Synchronisation in Produktionssystemen und der Effekt auf die Logistikleistung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Produktionslogistik spricht oft von Just-in-Time, die Physik von Gleichtakt: Beides sind Formen von Synchronisation. Wenig untersucht ist die Beziehung zwischen diesen beiden Konzepten. In dem vorliegenden Projekt wurde analysiert, wie Synchronisation aus der Logistik-Perspektive und der Physik- Perspektive zusammenwirken und welche Konsequenzen das für Effizienz und Störanfälligkeit von Fertigungsprozessen hat. In dem Projekt haben wir Computermodelle entwickelt, die Maschinenzyklen (Takt) und Materialfluss simultan abbilden. Anhand von zwei Parametern, der Rüstzeit p (Wie lange benötigt eine Maschine für den Wechsel zum nächsten Auftrag?) und dem Störrauschen f (Wie häufig treten spontane Unterbrechungen, zum Beispiel durch andere Aufträge, auf?), haben wir das Zusammenspiel von logistischer und physikalischer Synchronisation und die Auswirkungen auf Leistungskennzahlen des Prozesses untersucht. In einer Folgeuntersuchung haben wir die Modellvorhersagen anhand von Fertigungsplänen realer Produktionsprozesse und durch eine umfassende Literaturstudie überprüft. Im Parameterraum (p, f ) finden sich vier stabile Betriebsregime auf, die sich in ihren Synchronisationsmustern und in ihrer Robustheit unterscheiden. Zudem konnten wir in der Literatur eine Vielzahl von Hinweisen für den Zusammenhang von den beiden Typen von Synchronisation (logistisch, physikalisch) und Leistungsindikatoren ermitteln und mit diesen Vorhersagen vergleichen. Aus den Befunden konnten wir Hinweise zum Entwurf von Produktionssystemen ableiten. Unternehmen können damit quantitativ entscheiden, ob sie den Takt verschärfen oder bewusst auflockern sollten, um lieferfähig zu bleiben. Ein Beispiel hierzu ist der Befund, dass bei langen Rüstzeiten und wenigen Störungen sich die beiden Synchronisationsarten gegenseitig verdrängen, während sie bei kurzen Rüstzeiten oder vielen Störungen gemeinsam auftreten. Für Praktiker heißt das: Wer Setup-Zeiten verkürzt oder den Störgrad erhöht (z. B. durch Produktvielfalt), verändert nicht nur den Durchsatz, sondern auch das „Muster“ der Systemdynamik.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Opportunities for Synchronization in Manufacturing as Key Performance Indicator. Procedia CIRP, 107, 1467-1472.
Knapp, Florian; Antons, Oliver & Arlinghaus, Julia C.
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Just in time vs. all in sync: An analysis of two types of synchronization in a minimal model of machine activity in industrial production. PLOS Complex Systems, 2(2), e0000033.
Bose, Sanghita; Lesne, Annick; Arlinghaus, Julia & Hütt, Marc-Thorsten
