Simulation: Fabrikkonzepte für additive Fertigung

Am Laser Zentrum Hamburg wurde ein 3D-Simulationsmodell aufgebaut, mit dem sich aktuelle und zukünftige Fabrikkonzepte der additiven Fertigung analysieren und optimieren lassen. Dabei kam die Simulationssoftware Simio zum Einsatz.

Wie sieht eine zukünftige Fabrik aus, in der zahlreiche 3D-Drucker stehen und für den Produktionsablauf mit vor- und nachgelagerten Arbeitsschritten völlig neue Konzepte notwendig sind? „Wir wollen mit realen Daten (Zeiten) aktueller Maschinen verschiedene neue Maschinenkonzepte bzw. Layouts vergleichen, um die Prozesse möglichst effektiv gestalten zu können“, so formulierte bereits Anfang 2015 Projektingenieur Ralf Hetzel, Concept Laser GmbH, die Herausforderung für zukünftige Werkskonzepte.

Die Simulation und Bewertung der besten Alternativen führt dann zu einer gesteigerten Planungs- und Investitionssicherheit. Kosten und Durchlaufzeit werden von Beginn an reduziert. Durch ein reales Bild und die 3D-Animation der zukünftigen Fabrik und der komplexen Abläufe darin können sogar verschiedene Betriebsmodi (zum Beispiel Schichtmodelle) ausgewählt und getestet werden.

Szenarien und Experimente versprechen Planungssicherheit

Anhand von Experimenten ist es einfach möglich, unterschiedliche Szenarien zu vergleichen, zum Beispiel der Durchlaufzeit des gesamten Produktionsprogramms bei Variation der 

• Maschinenkapazitäten
• Verfügbarkeit der Bediener für Rüstschritte der Schichtmodelle
• Anzahl der Mitarbeiter

Fähigkeiten des Modells 

• Die Flexibilität des Modells ermöglicht die Erstellung zielgerechter Fabriken auf der Grundlage der Eingabe unterschiedlicher Produktionsprogramme.
• Der adaptive Algorithmus zur Baujob-Bildung berücksichtigt Dispositionsparameter, und der dynamische Modellaufbau durch teilgenerische Modell-Erstellung ist möglich.
• Durch „Was wäre wenn“-Faktoren lassen sich Effizienzpotentiale ermitteln.
• Die optimale Anzahl von Mitarbeitern mit einer bestimmten Qualifikation für das Fabrikkonzept kann ermittelt werden
• Das Modell berücksichtigt die Maschinenbelegung aufgrund von Wartezeiten und Rüstzeitoptimierungen

Die komplette Fallstudie findet sich unter: http://www.agfiss.de/images/pdf/Simio/Fallstudie_LZN_rev1.pdf

Bild: 3D-Fabrik der Zukunft mit Simio. Quelle: AgfISS – Agentur für Industrie-Software und Services