Simulationsbasierte Überprüfung der Machbarkeit von JIT Anlieferungen in der Automobilproduktion

Abstract

Cost-cutting, flexible production structures and advancing digitalisation represent the current image of production companies. In order to meet these requirements, the use of precise tools is required. Companies are increasingly using simulations for this purpose. Using simulations, both internal production and logistics structures as well as location networks can be represented. This makes it possible to virtually simulate or optimize various scenarios without interfering with real processes. SEAT S.A. is currently developing its own brick library named LEGO with which it should be possible to create a factory’s “Digital Shadow”. The aim of this master’s thesis is to check whether the correct representation of inhouse JIT supplies is possible with the simulation program. After obtaining theoretical information, the V&V procedure model is chosen as the basis for the implementation of the project. For this purpose, the process of the existing inhouse supplies on a shop floor are analysed and its data is recorded in parallel. Although the given deliveries are currently executed with route trains, the possibility of replacing them with AGV should be given. Based on the V&V procedure model, the project phases “Target Description, “System Analysis”, “Formalisation”, “Implementation” and “Simulation” are performed. Three different models are built. The first two contain tugger trains systems and differ in terms of their delivery concepts. Following their results are displayed. In the third model each JIT transport is carried out with AGV’s. For this purpose, an approach is created in order to make it possible to deduce an optimum number of vehicles used. As there are no proven hands on experience in using the program, tools are not only selected, but also tested for functionality and correctness using test examples. When comparing given KPI’s for its completeness, the capacity utilization is added. Lately, the obtained results are evaluated and suggestions for improvement are made. This master’s thesis proves that under consideration of restrictions, JIT supplies can be simulated by using the given brick library.

Kostenreduzierungen, Flexibilisierungen von Fertigungsstrukturen und die voranschreitende Digitalisierung kennzeichnen das Bild aktueller Produktionsunternehmen. Um sich diesen Forderungen anzupassen, bedarf es dem Einsatz präziser Hilfsmittel. Unternehmen greifen dazu immer öfter auf Simulationen zurück. Unter deren Anwendung können sowohl werksinterne Produktions- und Logistikstrukturen, als auch standortübergreifende Netzwerke dargestellt werden. Damit ist es möglich, verschiedene Szenarien virtuell durchzuspielen oder zu optimieren, ohne dabei in reale Abläufe einzugreifen. Zu diesem Zweck wird bei der Firma SEAT S.A. das Simulationsprogramm Plant Simulation verwendet. Da die Möglichkeit der Darstellung aller firmenspezifischen Abläufe beschränkt ist, ist diesbezüglich eine hausinterne Bausteinbibliothek namens LEGO (=Librerías Estándar de Gestión de Operaciones) in Entwicklung. Langfristig soll es möglich sein, einen „Digitalen Schatten“ der Fabrik zu erzeugen. Diese wird ständig an firmenspezifische Gegebenheiten angepasst und optimiert. Ziel dieser Arbeit ist es, zu überprüfen, ob die korrekte Darstellung von Inhouse JIT (=Just in Time) Anlieferungen mit dem Simulationsprogramm möglich ist. Nach der Aufbereitung theoretischer Hintergründe wird das V&V (=Verifikation und Validierung) Vorgehensmodell als Grundlage zur Durchführung des Projekts gewählt. Zu diesem Zweck wird der Ablauf vorliegender Bereitstellungen einer Fabrikshalle untersucht und deren Daten parallel dazu aufgenommen. Obwohl die gegebenen Anlieferungen aktuell mit Routenzügen erfolgen, sollen diese zukünftig auch mit FTF (=Fahrerloses Transportfahrzeug) möglich sein. Angelehnt an das V&V Vorgehensmodell werden die Projektphasen Zielbeschreibung, Systemanalyse, Formalisierung, Implementierung und Simulation nacheinander abgearbeitet. Im Zuge dessen werden drei Modelle ausgeführt. Die ersten beiden erfolgen mit Routenzugbelieferungen und unterscheiden sich untereinander hinsichtlich der Anlieferungsart. Anschließend werden deren Ergebnisse ausgegeben. Beim dritten Modell erfolgt jeder JIT Transport mit FTF. Dabei wird eine Vorgehensweise ausgearbeitet, die es erlaubt, auf eine optimale Anzahl der eingesetzten Fahrzeuge schließen zu können. Da noch keine praxiserprobten Erfahrungen im Umgang mit dem Programm vorhanden sind, werden Werkzeuge nicht nur ausgewählt, sondern auch mit Testbeispielen auf deren Funktionalität und Korrektheit überprüft. Beim Abgleich gegebener KPI’s (=Key Performance Indicators) auf Vollständigkeit werden diese mit der Größe der Auslastung erweitert. Am Ende werden die gewonnenen Resultate ausgewertet, Kenntnisse daraus gezogen und Verbesserungsvorschläge angegeben. Die Arbeit beweist, dass eine Simulation von JIT Anlieferungen, unter der Einhaltung von Restriktionen mit dem gegebenen Werkzeug, möglich ist.