Modellgestützte Fabrikplanung

Maschinenbau, Master (PO-2023)

Modulnummer / Modulcode WP-MoFa
Modulname Modellgestützte Fabrikplanung
Art des Moduls Wahlpflicht
Lernergebnisse, Kompetenzen, Qualifikationsziele

Durch das vermittelte Methodenwissen sind die Studierenden in der Lage, die Komplexität der ereignisdiskreten Simulation (Discrete Event Simulation, DES) als modell­gestützte Analysemethode zu verstehen, ihre Anwendbarkeit für eine konkrete Aufgabenstellung zu bewerten und sie in konkreten Fallbeispielen in der Fabrikplanung einzusetzen. Die Veranstaltung geht exemplarisch auch auf industrielle Anwendungen und aktuelle Forschungsthemen wie beispielsweise den Einsatz der Simulation im Kontext von Industrie 4.0 ein. Die Studierenden lernen die Erkenntnisse eigenständig auf ähnlich gelagerte Aufgabenfelder der Fabrikplanung zu übertragen.
Lehrveranstaltungsarten VLmP 2 SWS, HÜ 2 SWS
Lehrinhalte

Die Veranstaltung umfasst den Einsatz der ereignisdiskreten Simulation bei der Planung von Produktions- und Logistikanlagen sowie die konkrete Anwendung eines am Markt eingesetzten Simulationswerkzeuges zur Durchführung kleiner Simulationsstudien. Folgende Themen werden im Einzelnen behandelt:

  • System- und modelltheoretische Grundlagen
  • Bediensysteme
  • analytische Berechnungsverfahren für ausgewählte Frage­stellungen in der Fabrikplanung; Abgrenzung zu simulations­gestützten Verfahren
  • Stochastik: Wahrscheinlichkeitsbegriff, Zufallszahlen, diskrete und stetige Zufallsgrößen, Wahrscheinlichkeitsverteilungen, Schätz- und Testverfahren, Fragen der Anwendung
  • Simulationsmethoden/Schedulingstrategien und Modellierungskonzepte
  • Vorgehensmodelle der Simulation: Konzeptuelles und formales Modell, Datenmanagement, Validierung und Verifikation, Experimentplanung, Ergebnisaufbereitung/-interpretation
  • Überblick über Simulationswerkzeuge in Produktion und Logistik
  • Beispiele für Industrieanwendungen, Grundregeln und Checklisten

Die begleitenden Übungen dienen der praktischen Anwendung eines Simulationswerkzeugs. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Modellerstellung, der Experimentdurchführung und der Analyse der Ergebnisse im Hinblick auf ein vorgegebenes Untersuchungsziel.
Titel der Lehrveranstaltungen Modellierung und Simulation – Modellgestützte Fabrikplanung
Lehr- und Lernmethoden (Lehr- und Lernformen) Vorlesung, Übungen, Gruppenarbeit, Simulationsübungen am Rechner, Präsentationen, Gruppendiskussionen
Verwendbarkeit des Moduls M.Sc. Maschinenbau
M.Sc. Mechatronik
Dauer des Moduls Ein Semester
Häufigkeit des Angebotes jährlich im Wintersemester
Sprache deutsch
Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul Höhere Mathematik 4 – Stochastik für Ingenieure
Materialflusssysteme
Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul Empfohlen: Höhere Mathematik 4 – Stochastik für Ingenieure
Studentischer Arbeitsaufwand 2 SWS VL (30 Std.), 2 SWS HÜ (30 Std.), Selbststudium (120 Std.)
Studienleistungen
Voraussetzung für Zulassung zur Prüfungsleistung
Prüfungsleistungen Klausur 90 Min.
Anzahl Credits (ECTS) 6 cp
Lehreinheit Maschinenbau
Modulverantwortliche/r Prof. Dr.-Ing. S. Wenzel
Lehrende Prof. Dr.-Ing. S. Wenzel
Medienformen • Tafel • Rechner und Beamer • vorlesungsbegleitende Unterlagen
Literatur

Die folgende Literaturliste stellt einen Auszug dar; sie wird jeweils zu Beginn der Veranstaltung aktualisiert und ergänzt:

  • Arnold, D.; Furmans, K.: Materialfluss in Logistiksystemen. Berlin: Springer, jeweils zitierte Auflage.
  • Bracht, U.; Geckler, D.; Wenzel, S.: Digitale Fabrik – Methoden und Praxisbeispiele. Berlin: Springer 2018.
  • Fahrmeir, et al: Statistik. Berlin: Springer 2016.
  • Gutenschwager, K.; Spieckermann, S.; Rabe, M.; Wenzel, S.: Simulation in Produktion und Logistik: Grundlagen und Anwendungen. Berlin: Springer 2017 (als vorlesungsbegleitendes Lehrbuch).
  • Henze, N.: Stochastik für Einsteiger. Eine Einführung in die faszinierende Welt des Zufalls. Wiesbaden: Springer 2018.
  • Law, A.M.: Simulation Modeling and Analysis. Aktuelle Auflage.
  • Rabe, M.; Spieckermann, S., Wenzel, S.: Verifikation und Validierung für die Simulation in Produktion und Logistik – Vorgehensmodelle und Techniken. Berlin: Springer 2008.
  • VDI 3633, Simulation von Logistik-, Materialfluss- und Produktionssystemen, Düsseldorf: Beuth, Blatt 1 ff.
  • Wenzel, S.; Weiß, M.; Collisi-Böhmer, S.; Pitsch, H.; Rose, O.: Qualitätskriterien für die Simulation in Produktion und Logistik – Planung und Durchführung von Simulationsstudien. Berlin: Springer 2008.
  • Wenzel, S.: Simulation logistischer Systeme. In: Tempelmeier, H. (Hrsg.): Modellierung logistischer Systeme. Fachwissen Logistik. Berlin: Springer-Vieweg 2018, S. 1-34.