Simulation - Veit Popp
Veit Popp
Softwareentwicklung - Simulation - Beratung
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Was ist Simulation?
„Simulation ist das Nachbilden eines Systems mit seinen dynamischen Prozessen in einem experimentierfähigen Modell, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit übertragbar sind“
Das Verfahren der Simulation besteht also darin, zunächst ein abstraktes, experimentierfähiges Modell des abzubildenenden Systems, basierend auf den vorhandenen Daten und Regeln, die den Ist-Zustand oder den geplanten Zustand des Systems beschreiben, zu erstellen. Dieses Modell ist dann in der Lage, die Vorgänge, die in diesem System ablaufen, nachzuvollziehen. Das Modell wird nun mit neuen Eingangsdaten versorgt, die für den Betriebsablauf ein Experiment darstellen. Auf diese Weise können unabhängig vom Betrieb und ohne Störungen des Betriebes des realen Systems neue Konstellationen getestet und analysiert werden und damit Schwachstellen rechtzeitig gefunden und Lösungen zur Behebung dieser Schwachstellen ausprobiert werden.
„Ein Modell ist eine vereinfachte Nachbildung eines geplanten oder real existierenden Originalsystems und -prozesses in einem anderen begrifflichen oder gegenständlichen System. Es unterscheidet sich hinsichtlich der untersuchungsrelevanten Eigenschaften nur innerhalb eines vom Untersuchungsziel abhängigen Toleranzrahmens vom Vorbild.“
Die Einsatzgebiete und -möglichkeiten für die Simulation sind vielfältig, sie erstrecken sich von Schaltungs- und Schaltkreis-Simulatoren in der Elektronik über „Finite-Element-Methoden“ bei Crash-Simulatoren oder in der Baustatik über Fahr- und Flugsimulatoren, Umweltsimulatoren, Verkehrssimulatoren, Simulatoren für Geschäftsprozesse bis hin zu Fertigungssimulatoren.
Letztere, die Fertigungssimulatoren, sind Basis meiner Beratungsdienstleistungen.
Bei dem Einsatz von Fertigungssimulatoren werden wiederum zwei Gebiete unterschieden, die sogenannte „Offline-Simulation“, die Simulation zur Unterstützung der Fabrik- und Ausstattungsplanung, und die „Online-Simulation“ zur Fertigungsplanung und -steuerung.
Die „Offline-Simulation“ unterstützt die Fabrik- und Ausstattungsplanung in der Art, dass immer, wenn Änderungen an der Ausstattung der Fertigung, sei es eine neue Fertigungsanlage, eine größere Änderung der bestehenden Fertigungsanlage, oder eine Änderung im Produktspektrum, geplant ist, diese Änderung auf ihre Auswirkungen überprüft werden kann. Das heißt mit der „Offline-Simulation“ lassen sich die Dimensionierung und die Strukturierung eines Fertigungssystems überprüfen und gegebenenfalls optimieren, sowie die Abläufe transparent darstellen. Die „Offline-Simulation“ unterstützt somit auch parallel zum laufenden Betrieb und ohne Störungen des laufenden Betriebes den kontinuierlichen Verbesserungsprozess.
Die „Online-Simulation“ unterstützt die Produktionsplanung und -steuerung. Diese Art der Simulation wird dazu benutzt, den Arbeitsvorrat für einen bestimmten Zeitraum in einem kurzfristigen oder mittelfristigen Horizont, Schicht, Tag oder Woche, maximal Monat, auf das Fertigungssystem einzuplanen. Da in dem zugrundeliegenden Modell zum einen alle technologischen und betriebswirtschaftlichen Ablauf- und Steuerungsregeln hinterlegt sind, zum anderen der derzeitige Ist-Zustand des Fertigungssystems bekannt ist, lassen sich aus dieser Simulation alle für die Steuerung des Systems relevanten Daten herleiten, so zum Beispiel die Auslastung der Anlagen, die Abarbeitungsreihenfolgen an den einzelnen Arbeitsplätzen oder Maschinen, eventuelle Auftragsverspätungen. In diesem Fall beziehen sich die Simulationsexperimente darauf, durch Änderungen in den Steuerungsparametern oder Prioritäten das Ergebnis zu verbessern. Die hieraus resultierenden Arbeitspapiere können direkt aus dem Simulationssystem gedruckt werden.
