Digitale Produktionsprozessplanung svariantenreicher [variantenreicher] Produkte unter Berücksichtigung von intervallbasierten Eingangsdaten

Eine der wichtigsten Planungsprämissen der Fabrikplanung ist das Produktionsprogramm mit den Vorgaben für Art und Menge der herzustellenden Produkte. Aufbauend darauf erfolgen unter anderem die Ausrichtung der Fertigungstechnologien, die Festlegung von Taktzeiten und die Ermittlung von Pufferkapazitäten sowie der benötigten Ressourcen. Am Beispiel der Automobilindustrie kann exemplarisch gezeigt werden, dass eine frühzeitige, exakte und belastbare Festlegung der Anzahl zu fertigender Fahrzeuge und ihrer Varianten immer schwerer beziehungsweise nicht mehr möglich ist. Ein wichtiger Grund, vor allem im europäischen Raum, ist die starke Ausrichtung an den Kundenwünschen. Durch die Möglichkeit das Endprodukt durch Kombination einer Vielzahl kundenwählbarer Ausstattungsmerkmale zu definieren, gilt es im Rahmen einer Neuplanung, selbst bei Fahrzeugen der Mittelklasse, unter Umständen mehrere Milliarden Varianten zu berücksichtigen. Diese Vielfalt bedingt, dass selbst bei sehr genauen Primärbedarfsprognosen Sekundärbedarfe nur unscharf aufgelöst werden können. Um diesen Umstand zu berücksichtigen, wurden in der vorliegenden Arbeit im Rahmen der Produktionsprozessplanung die Ergebnisse eines neuartigen Ansatzes zur intervallbasierten Primär- und Sekundärbedarfsprognose integriert. Dieser erzielt robuste Eingangsdaten bis auf Teileebene, allerdings auf Kosten der Exaktheit, was durch Intervalle zum Ausdruck kommt. Da bisherige Planungsmethoden auf punktexakte Daten ausgerichtet sind und mit unscharfe Eingangsdaten nicht verarbeiten können, ist in dieser Arbeit ein neues Konzept zur Berücksichtigung von Intervallen entwickelt und im Rahmen von Methoden und Werkzeugen der Digitalen Fabrik umgesetzt worden. Durch die Entwicklung eines entsprechenden Datenmodells und notwendiger Modellierungsrichtlinien für die statische Prozessplanung kann ein Produkt-Prozess-Ressource-Modell geplant werden, dass die Varianten und die zugehörigen Intervalle in einer Komplexstückliste berücksichtigt. Durch Anpassung eines Modellgenerators wird es ermöglicht teilautomatisch ein Modell für die ereignisdiskrete Ablaufsimulation zu erstellen, um dort die Auswirkungen der intervallbasierten Verbauraten auf Taktzeiten, Flächen und Auslastung zu untersuchen. Um den Anforderungen der unscharfen Eingangsdaten gerecht zu werden, mussten hierzu zwei neue Steuerungsprinzipien entwickelt werden. Damit wird in dieser Arbeit erstmals ein Weg gezeigt, wie in der Produktionsprozessplanung durchgängig komplexe und unscharfe Eingangsdaten verwendet werden können. Dies führt zu unscharfen aber robusten Ergebnissen, die die Scheingenauigkeit punktexakter Ergebnisse vermeiden.