Methodik zur integrierten Grobplanung von Abläufen und Strukturen mit digitalen Fabrikmodellen

Eine zentrale Herausforderung für die Fabrikplanung stellt die Bewältigung der Komplexität der Produktionsabläufe und -strukturen und ihrer gegenseitigen Beeinflussungen in einem zunehmend dynamischen Wettbewerbsumfeld dar. In diesem Umfeld, das von der Forderung nach Wandlungsfähigkeit geprägt ist, kommt der Fabrikplanung eine zentrale Rolle bei. Vor dem Hintergrund zunehmender Planungshäufigkeit und verschärfter Zeitvorgaben bieten bestehende Methoden zwar fragmentarische Unterstützung zur Planung von Produktionsabläufen und -strukturen. Ein durchgängiger Ansatz zur systematischen Grobplanung von Abläufen und Strukturen unter durchgängiger Nutzung rechnergestützter Hilfsmittel wie Simulation und Virtual Reality ist jedoch derzeit nicht verfügbar. Aus diesem Grund war es das Ziel dieser Arbeit, eine Methodik zur integrierten Grobplanung von Abläufen und Strukturen mit digitalen Fabrikmodellen zu entwickeln. Unter Nutzung von Modelltheorie und Systemtechnik wurde die Methodik zur integrierten Ablauf- und Strukturplanung entwickelt, welche aus drei Komponenten besteht: i) ein objektorientiertes Referenzmodell zur integrierten Modellierung von Abläufen und Strukturen in der Produktion, ii) eine Planungsmethode auf der Basis von acht objektbezogenen Planungselementen und iii) ein EDV-Tool, welches die datentechnische Umsetzung von Modell und Methode darstellt und Virtual Reality für die realitätsnahe Visualisierung mit Ablaufsimulation verknüpft. Prägend für die Ausgestaltung der Methodik war die konsequente Verfolgung des Ansatzes einer Integration von Ablauf- und Strukturplanung. Ausgehend von den Beziehungen zwischen Abläufen und Strukturen auf der Objektebene wurde die Integration auf die Planungsebene übertragen und vom Modell über die Planungsmethode bis zur Implementierung in das EDV-Tool indyGO in vier definierten Schritten konsequent umgesetzt. Mit diesem Tool wurde prototypisch die Anbindung des Planungstisches des Fraunhofer IPA als Frontend für die Layoutplanung und des am WZL entwickelten Simulationsbaukastens für die dynamische Bewertung realisiert und so die schnelle und aufwandsarme Gestaltung und Bewertung alternativer Fabrikszenarien in einem interdisziplinären und systematischen Ansatz unterstützt. In einem industriellen Fallbeispiel wurde die Methodik zur integrierten Ablauf- und Strukturplanung hinsichtlich Anwendbarkeit und Konsistenz überprüft. Es zeigte sich, daß das Modell des zu gestaltenden Produktionsbereiches schnell und mit geringem Aufwand erstellt und in Simulationsexperimenten bewertet werden konnte. Damit leistet diese Arbeit einen Beitrag dazu, die aus der gegenseitigen Beeinflussung von Abläufen und Strukturen resultierende Komplexität zu bewältigen und die für die Unternehmen in Zukunft immer bedeutendere Wandlungsfähigkeit seitens der Fabrikplanung zu realisieren.