Digitale Transparenz

Schnittstelle zwischen Fertigung und Logistikplanung

1 Die Intralogistik als Erfolgsfaktor

Kurze Innovationszyklen, wachsende Variantenvielfalt und die Individualisierung von Pkw erhöhen die Komplexität in Produktion und Intralogistik der Automobilindustrie und ihrer Zulieferer. Zugleich verschärfen volatile Märkte und globaler Kostendruck die Anforderungen. Besonders betroffen ist die intralogistische Versorgung: Eine präzise, taktgerechte Materialbereitstellung ist Voraussetzung für eine störungsfreie Fertigung. Unzureichende Logistikplanung führt zu Verzögerungen, Lieferengpässen, Stillständen, höheren Kosten und sinkender Wettbewerbsfähigkeit. Entsprechend zentral ist eine belastbare Intralogistikplanung für effiziente Produktionssysteme. Deren Qualität leidet jedoch häufig unter einer unzureichenden Datenbasis für die Prozessauslegung. Gleichzeitig bieten Betriebsdaten die Chance, bereits in der Planung realitätsnahe Entscheidungen zu treffen und die Effizienz intralogistischer Prozesse nachhaltig zu steigern.

Um dieses Potenzial zu heben und die Planungsqualität in der Automobilindustrie zu erhöhen, wurde im Forschungsprojekt DiMoLo ein Konzept entwickelt, das die direkte Nutzung von Betriebsdaten in der Logistikplanung ermöglicht.

2 Implementierung einer direkten Verbindung zwischen Shopfloor und Logistikplanung

Die Materialflussplanung kombiniert effiziente Prozesse mit optimal geeigneten Fördermitteln und bestimmt über Entscheidungen zu Layout, Transportwegen und Gerätebeschaffung maßgeblich die Qualität des Produktionssystems. Materialflusssimulationen sind dabei ein zentrales Werkzeug: Sie sichern die erforderliche Leistungsfähigkeit, ermöglichen durch statistisch ausgewertete Simulationsversuche den systematischen Szenarienvergleich und unterstützen die Auswahl der besten Variante. Die Aussagekraft der Ergebnisse hängt jedoch von der Datenqualität ab. Werden die Modellparameter direkt aus Betriebsdaten bestehender Logistikressourcen abgeleitet, steigt die Präzision deutlich. Hier setzt das im Forschungsprojekt DiMoLo entwickelte Konzept an. Ein digitaler Ressourcenzwilling fungiert dabei als Schnittstelle zwischen Shopfloor und Intralogistikplanung, parametrisiert Simulationsmodelle automatisiert mit Echt- und Erfahrungsdaten und ermöglicht so realitätsnahe, schnellere und kontinuierlich verbesserte Planungsentscheidungen.

Sensordaten des Transportmittels werden erfasst und über einen OPC UA-Server in einem digitalen Ressourcenzwilling bereitgestellt. Dieser berechnet aus den Messwerten zuvor definierte Parameter für ein Simulationsmodell und speichert diese in einer Verwaltungsschale. Eine Methode innerhalb des Simulationsmodells nutzt dynamisch ausgelöste HTTP-Anfragen, die sich nach dem Betriebszustand der Ressource richten. Für jeden erfassten Zustand wird eine POST-Anfrage mit den entsprechenden Parametern im JSON-Format an einen vorgegebenen Endpunkt der Verwaltungsschale gesendet. Diese gibt daraufhin zustandsspezifische Kennwerte zurück, die anschließend im Simulationsmodell verarbeitet werden. Dieser zustandsabhängige, HTTP-basierte Datenaustausch ermöglicht es der Simulation, kontinuierlich mit genauen, aktuellen Werten zu arbeiten. Somit entsprechen die Parameter des Transportmittels exakt dem Verhalten des Transportmittels im realen Betrieb. Die Daten unterstützen sowohl die Optimierung bestehender Logistikprozesse als auch Neuplanungen mit demselben Transportmittel, etwa zur Auswahl der energieeffizientesten Route oder der Flottengröße mit optimaler Auslastung.

3 Mehrwert digitaler Transparenz für die Automobilindustrie

In mehreren Laborversuchen wurde gezeigt, dass das entwickelte Konzept sowohl bestehende Intralogistikprozesse verbessert als auch die Auslegung neuer Transportsysteme präziser macht. Untersucht wurde unter anderem, wie stark der simulierte Energieverbrauch abweicht, wenn Messwerte statt Herstellerangaben genutzt werden. Ebenso zeigte sich, dass die modellierte Durchlaufzeit bei Verwendung der gemessenen Fahrgeschwindigkeit deutlich von Simulationen mit Herstellergeschwindigkeiten differiert. Die direkte Nutzung von Betriebsdaten erhöht damit die Prognosegüte, vermeidet Sicherheitsaufschläge und Überdimensionierungen (z. B. bei Flottengrößen) und trägt gleichzeitig zur Sicherung der Linienversorgung bei.

4 Fazit

Die Intralogistik ist ein zentrales Stellglied für die Leistungsfähigkeit von Produktionssystemen. Gleichzeitig erschweren komplexe Rahmenbedingungen und eine oft unzureichende Datenbasis eine optimale Prozessplanung. Digitale Planungsinstrumente und eine konsequente Nutzung von Betriebsdaten können diese Lücke schließen. Im Forschungsprojekt DiMoLo wurde hierfür ein Konzept entwickelt, das mittels digitalem Ressourcenzwilling Logistikdaten automatisiert in die Materialflusssimulation und damit in die Planung überführt. So entsteht eine durchgängige digitale Infrastruktur, die Transparenz zwischen Shopfloor und Planung erhöht, Entscheidungen beschleunigt und die Robustheit der Produktionsversorgung stärkt.

Weitere Informationen zum Forschungsprojekt DiMoLo finden Sie auf dessen Website: DiMoLo | Forschungsprojekt Montage- und Logistiksystemen der Zukunft