Projektbeschreibung FlexPLN:
Erforschung von Modellierung und Softwaretechnologie für die flexible und integrierte Produktions- und Logistikplanung in dynamischen Netzwerken

Ausgangssituation:
In der modernen Produktion kommt einer zeitaktuellen Planung und fortlaufenden Abstimmung und Koordinierung der zugehörigen Einzelprozesse aufgrund zunehmender Dynamik der Produktions- und Logistiknetzwerke eine immer größere Bedeutung zu. Schon jetzt ist die Produktion intensiv von unterstützenden und steuernden Softwaresystemen durchdrungen (ERP, APS, MES, SCM etc.). Hinsichtlich der produktionsvorgelagerten Materialfluss- und Logistikplanung sind Werkzeuge nach Stand der Technik aber noch weitgehend statisch und wenig vernetzt: So werden z. B. Analysen zur Festlegung der Logistikplanung und Lagerhaltung oftmals über selbst erstellte Lösungen basierend auf MS Excel oder Access erarbeitet – mit allen damit verbundenen Risiken bzgl. Datenaktualität und Konsistenz. Belieferungsprozesse, Dimensionierung von Pufferkapazitäten und Sicherheits-/ Meldebeständen etc. werden dadurch nicht optimal festgelegt, mangelhaft zwischen den Prozessbeteiligten kommuniziert und nur unregelmäßig angepasst. Schon die für eine dynamisch-optimierte, übergreifende Planung erforderlichen Daten stehen i. d. R. nicht zentral zur Verfügung, sind schlecht strukturiert und können daher häufig nur von einzelnen Mitarbeitern erfahrungsbasiert gehandhabt werden.

Durch den geringen Integrationsgrad der Planungen von Produktion und Logistik bei in der Regel kaskadischen Planungsabläufen können die Restriktionen der einen Planung keine Berücksichtigung in der jeweils anderen finden. Ebenfalls können Änderungen oder Maßnahmen nicht bereichs- bzw. planungsübergreifend validiert werden. Dadurch sind Optimierungspotentiale und die technischen Möglichkeiten zur Minimierung von Umfang und Reichweite auftretender Störungen oder Abweichungen bisher nur begrenzt erschlossen. Dementsprechend können derzeitige Lösungen den Anforderungen einer zunehmend dynamischen und räumlich und organisatorisch verteilten Produktion und Logistik nicht mehr ausreichend gerecht werden. Eine kontinuierliche, wechselseitige Abstimmung von Produktion und Logistik unter Berücksichtigung aller Abhängigkeiten und multidimensionalen Auswirkungen wird immer dringlicher erforderlich – verbunden mit dafür geeigneter Softwaretechnik und angemessenen Lösungsverfahren zur Optimierung der komplexen Planungs- und Steuerungsaufgaben.

Zielsetzung:
Vor dem oben dargestellten Hintergrund zielt FlexPLN auf die Erforschung der softwaretechnischen und logisch-mathematischen Grundlagen für eine neue Software zur integrierten Datenhaltung und darauf basierenden Planung und Optimierung von Logistik und Produktion. Mit der angestrebten Lösung wird erstmals eine umfassende IT-Unterstützung für Konzeption und Auslegung einer optimierten Materialversorgung und Auftragseinplanung produzierender Unternehmen ermöglicht, sowie Methoden für eine fortlaufende Anpassung der Planung an den tatsächlichen IST-Zustand einschließlich Minimierung der Reichweite etwaiger auftretender Störungen geschaffen.

Vorgehensweise:
Zur Erreichung der Zielsetzung werden zunächst durch eine Untersuchung der relevanten Anwendungsprozesse die differenzierten Spezifikationen des Anforderungsprofils ausgearbeitet. Darauf aufbauend wird eine auf Anwendungsfälle adaptierbare, multivariante Zielfunktion abgeleitet, die alle relevanten Anwendungsgrößen einbezieht. Zeitgleich werden eine geeignete Datenstruktur und dynamische Verknüpfungen zur durchgängigen, softwaretechnisch effizienten Erfassung, Manipulation und konsistenten Aktualisierung der umfangreichen Daten entwickelt. Darauf aufbauend erfolgt die Integration der Echtzeitdaten. Im Hinblick auf die prädiktive Planung werden, ausgehend von der aufgestellten Zielfunktion sowie den damit verbundenen Restriktionen, Lösungs-/bzw. Optimierungsalgorithmen erforscht, die eine optimierte planerische Gesamtabstimmung von Produktion und Logistik ermöglichen. Für die Reaktion auf auftretende Störungen und für damit verbundenen Umplanungen wird außerdem ein Szenarienmanager entwickelt, mithilfe dessen Szenarien durchgespielt und bezüglich ihrer jeweiligen Implikationen analysiert und bewertet werden können. Die realisierten (Zwischen-)Ergebnisse werden fortlaufend in eine Testimplementierung integriert. So wird die zeitnahe Bewertung von Einzelfunktionen im Zusammenspiel mit den übrigen (Funktions-)Komponenten ermöglicht. Das Gesamtmodell wird abschließend in konkreten Anwendungsszenarien implementiert, validiert und hinsichtlich seiner Anwenderfreundlichkeit evaluiert.