Method for simulation-based value stream optimization for high-mix serial production
Final Report Abstract
Die Wertstrommethode ist ein in der Industrie weit verbreitetes Werkzeug für die Verbesserung von Produktionssystemen. Jedoch betrachtet die Methode Produktionssysteme lediglich statisch. Daher ist die Validität entwickelter Soll-Zustände gering. Außerdem können verschiedene mögliche Soll-Zustände nicht vergleichend bewertet werden. Die Unterstützung der Wertstrommethode mittels Simulation sollte diese methodischen Schwächen im Rahmen dieses Forschungsprojekts ausgleichen. Zur Erweiterung der Datenbasis der Wertstromanalyse wurde ein Regelwerk entwickelt. Es hat sich dabei herausgestellt, dass die Datenbasis der klassischen Wertstromanalyse – mit detaillierten Aufnahmen im Hinblick auf Variantenabhängigkeit und Steuerungslogiken – ausreichend ist. Ein besonders großes Potenzial wird in dem entwickelten Vorgehen zur datengestützten Wertstromanalyse mittels Process Mining gesehen. Mittels ereignisdiskreter Simulationsmodelle lassen sich Wertströme hinreichend genau abbilden. Hierfür wurden Simulationsbausteine zur Modellierung von Wertströmen in Plant Simulation entwickelt. Die Erstellung von Simulationsmodellen und die Durchführung von Simulationsexperimenten bleibt in der praktischen Anwendung allerdings nach wie vor arbeits- und zeitaufwendig. Die strukturierte Entwicklung von Planungsalternativen im Wertstromdesign lässt sich klar aus den Regeln schlanker Produktionssysteme ableiten. Die oft betonten Iterationsschritte im Wertstromdesign ergeben sich vor allem in der praktischen Umsetzung, weniger in der Logik zur Planung des Designs und dem resultierenden Zielzustand. Sinnvolle Planungsalternativen im Wertstromdesign können in der Auslegung des Versandprinzips, in der Ausgestaltung der Prozessverbindungen, in der Wahl des Schrittmacherprozesses sowie im Transportdesign entstehen. Dazu wurde ein Regelwerk zur systematischen Identifikation von Planungsalternativen entwickelt. Zur Bewertung von Wertströmen wurde in diesem Projekt eine kategorisierte Übersicht über Kennzahlen und bestehende Ansätze erarbeitet. Durch das TOPSIS-Verfahren lassen sich verschiedene Sollzustände anhand anwendungsspezifischer Kennzahlen gut vergleichen. Mittels ereignisdiskreter Simulationsmodelle lassen sich Wertströme hinreichend genau abbilden. Hierfür wurden Simulationsbausteine zur Modellierung von Wertströmen in Plant Simulation entwickelt. Vergleichbare Simulationsprogramme bieten ebenfalls eine geeignete Funktionalität. Die Erstellung von Simulationsmodellen und die Durchführung von Simulationsexperimenten bleibt in der praktischen Anwendung allerdings nach wie vor arbeits- und zeitaufwendig. Der Mehrwert der entwickelten Methodik konnte jedoch an mehreren Anwendungsfällen in der Industrie gezeigt werden.
Publications
- 2019. A framework for planning logistical alternatives in value stream design. Procedia CIRP 81, 180–185
Kaiser, J., Urnauer, C., Metternich, J.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.procir.2019.03.032) - 2019. Die digitale Wertstrommethode: Process Mining als digitale Stütze der Wertstromanalyse. ZWF 114 (12), 855-858
Urnauer, C., Metternich, J.
(See online at https://doi.org/10.3139/104.112203) - 2019. Wertstrombasierte Erstellung von Simulationsmodellen: Umsetzung dynamischer Wertstromsimulation durch ein Baukastensystem. ZWF 114 (11), 715-719
Kaiser, J., Urnauer, C., Reif, M., Metternich, J.
(See online at https://doi.org/10.3139/104.112179) - 2020. Process Mining in einer Produktion mit kundenanonymer Bevorratung. Heuristischer Ansatz zur Vergabe von Case IDs. TU Prints
Urnauer, C; Gräff, V.; Metternich, J.
(See online at https://doi.org/10.25534/tuprints-00011297)
