Parallele und verteilte Simulation bei der Steuerung komplexer Produktionssysteme

Abstract

Simulationsbasierte Fertigungssteuerung wird in der Praxis eingesetzt, um anhand des Simulationsmodells als Ersatzsystem den zukünftigen Zustand des betrachteten Produktionssystems zu prognostizieren und um im Voraus Maßnahmen zur Behebung zukünftiger Mißstände zu testen. Mit dem in der Arbeit beschriebenen Framework zur simulationsbasierten Fertigungssteuerung steht dem Anwender jetzt ein Unterstützungssystem zur Verfügung, mit dem man ohne Mitwirkung eines Simulationsexperten automatisch ein Simulationsmodell eines komplexen Produktionssystems erstellen und abarbeiten kann. Dadurch gestaltet sich eine Simulationsstudie weniger aufwendig und ist schneller durchführbar. Als Problem verbleibt jedoch, daß mit einer Vielzahl von Parametereinstellungen des Simulationsmodells zu experimentieren ist. Die Laufzeit für die Modellabarbeitung eines Experimentes ist aber z.T. beträchtlich. Primär ergibt sich daher für den Einsatz der simulationsbasierten Fertigungssteuerung ein Zeitproblem. Ein Lösungsansatz dafür ist die Parallele und Verteilte Simulation, welche bereits erfolgreich auf anderen Gebieten eingesetzt wird. Deshalb wurde mit ParSimONY-ProdSys ein Tool zur Parallelen Simulation komplexer Produktionssysteme entwickelt und anschließend in das Unterstützungssystem des Frameworks integriert. Somit ist es erstmals möglich, eine Parallele Simulation von Produktionssystemen durchzuführen. Dabei können die speziellen Prozeßbedingungen realer Produktionssysteme beachtet und komplexe Reihenfolgeplanungsansätze verwendet werden. Für den Einsatz der Parallelen und Verteilten Simulation waren dabei eine Reihe von Problemen zu lösen. U.a. galt es wegen der hohen Unsicherheit über einzusetzende Verfahren und deren Parametrisierung eine Auswahl von Verfahren und Parametern für den Anwendungskontext der simulationsbasierten Fertigungssteuerung von komplexen Produktionssystemen zu treffen. Diese Auswahl wurde durch Untersuchungen an verschiedenen Modellklassen von Produktionssystemen simulativ belegt. Weiterhin wurde auf Basis des Wissens über Modelle von komplexen Produktionssystemen eine Heuristik für die lösungsdefekte Partitionierungsaufgabe konzipiert und in das Framework zur simulationsbasierten Fertigungssteuerung integriert, um den Anwender von dieser bisher manuell im trial-and-error-Verfahren durchgeführten Aufgabe zu entlasten.