- Leseprobe - 
  
Unternehmensmodellierung für die Gestaltung von Unternehmensprozessen
von Kai Mertins, Martin Schwermer, Markus Rabe

Stichworte: Unternehmensmodellierung: Anforderungen, Ziele, Nutzen, Simulationen, Ein integriertes Unternehmensmodell, Modellierungswerkzeuge, Aufbau und Nutzen von Modellen, QM-Handbuch, Zertifizierungsvorbereitung.

Simulation zur Gestaltung von Unternehmensprozessen

Was ist Simulation?
Simulation steht für Nachahmung. In der Fabrikplanung heißt das Nachahmung der Fabrik - die Fabrik entsteht auf dem Computer und verhält sich genauso wie eine »echte« Fabrik. Auch wenn die Simulation - schon aus Gründen der Planungsökonomie - nicht alle Details abbilden wird, so doch genug, um alle wesentlichen Betriebsdaten erfassen zu können. So werden Aufträge, Produkte, Werkstückträger und Fahrzeuge auf ihrem Weg durch die Fabrik verfolgt. Die Belegung von Maschinen und Lagern wird beobachtet. Staus und Blockierungen entstehen, wenn Maschinen überbelegt sind, Material fehlt, Ressourcen knapp sind oder Personal nicht oder in falscher Qualifikation zur Verfügung steht. Die Betriebsdaten werden entweder in eine Animation am Bildschirm umgesetzt oder zu Tabellen und Graphiken mit statistischen Aussagen zusammengefaßt.
Im einfachsten Fall wird die Fabrik auf dem Bildschirm angezeigt. Dies kann als »virtual reality« geschehen: echtfarbig, mit der Möglichkeit, durch die Fabrik zu »gehen«, sich dort umzuschauen und Probleme zu beobachten - wie in der Realität. Aussagekräftiger sind oft schematische Darstellungen. So kann die aktuelle Belegung aller Maschinen in einer Übersicht zusammengefaßt werden. Farben können hier für Signale genutzt werden, zum Beispiel Rot als Hinweis auf eine Störung. Eine solche Anzeige entspricht Monitoren, wie man sie typischerweise auch in Leitständen findet. Verbreitet verwendete Simulations-Systeme sind Arena, MOSYS, Perfact!, Pro Model, Simple++, Simpro und Taylor. Die Kosten der Systeme liegen etwa zwischen 4.000 DM (Pro Modell) und 70.000 DM (Simpro). Simulationssysteme, die vorgefertigte Modellbausteine nutzen, sind in der Regel einfach anwendbar. In hinteren Teil dieses Beitrages wird beispielhaft das System MOSYS erläutert, das ein solches Bausteinkonzept nutzt.
Kenngrößen müssen meist Aussagen über längere Zeiträume geben, insbesondere, wenn Aussagen über Kosten gemacht werden sollen. Bei vielen Betrieben gibt es deutliche saisonale Schwankungen; die Produktion muß sich jedoch über das ganze Jahr rentieren. Daraus folgt unmittelbar, daß die Simulation die Fabrik oft über Wochen, Monate oder Jahre beobachten muß, um die erforderlichen Kostengrößen zu gewinnen. Das ist möglich, weil die Simulation schneller laufen kann als die Echtzeit. Eine Messung über Monate Fabrikbetrieb steht schon nach Minuten zur Verfügung. Mit den Ergebnissen kann die geplante Produktion auch längerfristig bewertet werden.

Bedarf und Nutzen der Simulation
Moderne Fabriken sind gekennzeichnet durch wachsende Variantenvielfalt, zunehmenden Automatisierungsgrad, fortschreitende Integration von Material- und Informationsfluß und immer stärkere Entkopplung von Arbeitszeit und Nutzungszeit der Betriebsmittel. Aus dieser Entwicklung ergeben sich die Anforderungen an die Planung von Produktionsanlagen. Bei der Lösungsfindung sind die Wechselwirkungen zwischen den Produkten und den Betriebsmitteln zu berücksichtigen. Weiterhin muß der Planer die Abhängigkeiten innerhalb der Betriebsmittel, zwischen Material- und Informationsfluß und zwischen Bearbeitung und Montage beherrschen und das dynamische Systemverhalten kennen. Bereits frühzeitig sollte die Bestimmung von Kostengrößen möglich sein. Dadurch kann die Detailplanung von Lösungsalternativen vermieden werden, die produktionstechnisch sinnvoll erscheinen, aus wirtschaftlichen Gründen aber frühzeitig ausgeschlossen werden können [4].
Am Planungsprozeß sind unterschiedliche Entwickler und Anwender mit ihren spezifischen Sichtweisen der Aufgabenstellung beteiligt. In der arbeitsteiligen Durchführung einer Fabrikplanung ergibt sich das Risiko von Mißverständnissen, mehrfacher Durchführung der gleichen Aufgaben sowie unzureichender Berücksichtigung und mangelhafter Abstimmung von Teilaufgaben. Gefordert ist deshalb ein Modellierungsverfahren, bei dem unterschiedliche Planungsaspekte integriert, die Denkgewohnheiten erfahrener Planer durchbrochen, ihre Erfahrungen und ihre Vorstellungskraft aber zugleich berücksichtigt werden, und bei dem durch eindeutige Beschreibung des Fabrikbetriebs die Kommunikation zwischen allen am Planungsprozeß Beteiligten unterstützt wird.
Da ein Szenario in kurzer Zeit analysiert und bewertet werden kann, ist mit etwas zusätzlichem Zeitaufwand die Analyse mehrerer unterschiedlicher Varianten möglich. Die Flexibilität kann durch Testen der virtuellen Fabrik mit unterschiedlichen denkbaren Produktionsprogrammen geprüft werden. Nur die optimale Variante wird realisiert. Dies bedeutet höchste Produktivität und Flexibilität bei den geringsten Kosten. Auch unkonventionelle und innovative Ideen können ausprobiert werden. Dadurch landen gute, aber nicht abgesicherte Ideen nicht mehr so leicht in der Schublade; zusätzliche Produktivitätspotentiale werden erschlossen.
Je nach Betrieb können verschiedene Zielgrößen an erster Stelle stehen: Produktivität, Flexibilität, absolute Termintreue, minimale Investition, maximale Qualität oder anderes. Es gilt jeweils, den Kompromiß zwischen den unterschiedlichen geforderten Zielen zu finden. Die Simulation liefert klare Aussagen zur Erreichung all dieser Ziele in den unterschiedlichen Varianten. Damit ist sichergestellt, daß die Verfolgung der Hauptziele nicht dazu führt, daß der Unternehmenserfolg durch Fehler in als weniger wichtig eingeschätzten Bereichen zunichte gemacht wird. Die Simulation liefert ein ganzheitliches Bild über den betrachteten Bereich.
Aus der Simulation werden alle wichtigen Kenngrößen gewonnen. Zu diesen Kenngrößen gehören: Durchsatz an Produkten, Durchlaufzeiten, Terminüberschreitungen, Stückkosten, Auftragskosten, Liegezeiten, Bestände, Auslastung der Maschinen und Lager, Rüstaufwände, Wartezeiten auf Störungsbehebung, Material, Betriebskosten, Warteschlangenlängen oder Personalnutzung für unterschiedliche Aufgaben [4].

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