LE08: Grundlagen der Materialflusssimulation

Verfahren zur Nachbildung eines Systems mit seinen dynamischen Prozessen in einem experimentierbaren Modell, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit übertragbar sind.

—> Stellt zu jedem Zeitpunkt einen wohldefinierten Systemzustand bereit

Echtzeit

Abläufe dauern die Zeit, die sie auch in der realen Welt dauern würden

Modellzeit

Ablaufgeschwindigkeit hängt vom verwendeten Simulationssystem ab

—> echtzeitfähiges System, wenn Modellzeit und Echtzeit synchron laufen können

ist eine bewegte Bildschirm-Grafik, mit der Zustandsänderungen oder Bewegungen von Modellelementen angezeigt werden können.

Sie dienen hauptsächlich zur Visualisierung von modellinternen Abläufen.

Online-Animation

während des Simulationslaufs

Offline-Animation

nach einem Simulationslauf auf der Grundlage der während der Simulation erzeugten und gespeicherten Daten

erste Phase

• Konstruktion eines Modells eines realen Systems

• Überführung in ein mathematisches System

• Implementierung des Simulationscodes

zweite Phase

• Anwendung des Modells

dritte Phase

• Verdichtung und Interpretation der Ergebnisse

—> Zugrundeliegende Ursache verstehen

—> Ausführungen eines künstlichen Systems/unterschiedliche Strategien für den Betrieb des Systems zu evaluieren

• Implementierung oder Realisation eines Simulationsmodells

• stellt Abstraktion des zu simulierenden Systems dar

• Ablauf der Simulation mit konkreten Werten

• Ergebnisse können interpretiert und auf das zu simulierende System übertragen werden

Kontinuierliche Simulation

• unendlich viele Zustandsänderungen pro Zeitintervall

• durch numerische Lösung der DGL des Modells

Diskrete Simulation

• endlich viele Zustandsänderungen pro Zeitintervall

• Unterscheidung zwischen zeit- und ereignisdiskreten Simulationsansätzen

Mikrosimulation

simuliert Einzelsysteme, um auf das Verhalten des übergeordneten Gesamtsystems zu schließen.

Makrosimulation

simuliert komplexe Vorgänge ohne Betrachtung einzelner Bestandteile.

Human-in-the-loop

Simulationstechnik, bei der ein realer Mensch mit einer künstlich erzeugten Arbeitsumgebung interagiert.

Hardware-in-the-loop

Simulationstechnik, bei der ein reales technisches System mit einer künstlich erzeugten Umgebung interagiert.

Terminierende Simulation

zeitlich begrenzte Simulation, bei der Bedingungen für Start und Ende vorgegeben werden.

Steady-State Simulation

Simulation mit einem unendlichen Zeithorizont

• eine Untersuchung am realen System zu aufwändig, teuer, ethisch nicht vertretbar oder gefährlich wäre

• das reale System noch nicht existiert

• das reale System im Wesentlichen unverstanden/sehr komplex ist

• das reale System nicht/nur bei unverhältnismäßig hohem Aufwand direkt beobachtbar ist

• für Experimente das Simulationsmodell wesentlich leichter modifiziert werden kann als das reale System

Möglichkeit des kostengünstigen und risikofreien Experimentierens, um Vorhersagen über das Verhalten organisatorischer Systeme zu erzielen

• Modelle sind jederzeit verfügbar

• Modelle unterliegen keinerlei Einschränkungen realer Randbedingungen

• Gefahrloses Experimentieren wird möglich

• Lange Zeiträume können kompakt untersucht werden

Vorhersagegenauigkeit nur so gut wie das zugrunde liegende Modell

1. Witschaftliche Aspekte (begrenzte Ressourcen)

2. Modellspezifische Aspekte (Beschränkung auf nur einen bestimmten Kontext)

3. Ungenauigkeit der Startdaten

ist die

• räumliche

• zeitliche

• organisatorische

Verkettung aller Vorgänge bei der

• Gewinnung

• Bearbeitung

• Verteilung

von Gütern innerhalb der festgelegten Bereiche.

Simulation zur Analyse von geplanten Materialflusssystemen, um bspw. die Leistungsfähigkeit einer Systemvariante nachzuweisen und gegebenenfalls zu verbessern.

Zeitfortschritthorizont:

ereignisdiskrete Systeme

Zeithorizont:

terminierendes System

Betrachtetes System:

Materialflusssystem (weder Hardware-in-the-loop noch Human-in-the-loop)

Detailgrad:

Abhängig von Implementierung

—> ereignisdiskret: geringere Rechenzeit

Simulationsergebnisdaten:

alle Ausgangsgrößen, die zur Beantwortung der im Vorfeld definierten Fragestellungen ausgewertet werden müssen.

Projekt zur simulationsgestützten Untersuchung eines Systems

Gezielte empirische Untersuchung der simulierten Organisation

• über einen bestimmten Zeithorizont

• durch wiederholte Simulationsläufe

• mit systematischer Variation der Parameter

Nachbildung des Verhaltens einer organisatorischen Variante mit einem spezifischen ablauffähigen Modell über einen bestimmten (Simulations-)Zeitraum.

Modellverifizierung

• Ist das Modell korrekt codiert und implementiert?

Modellvalidierung

• Ist es das richtige Modell für die Aufgabenstellung?