Simulation, digitale Zwillinge und Metaverse der Fabrik

Zusammenfassung Es ist bereits mehrfach auf die zentrale Bedeutung von Simulationsstudien bei Entscheidungsproblemen im Industriebetrieb hingewiesen worden. Deshalb sind die folgenden Ausführungen zur Simulation bei der Fabrikplanung von genereller Bedeutung, insbesondere bei digitalen Zwillingen und im Metaverse. Nach VDI 3633 ist „Simulation die Nachbildung eines Systems mit seinen dynamischen Prozessen in einem experimentierfähigen Modell, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit übertragbar sind“. Abb. 24.1 zeigt das Datenmodell der Simulation. In einem Simulationsmodell wird der für eine Problemstellung relevante Ausschnitt des generellen Fabrikmodells durch grafische Elemente abgebildet. Viele der zu untersuchenden Probleme führen zu Strukturen von Warteschlangensystemen, die aus Bearbeitungsstationen, Ankunftsstrom der zu bearbeitenden Objekte, Bearbeitungszeiten, Bearbeitungsdisziplin (Prioritätsregeln) und Bearbeitungsfluss beschrieben werden. Für die zu untersuchenden Probleme werden durch Parameter Struktur- und Verhaltensvarianten des Modells definiert, die dann durch Simulationsläufe für ein vorgegebenes Fertigungsprogramm von der Simulations‐Engine bewertet werden. Bei Zuordnungsproblemen der Funktionsbereiche zu einem Gebäude sind Simulationsvarianten die Layoutalternativen und bei der Gestaltung von Arbeitsplätzen sind es Alternativen von Zusammenarbeitsformen von Robotern und Menschen. Bei der Untersuchung von Fertigungsstrategien sind es alternative Algorithmen der Fertigungssteuerung.