Methodik zur Mehrzieloptimierung schlanker und ressourceneffizienter Produktionssysteme

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Gisela Lanza
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386445566

Für produzierende Unternehmen gewinnt der zielgerichtete und effiziente Einsatz vorhandener Ressourcen neben der ökonomischen Optimierung zunehmend an Bedeutung. Die ökonomische und organisatorische Optimierung von Produktionssystemen entsprechend der Lean Philosophie ist grundsätzlich mit den Zielen der ressourceneffizienten Produktion vereinbar. Allerdings sind der Übereinstimmung beider Prinzipien Grenzen gesetzt, so dass individuelle Analysen eines zu verbessernden Produktionssystems und das Abwägen der Vor- und Nachteile potenzieller Verbesserungsmaßnahmen erforderlich sind. Zielstellung dieses Forschungsantrags ist daher die Entwicklung einer simulationsgestützten Methodik zur Mehrzieloptimierung schlanker und ressourceneffizienter Produktionssysteme sowie die darauf aufbauende Generalisierung der Wirkzusammenhänge zu Handlungsempfehlungen für idealtypische Produktionssysteme. Zur Prognose der Auswirkungen unterschiedlicher Konfigurationen idealtypischer Produktionssysteme sollen Material-, Energie und Informationsflüsse in eine ereignisorientierte Ablaufsimulation integriert und mit einem Bewertungsmodell aus Zielkriterien der schlanken und ressourceneffizienten Produktion gekoppelt werden. Unter Einsatz von statistischer Versuchsplanung sollen Gauß-Prozess Metamodelle per Kriging Verfahren an das Verhalten der komplexen Simulationsmodelle angepasst werden. Die Metamodelle erlauben die Approximation des Systemverhaltens in kurzer Rechenzeit und ermöglichen dadurch umfangreiche Mehrzieloptimierungen und statistische Analysen der Wirkzusammenhänge, die im Simulationsmodell aufgrund langer Rechenzeiten kaum möglich wären. Die dabei ermittelten Wirkzusammenhänge sollen zu Handlungsempfehlungen je idealtypischem Produktionssystem aufbereitet werden. Anschließend sollen die Methodik und die erarbeiteten Handlungsempfehlungen für schlanke und ressourceneffiziente Produktionssysteme an ausgewählten industriellen Fallbeispielen validiert und gegebenenfalls angepasst werden. Darauf aufbauend sollen abschließend die optimalen Zielzustände der realen Produktionssysteme anhand ihrer Metamodelle ermittelt und umsetzbare Verbesserungsmaßnahmen identifiziert werden. Die geeignetste Maßnahmenkombination soll ausgewählt und ihre optimale Einführungsreihenfolge ermittelt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen