ist es möglich, sehr frühzeitig und ohne Risiko verschiedene Szenarien durchzutesten, eventuell zu erwartende Engpässe vorab zu erkennen sowie Steuerungsstrategien vorab zu testen und zu optimieren. Das Buch zeigt dem Leser, wie er Simulationsprojekte kompetent beauftragt und betreut. Die praktische Durchführung wird von der Beauftragung, über den Ablauf und das Controlling von Simulationsstudien bis hin zur Auswertung und Übertragung der Simulationsergebnisse in die Praxis dargestellt. Mit diesem Buch können Firmen viel Geld einsparen - denn falsche oder fehlerhafte Simulationsstudien sind extrem teuer. "Digitale Fabrik" bedeutet Simulation von Produktionslogistik und Produktionsprozessen. Mit Hilfe von Fabriksimulation ist es möglich, sehr frühzeitig und ohne Risiko verschiedene Szenarien durchzutesten, eventuell zu erwartende Engpässe vorab zu erkennen sowie Steuerungsstrategien vorab zu testen und zu optimieren.

Gerade die heute erforderliche simultane Planung von Produkt, Prozess und Logistik erfordert zunehmend eine Absicherung über Simulation. Dieses Buch vermittelt die Grundlagen der Fabriksimulation, allerdings nicht mit dem Ziel selber Simulationen durchzuführen, sondern mit dem Schwerpunkt, den Anwender in die Lage zu versetzen, Simulationsprojekte kompetent beauftragen und betreuen zu können. Das Ergebnis einer Simulationsstudie ist nur so gut, wie die verwendeten Eingangsdaten und das erstellte Modell. Hier ist neben dem Spezialisten auch der Kunde gefragt. Das Buch hilft dem Leser, Ziele richtig zu definieren, Datenquellen aufzubereiten, den Prozess zu betreuen und das Ergebnis abzusichern. Neben dem Basiswissen der Fabriksimulation werden Charakteristika und Unterschiede verschiedener Simulationswerkzeuge dargestellt. Schwerpunkt des Buches sind Simulationsstudien und ihre praktische Durchführung von der Beauftragung, über den Ablauf und das Controlling von Simulationsstudien bis hin zur Auswertung und Übertragung der Simulationsergebnisse in die Praxis. 

Der Autor

Prof. Wolfgang Kühn leitet den Lehrstuhl für Produktionsplanung und -steuerung an der Bergischen Universität Wuppertal. Außerdem ist er Mitgründer der SIPOC Simulation based Planning, Optimization and Control GmbH.

1;Vorwort;6 2;Inhaltsverzeichnis;10 3;1 Was ist eine Digitale Fabrik;22 3.1;1.1 Ziele der Digitalen Fabrik;26 3.1.1;1.1.1 Verbesserung der Wirtschaftlichkeit;27 3.1.2;1.1.2 Verbesserung der Planungsqualität;29 3.1.3;1.1.3 Transparente Kommunikation;29 3.1.4;1.1.4 Standardisierung von Planungsprozessen;30 3.1.5;1.1.5 Verbesserung der Wissensbasis;30 3.2;1.2 Aufgaben der Digitalen Fabrik;31 3.2.1;1.2.1 Produktentwicklung;32 3.2.2;1.2.2 Fabrik- und Produktionsplanung;33 3.2.3;1.2.3 Inbetriebnahme und Anlauf der Produktion;34 3.2.4;1.2.4 Produktionsbetrieb und Auftragsmanagement;34 3.3;1.3 Modelle der Digitalen Fabrik;34 3.3.1;1.3.1 Synergie durch Vernetzung der Modelle;36 3.3.2;1.3.2 Anforderungen an die Systemarchitektur der Digitalen Fabrik;38 3.4;1.4 Visualisierung der Digitalen Fabrik;38 3.5;1.5 Simulation der Digitalen Fabrik;40 3.6;1.6 Nutzen und Aufwand von Simulation;44 4;2 Technische Grundlagen der Simulationstechnik;48 4.1;2.1 Allgemeine Modelltheorie;48 4.1.1;2.1.1 Modellbegriff;49 4.1.2;2.1.2 Grundsätzliches zum Modellieren von Systemen;51 4.1.3;2.1.3 Qualitatives Modellieren von Systemen;53 4.1.4;2.1.4 QuantitativeModellkonzepte für dynamische Systeme;56 4.2;2.2 Vorgehensweise der Systemabgrenzung und Systemanalyse;60 4.2.1;2.2.1 Systemabgrenzung;62 4.2.2;2.2.2 Analyse des Systemzwecks und der globalen Systemeigenschaften;62 4.2.3;2.2.3 Analyse der Systemstruktur;63 4.2.4;2.2.4 Analyse der einzelnen Systemelemente;64 4.2.5;2.2.5 Wirkungsanalyse und Analyse der Ablaufstruktur;64 4.2.6;2.2.6 Darstellung der Analyse und Modellierung;65 4.3;2.3 Discrete-Event-Simulation;67 4.4;2.4 3D-Kinematik-Simulation;68 4.5;2.5 Mehrkörpersimulation;69 4.6;2.6 Prozesssimulation;70 5;3 Simulationsanwendungen der Digitalen Fabrik;74 5.1;3.1 Dezentrale Anwendungen mit zentraler Datenhaltung;75 5.2;3.2 Hierarchisches Modellierungskonzept;76 5.3;3.3 Layoutplanung und Simulation zur Layoutbewertung;78 5.4;3.4 Statische Untersuchung von Logistik- und Produktionsflüssen;80 5.5;3.5 Dynamische Simulation von Logistik- und Produktionsflüssen;81 5.6;3.6 Simulation zur Ermittlung der Systemverfügbarkeit;83 5.7;3.7 Planung und Simulation der Montageprozesse;84 5.7.1;3.7.1 Integrierte Datenplattform zur Montageplanung;84 5.7.2;3.7.2 Montagevisualisierung und -simulation;85 5.8;3.8 Robotik und komplexe Bewegungen;86 5.8.1;3.8.1 Robotermodellierung;87 5.8.2;3.8.2 Planung automatisierter Roboterzellen;91 5.8.3;3.8.3 Offline-Programmierung;93 5.9;3.9 Simulation in der Teilefertigung;95 5.10;3.10 Simulation von Personal;97 5.10.1;3.10.1 Simulation der Personallogistik;98 5.10.2;3.10.2 Personalorientierte Simulation;101 5.10.3;3.10.3 Ergonomie-Simulation;103 5.11;3.11 Simulation von Betriebsmittelbau und -logistik;104 5.12;3.12 Simulation in der Automatisierungstechnik;106 5.13;3.13 Simulation im operativen Betrieb;110 5.13.1;3.13.1 Überprüfung des aktuellen Produktionsprogramms und der Produktionsplanung;112 5.13.2;3.13.2 Verbesserung der Feinplanung und Produktionssteuerung;113 5.13.3;3.13.3 Operative Simulation zum kontinuierlichen Redesign der Fabrik;114 5.13.4;3.13.4 Anspruch an Modelle für den operativen Betrieb;115 5.13.5;3.13.5 Daten und Schnittstellen für die operative Simulation;116 5.13.6;3.13.6 Nutzer operativer Simulation;117 5.14;3.14 Referenzmodelle;118 6;4 Simulationsstudien;120 6.1;4.1 Prinzipieller Ablauf von Simulationsstudien;120 6.1.1;4.1.1 Systemdefinition, Zielfestlegung und Lastenheft;122 6.1.2;4.1.2 Modellentwurf;123 6.1.3;4.1.3 Implementierung des Modells;124 6.1.4;4.1.4 Modellverifikation;125 6.1.5;4.1.5 Datenbeschaffung;126 6.1.6;4.1.6 Validierung;128 6.1.7;4.1.7 Simulationsversuchsplanung;132 6.1.8;4.1.8 Durchführung Simulationsläufe;137 6.1.9;4.1.9 Laufbetrachtung und Ergebnisauswertung;137 6.1.10;4.1.10 Systemvariation und Optimierung;140 6.1.11;4.1.11 Praktische Umsetzung der Simulationsergebnisse;141 6.2;4.2 Typische Fehler vermeiden;141 7;5 Lastenheft, Pflichtenheft und Spezifikation;146 7.1;5.1 Lastenheft;147 7.1.1;5.1.1