Ein adaptives simulationsbasiertes Optimierungsverfahren zur Planung und Steuerung dynamischer Produktionssysteme - Phase 2

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Freitag
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 288035798

Um eine hohe Leistungsfähigkeit dynamischer Produktionssysteme zu erreichen, wird im aktuell bearbeiteten Projekt AdaptiveSBO eine daten-getriebenes simulationsbasiertes Optimierungsverfahren (SBO) entwickelt, welches optimierte Prioritätsregeln für die Produktionssteuerung basierend auf dem aktuellen Zustand eines Produktionssystems in Echtzeit ermittelt. Der Ansatz koppelt ein SBO-Verfahren mit einem Framework zum Datenaustausch zwischen dem SBO-Verfahren und dem realen Produktionssystem. Dadurch berücksichtigt die Optimierung immer den aktuellen Zustand des Systems. Der bisherige Ansatz geht von einer gesicherten Materialverfügbarkeit. Darüber hinaus werden Instandhaltungsaktivitäten nur indirekt berücksichtigt, indem reaktiv Reparaturen durchgeführt wird, sobald ein Maschinenausfall auftritt. Um den aktuellen Zustand eines Produktionssystems detaillierter und realistischer widerzuspiegeln, sollen diese Aspekte bei der beantragten Fortsetzung dieses Projekts berücksichtigt werden. Dadurch wird der Ansatz zum einen in der Lage sein, im Falle eines Materialmangels entsprechende Plananpassungen durchzuführen und zum anderen Maschinenausfallzeiten zu reduzieren und damit Kosten zu sparen. Hauptziel des beantragten Fortsetzungsprojekts ist daher die Entwicklung eines daten-getriebenen adaptiven SBO-Verfahrens zur integrierten Steuerung von Materialbestand, Produktion und Instandhaltung.Um das Hauptziel des Projekts zu erreichen, muss das bereits entwickelte SBO-Verfahren auf mehrere Arten erweitert werden. Zum einen muss das Verfahren Prioritäten für Instandhaltungsaufträge sowie Produktionsaufträge in Abhängigkeit von aktuellen Materialbeständen ermitteln und zuweisen. Zum anderen muss das entwickelte Datenaustausch-Framework so erweitert werden, dass alle relevanten Daten für den bidirektionalen Datenaustausch zwischen dem neuen SBO-Verfahren und den Prozessen in der Fertigung berücksichtigt werden.Während der deutsche Projektpartner zunächst ein SBO-Verfahren zur integrierten Steuerung von Produktion und Instandhaltung entwickelt, entwickelt der brasilianische Projektpartner parallel dazu ein SBO-Verfahren zur integrierten Steuerung von Produktion und Materialbestand. Anschließend werden die beiden Ansätze zusammengeführt, um das Hauptziel des Projekts zu erreichen. Zur Auswertung eines realistischen Produktionsszenarios wird das Verfahren auf die Werkstattfertigung eines brasilianischen Herstellers mechanischer Bauteile angewendet. Basierend auf diesem Anwendungsfall wird eine Datenbank mit Testszenarien erstellt, mit der das entwickelte Verfahren evaluiert wird. Die Ergebnisse werden als Benchmark für weitere Forschungen in diesem Bereich zur Verfügung gestellt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Brasilien
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Enzo M. Frazzon