Plant Simulation

1 Produktbeschreibung 1.1 Sprachen 1.2 Besondere Merkmale 2 Einsatzbereiche 2.1 Berechnung von Unternehmenskennzahlen 2.2 Visualisierung 3 Verbreitung 4 Geschichte 5 Literatur 6 Weblinks

Produktbeschreibung

Plant Simulation ist eine Materialflusssimulations-Software (Discrete Event Simulation; DES-Software). Mithilfe der Simulation werden komplexe, insbesondere dynamische Unternehmensabläufe berechnet, um zu mathematisch abgesicherten unternehmerischen Entscheidungen zu gelangen. Das Computermodell ermöglicht es dem Anwender Experimente durchzuführen und „was wäre wenn“ Szenarien durchzuspielen, ohne die tatsächliche Produktion zu beeinflussen – oder wenn sie in der Planungsphase eingesetzt wird, lange bevor das reale System existiert. Im Allgemeinen wird die Materialflussanalyse eingesetzt, wenn Produktionsprozesse diskret (nicht stetig, Teil ist da oder ist nicht da, Schicht findet statt oder findet nicht statt, Maschine ist in Ordnung oder meldet Fehler) ablaufen und sich aufgrund zahlreicher Abhängigkeiten mathematischen Beschreibungen und Ableitungen heftig widersetzen. Die meisten Fragestellungen der Materialflusssimulation wurden vor der Verfügbarkeit leistungsfähiger Computer mithilfe von Warteschlangentheorien und Methoden der Operations Research beschrieben. Die aus letzteren Bereichen resultierenden Lösungen waren zumeist schwer verständlich und geprägt durch viele Randbedingungen und Einschränkungen, die in der Realität kaum eingehalten wurden.

Sprachen

Plant Simulation wird in Englisch, Deutsch, Japanisch, Chinesisch und Ungarisch eingesetzt. Individuelle Parametrisierungen der Dialogboxen sind möglich. Zwischen verschiedenen Sprachen kann hin- und hergeschaltet werden.

Besondere Merkmale

• Echte Objektorientierung bzw. Objektorientierte Programmierung mit Polymorphismus und Kapselung
• Vererbungsmechanismen: Benutzer legen Bibliotheken eigener Objekte an, die wiederverwendet werden können. Im Gegensatz zu einer Kopie führt eine Änderung in der Bibliothek (Objektklasse) auch zu einer Änderung der daraus abgeleiteten Objekte (Kinder).
• Hierarchie: Komplexe Strukturen können auf mehreren (logischen) Ebenen übersichtlicher Aufgebaut werden. Dies erleichtert eine Top-down und Bottom-up Herangehensweise.
• Offenheit, Daten aus anderen Systemen (z. B. Access- oder Oracle-Datenbanken, Excel-Arbeitsblättern oder SAP) zu übernehmen.
• Integration: Plant Simulation ist ein Teil der Digitalen Fabrik und kann z. B.
  • Daten aus PLM-Systemen übernehmen oder bei der
  • Anlageninbetriebnahme (Virtual Commissioning) eingesetzt werden. Oder
  • Layoutdaten z. B. von AutoCAD oder FactoryCAD direkt in die Simulation übernehmen.
• Analysewerkzeugen, z. B. um Engpässe aufzudecken (Bottleneck Analyzer), Materialflüsse zu verfolgen (Sankey-Diagramm) oder überdimensionierte Ressourcen (Chart Wizard) herauszufinden.
• Optimierungswerkzeuge: In Plant Simulation sind Werkzeuge zur Optimierung integriert. Der
  • Experiment Manager erstellt Szenarien automatisiert oder berechnet Abhängigkeiten zwischen zwei Eingangsgrößen. Mit Hilfe von
  • Genetischen Algorithmen werden große Lösungsräume durchsucht, mit Hilfe von
  • Neuronalen Netzen lassen sich Zusammenhänge zwischen Ein- und Ausgabeparametern aufzeigen und für Prognosen verwenden.
• Datenanalyse: Untersuchung statistischer Daten auf Abhängigkeiten, Regressionsanalyse, Best Fitting Funktion etc.

Einsatzbereiche

Berechnung von Unternehmenskennzahlen

Ziel:

• Probleme entdecken und aufzeigen, die ansonsten während der Anlaufphase Kosten und zeitaufwändige Korrekturmaßnahmen nach sich gezogen hätten.
• Die Investmentkosten für die Produktionslinien zu senken, ohne die benötigten Ausbringungsmengen zu gefährden.
• Die Leistungsfähigkeit bestehender Produktionen zu optimieren.
• Einbeziehen von Maschinenstörungen, Verfügbarkeiten (MTTR, MTBF) bei der Berechnung von Durchsatzmengen und Auslastungsgraden.

Visualisierung

Plant Simulation erlaubt die 2D- und 3D-Darstellung von Produktionsabläufen. Insbesondere die 3D-Darstellung ist hilfreich zur unternehmensinternen Kommunikation geplanter Maßnahmen. Darüber hinaus erlaubt sie die Präsentation von kompletten Anlagenkonzepten in einem frühen Stadium in einer virtuellen, interaktiven, immersiven Umgebung gegenüber Nicht-Simulationsexperten. 3D-Konstruktionsdaten können beispielsweise im .jt-Format aus Solid Edge per Drag and Drop übernommen werden.

Verbreitung

Plant Simulation wird in vielen Branchen eingesetzt, vor allem:

• Automobilindustrie (Verband der Automobilindustrie, Unterarbeitsgruppe Ablaufsimulation)
• Automobilzulieferer
• Anlagenbauer
• Maschinenbau
• Prozessindustrie
• Elektronikindustrie
• Flughäfen
• Logistikunternehmen (Transportlogistik, Lagerlogistik, Produktionslogistik)
• Hochregallagerlieferanten, Anbieter von fahrerlosen Transportsystemen und Elektrohängebahnen
• Consultingbüros und Dienstleister
• Werften (Simulation Cooperation in the Maritime Industries; Zusammenschluss von Schiffbauern und Dienstleistern, die sich mit der Simulation im Werftenumfeld beschäftigen)
• Häfen, insbesondere Containerterminals

Auch zu Ausbildungs-, Lehr- und Forschungszwecken wird Plant Simulation an zahlreichen Fachhochschulen und Universitäten herangezogen. Hierzu stehen kostenlose Studentenlizenzen zur Verfügung.

Geschichte

Jahr	Firma	Produktname
1986	Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung entwickelt eine objektorientierte, hierarchische Simulationssoftware für den Apple Macintosh	SIMPLE Mac for Apple Macintosh
1990	Gründung der Firma AIS (Angewandte Informations Systeme)	SIMPLE++ (Simulation in Produktion Logistik and Engineering)
1991	Umbenennung der damaligen AIS in AESOP (Angewandte EDV-Systeme zur optimierten Planung)	SIMPLE++ (Simulation in Produktion Logistik and Engineering)
1997	Übernahme von AESOP durch die Tecnomatics Technologies Ltd.	2000 Umbenennung von SIMPLE++ in eM-Plant
2004	Übernahme der Tecnomatics Technologies Ltd. durch die UGS Corporation	2005 Umbenennung in Tecnomatix Plant Simulation
2007	Übernahme der UGS Corporation durch die Siemens AG	Tecnomatix Plant Simulation

Literatur

• Steffen Bangsow: Fertigungssimulationen mit Plant Simulation und SimTalk. Hanser Verlag, 2008, ISBN 978-3-446-41490-7.

Weblinks

• Tecnomatix Plant Simulation auf der Siemens PLM Webseite
• Siemens PLM offizielle Website
• Case Study (englisch)

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