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Qualitätskriterien für die Simulation in Produktion und Logistik

1. Abb 17 Punktvergabe am Beispiel des qualitativ formulierten Bewertungskriteri ums Preisgestaltung 102 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase Die jeweils vorgenommene Punktvergabe f r die weiteren verbliebenen Kriterien insbesondere f r die quantitativ formulierten Kriterien ist im Formular zur Punktbewertung der vorliegenden Angebote dargestellt bzw aus diesem zu entnehmen Abb 18 Vorstellung der Angebote Die Muster AG hat Kontakt zu insgesamt 8 Unternehmen aufgenommen und diese jeweils zu einem ersten Gespr ch eingeladen Die im Rahmen dieser Gespr che gewonnenen Erkenntnisse konnte die Muster AG in die Anpassung der Aufgabenstellung sowie in die Formulierung der Bewer tungskriterien und der jeweiligen Erf llungsgrade einflie en lassen Nach Abschluss der Gespr che wurden im Juli des Jahres 6 der 8 eingeladenen Simulationsdienstleister zur Angebotsabgabe aufgefordert Die brigen zwei Dienstleister konnten beim ersten Gespr ch ihre Kompetenz nicht ausreichend glaubw rdig darstellen Bis zum Ende der Abgabefrist von ca zwei Wochen reichten f nf der aufgeforderten Unternehmen ein Angebot ein ein Dienstleister gab kein Angebot ab und begr ndete dies mit dem seiner Ansicht nach viel zu engen Zeitrahmen Die von der Muster AG zu bewertenden f nf Angebote werden nachfol gend in Tabelle 3 hinsichtlich jeweils spezifischer Merkmale bzw charak teristischer Eigenschaften der Dienstleister kurz ski
2. Sigrid Wenzel Matthias Wei Simone Collisi Bohmer Holger Pitsch Oliver Rose Qualitatskriterien fur die Simulation in Produktion und Logistik Planung und Durchf hrung von Simulationsstudien VDE Z Springer Sigrid Wenzel Matthias Wei Simone Collisi B hmer Holger Pitsch Oliver Rose Qualit tskriterien f r die Simulation in Produktion und Logistik Sigrid Wenzel Matthias Wei Simone Collisi B hmer Holger Pitsch Oliver Rose Qualit tskriterien f r die Simulation in Produktion und Logistik Planung und Durchf hrung von Simulationsstudien a Springer Prof Dr Ing Sigrid Wenzel FB 15 Maschinenbau Universit t Kassel Kurt Wolters Str 3 34125 Kassel Dr Ing Holger Pitsch Incontrol Enterprise Dynamics GmbH Gustav Stresemann Ring 1 65189 Wiesbaden holger pitsch enterprisedynamics com s wenzel uni kassel de Prof Dr Oliver Rose Fak Informatik Inst f r Angewandte Informatik Technische Universit t Dresden 01062 Dresden oliver rose tu dresden de Dr Ing Matthias Wei IKA Inst f r Konstruktionstechnik und Anlagengestaltung Dresden Gostritzer Strasse 61 63 01217 Dresden weiss ika dresden de Simone Collisi B hmer Siemens AG Industrial Solutions and Services Infrastructure Logistics Colmberger Strasse 2 90451 N rnberg simone collisi siemens com ISBN 978 3 540 35272 3 e ISBN 978 3 540 35276 1 DOI 10 1007 978 3 540 35276 1 Bibliografische Informatio
3. eseenenenene 146 4 5 7 Ergebnisauswertung darstellung und interpretation 147 4 6 Abschlusspr sentation eeseseesssesssesneesnseensennneennennnnnnenanenn 149 4 7 Projektabnahme un uuenisileeselteileieshesignsn 150 5 Nachnutzung von Simulationsmodellen sssscsoossssossesnnssnonunnne 153 3 1 Definitionens 5 een enant ang ash nik 154 5 2 Machbarkeit und Zweckmafigkeit der Nachnutzung 155 5 3 Pr fung von Machbarkeit und Zweckm igkeit 156 5 4 Weitere Voraussetzungen f r die Nachnutzung 158 Inhaltsverzeichnis XI 5 5 Unterst tzende Modelleigenschaften eeneeeen 160 5 6 Geplante Nachnutzung uuesennsennsennsenneenneennnennennn nenn 162 5 7 Entscheidungshilfen bei ungeplanter Nachnutzung 163 6 Zusammenfassung ursssssssssssssossesnsnsssonsesnnssssnnnsnsnnssnnnsssnnnsssnnnsnnnnene 169 Literat r cssc esscsonesnnnss nsnnessorsnonsensennstennnsnnninenennstenenesssnsnsentenerneertee 171 Anhang Al Dokumentstrukturen ssesssossssossssnnssssnussnonsssnnnsssnnnenennne 177 Anhang A2 Checklisten s0sussoossesonssnonussnnsssnnssnsnnnsnnnnesnnssusnnnsnannne 187 Anhang A3 Die Autoren dieses Buches corssonsssussonssonssnnnsnnnsnnnsnunnne 215 1 Einf hrung Simulation ist eine effiziente und effektive Probleml sungsmethode die die Nachbildung eines realen oder geplanten Sy
4. 4 7 7 7 Idealerf llung p 47 PARETE EE E E I 1 i 1 1 1 0 1 2 3 4 Punktzahl Abb 12 Beispiel einer Einteilung der Punkteskala f r quantitativ formulierte Kri terien nach Gerhard 1998 mo D D 2 E W Mindesterf llung praktisch nicht ber Mindest erf llung hinausgehend Mindesterf llung deutlich berschritten Aussage zwischen Mindest und Soll Erf llung Sollwert fast erreicht Soll Wert Sollwert sicher erreicht Idealerf llung praktisch ideal Punktzahl Abb 13 Beispiel einer Einteilung der Punkteskala f r qualitativ formulierte Kri terien nach Gerhard 1998 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 63 In Abb 13 wird eine Einteilung der Punkteskala f r qualitativ formu lierte Kriterien vorgeschlagen Der Soll Erf llung wird auch hier eine Punktzahl zugeordnet die ca 80 der maximalen Punktzahl die dem I dealwert zugeordnet wird entspricht Inwieweit eine Unterteilung zwi schen der Mindest und der Sollerf llung bei qualitativ formulierten Krite rien sinnvoll ist muss jedoch fallweise entschieden werden Da zur Vereinfachung der Verfahrensanwendung nur ganzzahlige Punk te vergeben werden ist f r jede Punktzahl ein G ltigkeitsbereich definiert Diese Bereiche sind in den Abb 12 und 13 jeweils durch unterbrochene Linien angezeigt Neben dem in diesem Buch exemplarisch vorgestellten Pun
5. Systematische Zusammenstellung der erforderlichen Modelldaten bernahme und Erg nzung der Inhalte aus dem Konzeptmodell Kapitel 4 Festlegung von Datenstrukturen und Datentypen Wiederverwendbare Komponenten bernahme und Erg nzung der Inhalte aus dem Konzeptmodell Kapitel 5 Festlegung und Spezifikation der zu verwendenden existierenden Teil Modelle 182 Anhang Al Dokumentstrukturen Dokument Ausf hrbares Modell Aufgabenspezifikation und Systembeschreibung bernahme und Erg nzung der Inhalte aus dem formalen Modell Kapitel 1 Modellierungs und Implementierungsvorgaben Verwendete Hard und Software Modellierung der Systemstruktur bernahme und Erg nzung der Inhalte aus dem formalen Modell Kapitel 2 Beschreibung der Implementierung der Modellstruktur mit dem ausgew hlten Simulationswerkzeug Beschreibung der Umsetzung der Schnittstellen mit dem ausgew hlten Simulationswerkzeug Modellierung der Teilsysteme bernahme und Erg nzung der Inhalte aus dem formalen Modell Kapitel 3 Beschreibung der Implementierung der Teilmodelle mit dem ausgew hlten Simulationswerkzeug Beschreibung der Umsetzung der Schnittstellen mit dem ausgew hlten Simulationswerkzeug Beschreibung der Umsetzung der Visualisierung Bei der Umsetzung in das Simulationswerkzeug getroffene zus tzliche Annahmen Systematische Zusammenstellung der erforderlichen Modelldaten bernahme und Erg nzung der Inha
6. Sonderforschungsbereich 559 Modellierung gro er Netze in der Logistik 05004 Kleinrock L 1975 Queueing Systems Volume 1 Theory John Wiley amp Sons New York Kromrey H 2006 Empirische Sozialforschung Modelle und Methoden der standardisierten Datenerhebung und Datenauswertung Bd 1040 UTB f r Wissenschaft Uni Taschenb cher 11 Aufl Lucius amp Lucius Verlagsgesell schaft Stuttgart Literatur 173 Law A Kelton D 2000 Simulation Modeling amp Analysis 3 Aufl McGraw Hill New York Lehmann A Hofmann M Krieger T Brade D 2000 Wiederverwendung von Modulen in Simulationssystemen Studienkennziffer 12 990 Z 039 X Ab schlussbericht ITIS e V Liebl F 1995 Simulation Problemorientierte Einf hrung 2 Aufl Oldenbourg M nchen Montgomery DC 2004 Design and Analysis of Experiments 6 Aufl John Wiley amp Sons New York Mertins K Rabe M Rieger P 1998 Taking Advantage of Process Oriented Ref erence Models for Setting up Federations for Distributed Simulation in HLA Environments Proceedings of the 12th European Simulation Multiconference ESM 98 Manchester S 259 263 Noche B Wenzel S 1991 Marktspiegel Simulationstechnik in Produktion und Logistik T V Rheinland K ln Nyhuis P Wiendahl HP 2002 Logistische Kennlinien Grundlagen Werkzeuge und Anwendungen 2 Aufl Springer Berlin Oestereich B 2006 Analyse und Design mit UML 2 1 8 Aufl Oldenbourg M nchen Pidd M 2002 Simulati
7. Unterschrift Abb 4 Checklistenformular Gesamtansicht 44 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte Die einzelnen Bereiche des Checklistenformulars werden nachfolgend n her erl utert Jeder Bereich besteht aus mehreren Feldern die neben dem Namen entweder vorgegebene Eintr ge z B die Bezeichnung einer Checkliste enthalten oder w hrend eines Simulationsprojektes zu Doku mentationszwecken auszuf llen sind Kopfbereich Der Kopfbereich des Formulars enth lt neben der Bezeichnung der jewei ligen Checkliste die bergeordneten Informationen zum Simulationspro jekt Abb 5 Projektpartner Checkliste Phase Projekt Auftrag Studie Musterwerk C1 Projektvorbereitung auf ZZ Muster GmbH amp Co Verantwortung Tank Auftraggeberseite Mex Mustermann Abt XY 123 Abb 5 Kopfbereich des Checklistenformulars e Das Feld Projektpartner im Kopfbereich des Formulars bietet die M g lichkeit die Namen des Auftraggebers und evtl des Auftragnehmers falls gewtinscht auch je ein Firmenlogo einzutragen Dies dient ledig lich der Ubersicht und evtl der schnellen Zuordnung einer Checkliste e Das Feld Checkliste Phase enth lt die Bezeichnung der Checkliste e In das Eingabefeld Projekt Auftrag ist eine genaue Bezeichnung des Simulationsprojektes einzuf gen um eine eindeutige Zuordnung der Checkliste zu gew hrleisten Die Eintragung ist in allen einem Projekt zuzuordnenden Formul
8. Zeichen Version A B Zeichen 212 Anhang A2 Checklisten Projektpartner Checkliste Phase C12 Abschlusspr sentation erg nzende Deadline Aktivit t Unterlagen Anmerkungen Relevanz Dokument Bearbeiter Organisatorisches Besprechungsort Zeitpunkt und Dauer festlegen Teilnehmerkreis ausw hlen und einladen Besprechungsraum reservieren und technische Ausstattung absichern Protokollanten bestimmen Gespr chsprotokoll zeitnah erstellen Tischvorlagen erstellen Ergebnisbericht rechtzeitig vorab an den Auftraggeber senden Protokoll abstimmen Verteiler festlegen und verteilen gemeinsame Beschlussfassung ber die Zielerreichung treffen weitere Ma nahmen festlegen und weiteres Vorgehen vereinbaren Fachinhaltliches Pr sentationsinhalte abstimmen Eingabeda ten Annahmen Modell Ergebnisse Abschlusspr sentation erstellen und nochmals abstimmen Abschlusspr sentation durchf hren Ergebnisse und Dokumentation diskutieren Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version is 5 M Zeichen Anhang A2 Checklisten 213 Projektpartner Checkliste Phase m erg nzende Unterlagen Deadline Aktivit t Anmerkungen Relevanz Dokument Bearbeiter Priorit t Organisatorisches bisherige und neue Aufgabenspezifikation als Entscheidungsgrundlage bereitstellen Verf gbarkeit der Dokumentation pr fen Verf gbarkeit des Werkzeuges pr fen geeigneten Bearbeite
9. e Im Rahmen eines Angebotsvergleichs der Anlagenlieferanten liegt ein weiteres vorab nicht eingeplantes Angebot f r die Produktionsanla ge vor Die dort vorgeschlagene Realisierung soll analog zu den bisher vorhandenen L sungen mittels Simulation bewertet werden e Eine bisher nicht ber cksichtigte L sungsvariante ist dem Vergleich hinzuzuf gen e Neue Prognosen durch Marketing oder Planer geben ver nderte Werte f r die notwendige Produktionsleistung vor e Ver nderte Produktparameter z B nderung des Produktformates weniger Inhalt bei gleicher Pr sentationsfl che im Verkaufsregal f h ren zu ver nderten Leistungsparametern im Beispiel St rwahrschein lichkeit durch h here Kippneigung der ver nderten Produkte e Auf der bisher modellierten Anlage sollen andere oder zus tzliche Pro dukte produziert werden 164 5 Nachnutzung von Simulationsmodellen e Die organisatorischen Rahmenbedingungen z B Schichtzeit Schicht anzahl andern sich e Die geplante und bisher abgebildete Produktion soll an einem anderen Standort mit anderen Layoutrestriktionen realisiert werden e Die untersuchte Produktionsanlage wird nach einigen Jahren erweitert Die Alternativen zur Erweiterungsplanung sind ebenso mit einer Simu lationsstudie zu bewerten wie die Schritte der operativen Umsetzung der Erweitungsplanung im laufenden Betrieb Kritisch sind dabei insbesondere Fragestellungen die direkt oder indi rekt eine oder
10. C1 Projektvorbereitung auf Auftraggeberseite Aktivit t Vorgaben f r exterene Auftragsvergabe ermitteln hausinterne bzw personelle Kompetenzen pr fen Projektrestriktionen ermitteln Vorgaben f r die Werkzeugauswahl ermitteln Projektplan mit Terminen f r Meilensteine und Ergebnisbereitstellung festlegen Geheimhaltungs Meldungs und Informationspflicht pr fen Ergebnis und Modellnutzung auch nach Projektende kl ren k nftigen Bedarf an eigenem Know how zur Simulation kl ren Projekt Auftrag Verantwortung erg nzende Unterlagen Anmerkungen nderungsvermerke Abnahme Zeichen Zeichen 190 Anhang A2 Checklisten Projektpartner Checkliste Phase k C2 Erstes Gespr ch Aktivit t erg nzende Unterlagen Deadline Anmerkungen Relevanz Dokument Bearbeiter Priorit t Organisatorisches Termin Ort und Teilnehmerkreis in Absprache festlegen rechtzeitig einladen Verteilung von Vorabunterlagen zur Gespr chsvorbereitung Protokollanten besti n Gespr chsprotokoll zeitnah erstellen Protokoll abstimmen Verteiler festlegen und verteilen zweiten Termin planen erweiterten Teilnehmerkreis festlegen weitere Vorgehensweise z B Angebots erstellung oder Vorortbesichtigung abstimmen Fachinhaltliches Aufgabenstellung nochmals abstimmen und konkretieren Betrachtungsgegenstand festlegen Vorortbesichtigung Untersuchungsziele Fragestellungen festlegen Ergebnisau
11. ist der Entwickler auf ein Simulationswerkzeug mit seinen M glichkeiten begrenzt Nach der aus der langj hrigen Praxis bekannten 80 20 Regel Pareto Prinzip werden in der Regel etwa 80 der ben tigten Modell komponenten im Simulationswerkzeug enthalten sein Die restlichen 20 m ssen durch die Schaffung zus tzlicher oder durch eine Bearbeitung der bestehenden Modellkomponenten erstellt werden Dazu z hlt auch der Fall dass aus den Basisbausteinen des Simulationswerkzeuges komplexere Bausteine zusammengesetzt werden Dabei ist zu ber cksichtigen dass die vorgegebenen Bausteine bereits vom Softwarehersteller gepr ft sind und so von einer mehr oder weniger guten Qualit t ausgegangen werden kann Dies gilt nicht notwendigerweise f r die neu entwickelten Erweiterungen Hier k nnen aus mehreren Gr nden Qualit tsprobleme auftreten e Einige Simulationswerkzeuge stellen keine Technik zur Verf gung um gew nschte Erweiterungen im notwendigen Umfang bzw Detaillie rungsgrad zu realisieren Der Auftragnehmer kann dann zu Vereinfa chungen gezwungen sein die der Qualit t abtr glich sind So kann es z B vorkommen dass die im realen System vorhandene Steuerung von Materialflusskomponenten nicht abgebildet werden kann weil es weder m glich ist die reale Steuerungssoftware einzubinden noch wegen fehlender Funktionalit t des Simulationswerkzeuges diese zu emulie ren e Bei Simulationswerkzeugen wird das Vorgehen bei der Impl
12. rung der Zielbeschreibung Aufgaben rungsregeln und zu Systemlastdaten stellung in Form einer Aufgabenspe VDI3633 2008 sowie zur Experiment zifikation planung und Ergebnisaufbereitung Art und Verantwortlichkeit der Bereitstel lung AP 2 Datenbeschaffung und Information und Daten aus AP 1 die aufbereitung beschafft und ggf sogar erhoben werden Vorbereitung Erhebung und Aufbe m ssen mit Benennung von Art und reitung nicht vorliegender Information Umfang der Daten Erhebungsmethode und Daten sowie Form der Datenaufbereitung Vor gehensweise statistische Methoden Je nach Umfang kann das AP 2 auch in Unterarbeitspakete unterteilt werden 3 2 Das Angebot 83 AP 3 Durchf hrung der Modellbil Beschreibung des Detaillierungsgrades dung der fiir die Untersuchung des Systems Aufbau des Modells bzw der Modelle zweckdienlich ist Benennung von Re Je nach einzusetzender L sungsme striktionen und Besonderheiten die bei thode kann dieser Arbeitsschritt diffe der Modellierung zu beachten sind rieren Bei Bedarf kann dieses Arbeitspaket nach dem Simulationsvorgehensmodell Kap 1 wiederum in Unterarbeitspakete zur Systemanalyse Modellformalisie rung und Implementierung unterteilt werden AP 4 Experimentplanung Darstellung eines ersten Experiment und durchf hrung plans Benennung der Verantwortlichkei ten f r die Experimentdurchf hrung AP 5 Verifikation Benennung der geplanten Vorgehens und Validieru
13. B dem in Law und Kelton 2000 beschriebenen Verfahren Dabei wird in mehreren langen Pilotl u fen der Verlauf der Messgr e bestimmt und aus diesen Kurven eine Mit telwertkurve gebildet Unter Umst nden muss diese Kurve noch geeignet gegl ttet werden um hochfrequente St rungen herauszufiltern Anhand dieser Kurve wird dann optisch ermittelt zu welchem Zeitpunkt die Mess gr e einen typischen in der Regel also einen stabilen Zustand erreicht hat Dieses Verfahren ist recht unproblematisch da zwar die Erzeugung der Mittelwertkurve automatisiert werden kann aber die Entscheidung ber das Ende der Einschwingphase keinem Algorithmus sondern dem Si mulationsexperten berlassen bleibt Da dieser Vorgang nicht sehr h ufig durchgef hrt werden muss h lt sich der Aufwand in Grenzen 4 5 2 Durchf hrung wiederholter Simulationsl ufe F r die bei Steady state Systemen erforderliche Durchf hrung wiederhol ter Simulationsl ufe gibt es zwei typische Ans tze Replicate Delete Wie derholen Abschneiden und Batch Means Mittelwerte von Messwertgrup pen Law u Kelton 2000 Beim Replicate Delete Verfahren werden mehrere Simulationsl ufe mit unterschiedlichen Zufallszahlenstr men ge startet Replicate und jeweils die Einschwingphase abgeschnitten Dele te Beim Batch Means Verfahren wird ein extrem langer Simulationslauf durchgef hrt die Einschwingphase abgeschnitten und die verbleibenden Messwerte in Gruppen gleicher Anzahl
14. Ss l l l l l lol l l lol Preisgestaltung Schl ssigkeit ap 1l i oN 1 Schulung o g N D E S m Werkzeugauswahl Herstellerkooperation Personalkontinuit t Bedienfreundlichkeit Simulationserfahrung NONBEREINGRNE Jol N N ol l l ol SI o N l l Nol EGON Ea 1 N Abb 16 Bewertungskriteriengewichtung zur Simulationsstudie der Muster AG Zur Selektion der Bewertungskriterien hat der Projektverantwortliche den Grenzwert zur Beurteilung der Relevanz zun chst auf gig 5 fest gelegt Hiernach verbleiben 10 Kriterien die zusammen eine Risikoabde ckung von 91 8 erreichen Entsprechend der Erl uterungen in Abschnitt 3 3 Methodische Bewertung von Angeboten und Werkzeugen 101 2 5 2 ist eine Risikoabdeckung von 80 bis 90 ausreichend so dass der Grenzwert zur Beurteilung auf Zz 7 angehoben werden kann Die verbleibenden 8 Kriterien werden nun im weiteren Verlauf des Ange botsauswahlprozesses zu deren Bewertung eingesetzt Festlegung der Punktvergabe F r jedes Kriterium das zur Bewertung der Angebote genutzt wird muss ein Soll Wert sowie die Mindest und die Idealerf llung festgelegt bzw formuliert werden Dies kann bereits bei der Erstellung der Zielbeschrei bung und der Aufgabenstellung d h bei der Definition der Anforderungen g
15. hung oder auch Kostensenkung sein zur Definition von Zielsystemen f r Produktion und Logistiksystemen s VDI 3633 2008 oder Nyhuis und Wiendahl 2002 Nicht immer ist es so einfach zu formulieren wie Der Durchsatz soll um x Prozent steigen Oft gibt es weitere Ziele die nicht zwangsl ufig auf den Untersuchungs gegenstand fokussieren wie zum Beispiel Wir brauchen das Ergebnis bis zum Ende des n chsten Quartals oder Das Simulationsmodell muss ein drucksvoll aussehen damit wir unsere Werksleitung berzeugen k nnen Gibt es mehrere Ziele so ist ihre Gewichtung notwendig Die Steige rung des Durchsatzes oder die Bestandsreduktion Das schnelle Ergebnis oder die Visualisierung des Modells Eine Gleichgewichtung der Ziele ist meistens nur bedingt m glich Es muss ein Hauptziel definiert werden die anderen Ziele sind Unterziele m glicherweise mit unterschiedlicher Ge wichtung Ist das Hauptziel identifiziert muss eine geeignete messbare Zielgr e definiert werden So ist z B zu definieren an welcher Stelle im System und wie der Durchsatz gemessen werden soll Aus den Zielen lei ten sich in der Regel die Akzeptanzkriterien f r die sp tere Modell und Projektabnahme ab Aus diesem Grund m ssen die Ziele m glichst klar und konkret formuliert werden Offene Gespr chsatmosph re F r das erste gemeinsame Gespr ch ist eine offene Atmosph re wichtig Soll eine gute L sung f r die Aufgabenstellung gefunden w
16. oder deren Ergebnissen besch ftigt sein wird Grunds tzlich m ssen die Mitglieder des Teams ber detailliertes Wissen ber die in der Simulation abzubildenden Systeme und Prozesse im eigenen Unternehmen sowie ber die definierte Aufgabenstellung der Studie und ggf auch ber Pl ne f r ei ne Nachnutzung der Simulationsmodelle verf gen Wichtig ist dass hier keine generellen Aussagen getroffen werden d rfen sondern unbedingt und ausschlie lich die spezifische Aufgabenstellung einer Studie als Ent scheidungsbasis herangezogen werden muss Dass dieses Vorgehen nicht wirklich objektiv sein kann ist sofort er sichtlich F r die Bestimmung der relevanten Kriterien ist eine absolute Objektivit t aber auch nicht notwendig Vielmehr sind hier Erfahrungen und Kenntnisse die sich in subjektiven Einsch tzungen ber die Relevanz von Kriterien niederschlagen von Bedeutung Die Bestimmung der Be wertungskriterien f r die Auswahl von Angeboten oder Software f r eine spezifische Simulationsstudie darf diesbez glich aber auch nicht mit der eigentlichen Bewertung der vorliegenden Alternativen verwechselt wer den Bei der abschlie enden Angebots bzw Softwarebewertung ist dann selbstverst ndlich eine objektive Betrachtung und Bewertung der einzel nen Alternativen hinsichtlich des Erf llungsgrades f r jedes vorab ermit telte relevante Kriterium objektiv durchzuf hren Wird dieses Vorgehen strikt befolgt so kann das Bewertungsverfahren a
17. von Kriterien mit einem niedrigen Gewicht zu einer hohen Gesamt punktzahl bei und lassen so vermuten dass es sich bei der Alternative um ein insgesamt sehr gutes Angebot oder Werkzeug handelt Die ungewichtete Wertigkeit w einer Alternative j ergibt sich aus der ungewichteten Punktsumme P nach n gt Pi i Ww 37 J n P max Bezogen auf die maximal m gliche ungewichtete Gesamtpunktzahl gibt dieser Wert Auskunft dar ber wie nah eine Alternative am Ideal d h an der maximal m glichen Punktzahl hinsichtlich der ber ck sichtigten Bewertungskriterien liegt Das optimale Angebot oder das bestgeeignete Werkzeug zur Simula tion einer aktuell vorliegenden Aufgabenstellung in einem Unterneh men l sst sich jedoch nur aus dem Vergleich der Nutzwerte N nach N un 28 Py 2 7 2 6 bestimmen Durch die Gewichtung liefert der Nutzwert N eine ein deutige Aussage ber die Eignung einer Alternative f r eine geplante 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 67 Simulationsstudie da er auch die Wichtigkeit der einzelnen Kriterien ber cksichtigt Der Nutzwert einer Alternative ist beispielsweise klein wenn bei Kriterien mit einem hohen Gewichtungsfaktor nur ge ringe Punktzahlen erzielt werden In das Feld Dokumentnummer ist eine eindeutige Nummer bzw Be zeichnung f r das Punktbewertungsformular einzutragen Die No menklatur kann dabei frei gew hlt werden muss aber zumindest in nerhalb eines Projektes konform
18. 2 Ma nahmen bei Datenmangel oder berfluss Wenn die Informations und Datenbeschaffung aufgrund fehlender Daten oder die Verwendung der Daten aufgrund zu hoher Datenvolumina zum Problem werden m ssen weitere Ma nahmen zur Qualit tssicherung ge troffen werden Sobald ein Datenmangel dazu f hrt dass bei der Sch t zung von Verteilungen f r einen Modellparameter Annahmen getroffen werden m ssen die aus den Daten nicht sicher ableitbar sind m ssen hnlich wie bei der Entscheidung ber den Detaillierungsgrad des Modells mit Hilfe von Pilotstudien durch Sensitivit tsanalysen die Auswirkungen dieser Annahmen gepr ft dokumentiert und zum Auftraggeber kommuni ziert werden Die Wichtigkeit der korrekten Abbildung von stochastischen Kenngr en zeigt ein einfaches Beispiel Im Folgenden wird die Wartezeit einer einzelnen Ressource mit FIFO Abfertigung und einer Auslastung un ter 100 betrachtet bei der die Zwischenankunftszeit der Produkte expo nentiell verteilt ist Aufgrund fehlender Daten f r die Prozesszeit der Res 4 3 Datenbeschaffung und aufbereitung 123 source wird einfach eine konstante Prozesszeit angenommen d h es wird nur die mittlere Prozesszeit ber cksichtigt In Wahrheit sei die Prozesszeit ebenso exponentiell verteilt Im konstanten Fall ergibt sich dann eine mitt lere Wartezeit der Produkte die nur halb so gro ist wie im exponentiellen Fall Kleinrock 1975 d h das Modell zeigt eine im Vergleich
19. 2006 Hinweise und An leitungen gegeben sowie m gliche Fehlerquellen benannt Liebl 1995 S 222 ff spricht in seinen Grundsatzbetrachtungen zu Simulationsstudien sogar von den sieben Tods nden der Simulation 1 Falsche Definition des Studienziels Ungentigende Partizipation des Auftraggebers Unausgewogenen Mischung von Kernkompetenzen Ungeeigneter Detaillierungsgrad Wahl des falschen Simulationswerkzeuges Unzureichende Validierung Kl gliche Pr sentation der Ergebnisse SINN PWN Im Gegensatz hierzu zeigen Robinson und Pidd 1998 19 Dimensionen f r Simulationsprojektqualit t auf Die in Robinson 2004 S 206 aktuali sierte bersicht benennt neben modell daten und softwarebezogenen Merkmalen vor allem Eigenschaften des Modellierers wie Glaubw rdig keit Professionalit t sowie fachliche und soziale Kompetenz Dar ber hin aus werden aber auch der Kunde und seine Organisation the commitment of the client s organization to the simulation project Robinson 2004 S 206 und die Beziehung zwischen den Projektpartnern in die Qualit tsbe trachtung einbezogen Insgesamt m ssen aber nicht alle Kriterien in glei chem Ma e erf llt werden sondern es geht prim r darum die projektbe zogenen Erwartungen des Kunden in Bezug auf die Projektorganisation z B Anzahl der regelm igen Treffen die technisch inhaltliche Umset zung und die Nutzbarkeit der Ergebnisse zu treffen Robinson 2002 ent wickel
20. Angebotes Geheimhaltungsklauseln und Ge sch ftsbedingungen Die obige Beschreibung geht von der Durchf hrung einer Simulations studie zur Planungsabsicherung aus Entsprechend sind in dieser Auflis tung vor allem Aspekte der Modellbildung und Simulation 1 4 6 und des Projektmanagements 4 8 aufgef hrt In Abh ngigkeit vom jeweili gen Untersuchungsziel sind sicherlich Variationen denkbar und notwendig Die Gliederung ist daher auch nicht als Standardangebot zu verstehen sondern aus Sicht des Auftragnehmers als Anleitung zur Erstellung des ei genen Angebotes bzw aus Sicht des Auftraggebers zum Vergleich mehre rer vorliegender Angebote zu verwenden Die Checkliste C3 Angebotser stellung ist dem Anhang zu entnehmen In jedem Fall muss der Auftragnehmer sich an den eigenen unternehmensinternen Verfahrenswei sen zur Erstellung von Angeboten orientieren Erg nzende Aspekte f r die betriebsbegleitende Simulation sind in Abschnitt 3 2 4 aufgezeigt diese erweitern im Wesentlichen die Punkte 2 3 und 4 des Angebotes um As pekte der Softwareentwicklung 3 2 2 Angebotsumfang Zur vollst ndigen Beschreibung des Vorgehens sind innerhalb eines An gebotes die Projektphasen bzw Arbeitspakete zu benennen und inhaltlich zu konkretisieren Die Arbeitspakete Tabelle 2 orientieren sich am Simu lationsvorgehensmodell Abschn 1 2 fassen aber die Stufen der Modell bildung zusammen Je nach betrachteter Aufgabenstellung m ssen im An ge
21. Auswirkungen von Datenmangel absch tzen Sensitivit tsanalysen durchf hren Validierung des formalen Modells durchf hren Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Fachinhaltliches Version x 5 B Zeichen 206 Anhang A2 Checklisten Projektpartner Checkliste Phase C8c Implementierung erg nzende Unterlagen Deadline Aktivit t anmercinaen Relevanz Dokument Bearbeiter Organisatorisches aktuelle zu verwendende Lizenz pr fen Nutzung wiederverwendbarer Bibliotheken rechtlich pr fen eiche Validierung des ausf hrbaren Modells best tigen Fachinhaltliches Grunds tze des Software Engineering beachten Umsetzbarkeit des formalen Modells mit Simulationswerkzeug pr fen werkzeugspezifische Implementierungs restriktionen pr fen und umsetzen Konsequenzen einer eingeschr nkten Implementierbarkeit f r Projektziel ermitteln Daten und Modell getrennt implementieren und dokumentieren physikalisches Modell und Steuerung getrennt implementieren Erweiterungen am Simulationswerkzeug dokumentieren Notwendigkeit der Kopplung an weitere Software pr fen Dokumentation der Schnittstellen und Protokolle Dokumentnummer nderungsvermerke Zeichen Version 5 Zeichen Anhang A2 Checklisten 207 Projektpartner Checkliste Phase Projekt Auftrag mn erg nzende Unterlagen Deadline Aktivit t REIT Relevanz Dokument Bearbeiter Organisatorisches Modellabnahme schriftlich
22. Be 4 3 Datenbeschaffung und aufbereitung 121 schreibung aller Methoden zur Datenbeschaffung und aufbereitung ins besondere zur statistischen Datenanalyse w rden an dieser Stelle zu weit f hren Hierzu sei beispielsweise auf Law und Kelton 2000 und Robin son 2004 verwiesen 4 3 1 Erhebung von Informationen und Daten Bereits im Unternehmen vorliegende Informationen und Daten zur Anla gendokumentation wie Layoutpl ne und Maschinendaten oder auch Ma schinen oder Betriebsdatenerfassungsprotokolle MDE oder BDE Protokolle m ssen lediglich angefordert aufbereitet und ausgewertet werden Hingegen sind gar nicht vorliegende aber f r die Durchf hrung der Simulationsstudie zwingend notwendige Informationen f r den vorlie genden Projektzweck prim r zu erheben Dies kann z B die Bearbei tungszeit an einer Maschine oder die F rdergeschwindigkeit eines Aufzugs betreffen wenn die Anlagendokumentationen nicht mehr vorliegen oder veraltet sind Auch eine Befragung von Bedienpersonal bei manuell ge steuerten Anlagen muss ggf eigens f r die Simulationsstudie vorgenom men werden Die Prim rdatenerhebung durch Befragungen von Betriebs angeh rigen kann beispielsweise m ndlich per Interview per EDV Formular oder schriftlich per Fragebogen erfolgen Kromrey 2006 Bei der Auswertung dieser Informationen kommt es in der Regel nur zu recht grob gesch tzten Werten die zudem noch durch psychologische Effekte beeinflusst sein k n
23. Eine derartige Anforderung muss in jedem Fall erf llt werden Ansonsten wird ein Angebot oder ein Simulationswerk zeug im weiteren Bewertungsverfahren nicht ber cksichtigt e Tolerierte Forderungen F r diese Anforderungen ist ein individueller quantitativer oder qualitativer Ma stab festzulegen der jeweils einen Wert f r die Mindest die Soll und die Ideal Erf llung dieser Anforde rung vorsieht Hier sind nach M glichkeit quantitativ beschreibbare Forderungen vorzuziehen weil das Erreichen quantitativer gegen ber qualitativen Gr en eindeutig gepr ft und schlie lich mathematisch bewertet werden kann e W nsche Diese Kriterien sind nach M glichkeit zu erf llen in einem Bewertungsverfahren allerdings nur dann zu ber cksichtigen wenn an hand der h her priorisierten tolerierten Forderungen keine eindeutige Auswahl der Alternativen vorgenommen werden kann Es ist keinesfalls zul ssig in einem Bewertungsverfahren tolerierte Forderungen und W nsche zu mischen Wie bei den tolerierten Forderungen ist es sinn voll quantitative oder qualitative Schwellen f r die Mindest die Soll und die Ideal Erf llung eines Wunsches festzulegen Die Nichterf llung eines Wunsches darf allerdings den Wert eines Angebotes bzw eines Werkzeuges nicht reduzieren Sollte dies doch der Fall sein so handelt es sich bei der Anforderung um eine tolerierte Forderung oder gar um eine Ja Nein Forderung und nicht um einen Wunsch Die Erf llung
24. Modellierung bergeordneter Abl ufe in Logistiknetzen beispielsweise auf der Ebene des Supply Chain Managements SCM bis hin zur detaillierten Betrach tung einzelner produktions oder f rdertechnischer Abl ufe sowie der An lagensteuerung Nicht betrachtet wird hingegen das detaillierte physikalische kinemati sche und kinetische Verhalten technischer Systeme Hierzu z hlen bei spielsweise urform oder umformtechnische Prozesse Schmelzen oder Verformen Reibungs oder Kippverhalten sowie Roboterbewegungen Er gonomieuntersuchungen unter Verwendung von Menschmodellen sind e benfalls nicht Gegenstand der Betrachtung 2 1 Einf hrung Die heute h ufigste Form des Einsatzes der Simulation ist die Simulati onsstudie in der die Simulation zur Bearbeitung anstehender Aufgaben der Produktions oder Logistiksystemplanung und zur Beantwortung von vor ab festgelegten Fragestellungen eingesetzt wird Hierbei kann die Studie wiederum in ein gr eres Projekt eingebunden sein oder alleinstehend als Projekt durchgef hrt werden Als eigenst ndiges Projekt muss die Simula tionsstudie dabei Facetten des Projektmanagements der Softwareentwick lung und der Modellbildung und Simulation abdecken Dar ber hinaus spielt die Simulation als betriebsbegleitendes Entschei dungsinstrumentarium beispielsweise als Assistenzsystem eines Dispo nenten eine Rolle Vor der Bereitstellung eines derartigen Werkzeuges steht allerdings in der Regel auch
25. Sicht hier nicht das Ma der Dinge ist Statistische Ergebnisaussagen lassen sich in geeigneter Weise nur mit entsprechenden Business Grafiken darstellen Der Durchsatz einer Maschine oder die Grenzleistung eines Simulations modells werden dagegen in der Animation nicht deutlich Hervorragend l sst sich Animationen nutzen um Funktionalit ten und Abl ufe zu ver stehen oder spezifische Modellsituationen zu erkl ren z B ein Deadlock Neben der Wahl des geeigneten Visualisierungsverfahrens ist der richti ge Einsatz des Verfahrens relevant Dies bedingt die Darstellung nur des eigentlichen Sachverhaltes beispielsweise d rfen diskrete Messwerte zu bestimmten Zeitpunkten nicht als Kurven ber die Zeit dargestellt werden und damit eine nicht vorhandene Kontinuit t ausdr cken und eine einfa che und schnelle Interpretierbarkeit der Darstellung z B eindeutige und ohne umfangreiche Erl uterungen verst ndliche Verwendung von Symbo len und Zeichen F r eine ausf hrliche Erl uterung des richtigen Einsatzes des f r die Anwendung ad quaten Visualisierungsverfahrens sei auf VDI 3633 Blatt 11 2007 sowie auf Wenzel et al 2003 verwiesen 4 6 Abschlusspr sentation 149 4 6 Abschlussprasentation Die Abschlusspr sentation dient der Vorstellung und bergabe der Pro jektergebnisse Sie wird im Rahmen mindestens eines abschlie enden Pro jektmeetings durchgef hrt Anders als beim Kick off Meeting ist der Ort der Pr sentation we
26. Simulationsprojekte onsspezifischen und die f r die Simulation angepassten Dokumente wer den im Folgenden nur kurz beschrieben Eine detaillierte Darstellung fin det sich in Rabe et al 2008 Die Reihenfolge der Beschreibung in diesem Abschnitt orientiert sich an dem Vorgehensmodell f r Simulationsprojekte Abb 1 Dabei wird die Dokumentation der Verifikation und Validierung die die Phasen des Vorgehensmodells insgesamt begleitet der Auflistung vorangestellt Verifikation und Validierung V amp V Die Validit t der verwendeten Simulationsmodelle ist ebenso wie voll st ndige und valide Daten ein entscheidender Aspekt f r eine qualit tskon forme Simulationsstudie Abschn 2 3 Wichtige Grundlage f r die Veri fikation und Validierung sind aussagekr ftige Dokumentationen die zu jeder Phase eines Simulationsprojektes Folgendes festhalten Was ist Gegenstand der V amp V Aktivit ten Welche Techniken zur V amp V werden angewendet Wer soll zu welchem Zeitpunkt die V amp V Aktivit ten durchf hren Welche Ergebnisse liefern die V amp V Aktivit ten Die V amp V Dokumentation in Form von V amp V Reports wird ausf hrlich bei Rabe et al 2008 Kap 6 behandelt und ist daher nicht Bestandteil dieses Buches Zielbeschreibung Das Vorgehensmodell f r Simulationsprojekte Abb 1 nennt als erstes Dokument die Zielbeschreibung Darin wird zun chst das zu untersuchen de System mit seinen typischen Auspr gungen kurz beschrie
27. Teams Gemeinsames Verst ndnis ber Hauptziel und Unterziele des Projektes Grundverst ndnis ber das zu untersuchende System Grundverst ndnis ber die Probleml sungsmethode Simulation Hinreichendes Bewusstsein ber m gliche Risiken im Projektverlauf Die im Anhang enthaltene Checkliste C5 Kick off Meeting unterst tzt auch f r die im nachfolgenden Abschnitt aufgef hrten organisatorischen Aspekte ein methodisches Vorgehen Die Ergebnisse des Kick off Meetings sind in einem Ergebnisprotokoll festzuhalten 4 1 3 Gestaltung eines Kick off Meetings Die Gestaltung eines Kick off Meetings orientiert sich an der blichen Vorgehensweise zur Organisation von Projektbesprechungen Mit Bezug zu den w hrend des Kick off Meetings zu erreichenden Ergebnissen ist der Terminfindung der Auswahl des Ortes und der Moderation besondere Be achtung zuzuordnen F r die Terminfindung gilt die Pr misse das Kick off Meeting so fr h wie m glich d h unmittelbar nach Auftragsvergabe mit dem Projektstart durchzuf hren Gegen ber einer Fixierung dieses Termins entsprechend dem Vorgehensmodell Abb 1 hat jedoch die gebotene Effektivit t des Kick off Meetings selbst und die Sicherung der Qualit t des Projektes ein deutig h here Priorit t Dies kann eine deutliche Terminverschiebung er fordern 1 Fallbezogen z B f r sehr kleine Projekte oder Standardprojekte kann ein fr herer Termin also noch vor der Auftragsvergabe sinn voll
28. abh ngig sind bedeutet das noch lange nicht dass sie es im realen System auch im kausalen Sinne sind Ebenso kann nicht immer von hoher statistischer Signifikanz auf hohe tats chliche Relevanz geschlossen werden Ein Einflussfaktor kann mit hoher statisti scher Sicherheit Einfluss auf das Systemverhalten haben ohne dass dieser Einfluss im praktischen Betrieb wichtig ist Die abschlie ende Visualisierung der Simulationsergebnisse ist heute bliche Praxis da sie den Bezug zur Terminologie und Sichtweise des Auftraggebers schafft bersichtliche Visualisierungen verst rken die Aussage der Simulationsergebnisse und schaffen Transparenz und Er kenntnisgewinn f r die Projektpartner Im Wesentlichen werden heute statische Visualisierungsformen auf der Basis von Tabellen und Diagrammen z B Balken Linien Kurven oder Sankeydiagramme und dynamische Visualisierungsverfahren in Form von Monitoring Darstellung einer zeitlichen Verlaufsgr e ber die Zeit onli ne zum Simulationslauf oder Animation unterschieden Animationen selbst k nnen online bzw parallel zum Simulationslauf oder im Anschluss an den Simulationslauf erfolgen Die Darstellung in der Animation kann funktional z B hnlich einem Leitstand oder in einer modelllayoutba sierten 2D oder 3D Darstellung erfolgen Neuere Werkzeuge lassen auch den Einsatz von Virtual Reality als Visualisierungsumgebung zu Aller dings sei darauf hingewiesen dass eine technologie getriebene
29. allerdings nicht im Sinne der Autoren die Nutzung der vorgeschlagenen Checklisten und die Anwendung der Ma nahmen einzufordern Ziel ist vielmehr ein besseres Qualit tsbewusstsein zu schaffen und gleichzeitig eine praxisnahe Um setzbarkeit zu erreichen so dass in einem konkreten Projekt die eigene Handlungsweise reflektiert und getroffene Entscheidungen f r alle Betei ligten nachvollziehbar werden Aus diesem Grund wurden auch Aspekte VIII Vorwort die praktisch nicht oder noch nicht relevant sind wie beispielsweise die Zertifizierung von Simulationsstudien innerhalb dieses Buches ausge klammert Auch Themen wie die Softwarequalit t von Simulationswerk zeugen oder Qualit tsaspekte die die Management Fach und Sozial kompetenz der Projektpartner betreffen sind nicht Gegenstand der Betrachtung Mit dem vorliegenden Buch ist es erstmals gelungen das Simulations vorgehen von den ersten berlegungen eines Auftraggebers bis hin zur m glichen Nachnutzung von Simulationsmodellen durchg ngig aus Quali t tssicht zu beschreiben Dabei liegt der Anspruch des Buches eher auf ei ner pragmatisch umsetzbaren Hilfestellung und weniger auf einer umfas senden wissenschaftlichen Ausarbeitung Um das Buch auch als projektbegleitendes Nachschlagewerk einsetzbar zu machen sind Sach verhalte an einigen Stellen bewusst wiederholt dargestellt Dabei sind die Ausf hrungen stets so dass f r einen Leser auch ein Neueinstieg in die Thematik Sim
30. aus der in der Auftragsdefinition erstellten Spezifikation als auch den dort enthaltenen Verweisen auf weitere Informationsquellen z B Layouts oder gemessene Leistungsdaten Aus Qualit tssicherungsgr nden sollte die Systemanalyse nur die schriftliche Aufgabenspezifikation als abge stimmten Bezugsrahmen nutzen da sonst bei sp teren Unklarheiten nicht mehr festgestellt werden kann woher welche Information stammt Dies schlie t ausdr cklich nicht aus dass w hrend der Systemanalyse die Spe zifikation erweitert werden kann allerdings sind diese Erweiterungen zu dokumentieren Bei der Systemanalyse hat der Simulationsexperte das Ziel die Struktur des Systems zu erfassen d h seine Hauptkomponenten und ihre wechsel seitigen Beziehungen zu identifizieren Dabei werden auch die System grenzen und die daraus folgenden Datenanforderungen pr zisiert Bei der Simulation einer Produktionsanlage wird z B in dieser Phase festgelegt welche Produktionsbereiche modelliert werden und in welchen Material und Informationsflussbeziehungen sie zueinander stehen In dieser Phase der Modellierung ist z B noch nicht relevant welches Ausfallverhalten einzelne Maschinen in diesen Bereichen haben sondern nur ob sie prinzi piell ausfallen k nnen Hilfreich ist die Hinweise zur Bestimmung des De taillierungsgrades Abschn 4 4 1 zu ber cksichtigen um ein angemesse nes Konzeptmodell zu erhalten Die einzelnen Stufen der Entwicklung des Konzeptmod
31. behandelt wie der geeignete Werkzeugeinsatz im Rahmen der Simulations studie selbst Der zuletzt genannte Punkt bedarf einer eigenen Bewertung da das ausgew hlte Werkzeug auch f r die Qualit t des Simulationsprojek tes entscheidend sein kann Die Werkzeugweiterentwicklung z B bei der Entwicklung von Bau steinen oder Steuerungsstrategien und die Bereitstellung von Software modulen im Unternehmen unterliegen hingegen erweiterten werkzeugspe zifischen und softwaretechnischen Kriterien die nicht im Kontext dieses Buches behandelt werden Ebenfalls im Rahmen dieses Buches nicht wei ter ber cksichtigt werden sogenannte weiche Faktoren wie die Kompetenz des Auftraggebers und die zwischenmenschliche Kommunikationsf hig keit der Projektpartner Sie spielen selbstverst ndlich eine Rolle innerhalb eines Projektes besitzen aber keine typischen Auspr gungen f r ein Simu lationsprojekt Je nach Projektinhalt und unternehmensspezifischen Quali t tsanforderungen m ssen diese Aspekte ggf als weitere Qualit tskriterien erg nzt werden Hinsichtlich des Einsatzfeldes legt das Buch seinen Schwerpunkt auf Qualit tskriterien bei der Vorbereitung und Durchf hrung von Simulati onsstudien sowie der Nachnutzung von Modellen im Umfeld der Planung 1 2 Vorgehen bei Simulationsprojekten 5 und geht zus tzlich in einigen Abschnitten auf die betriebsbegleitende Si mulation ein Nicht Bestandteil der Betrachtung sind die heute bestehen den Anwendu
32. der Projektverlauf zeitlich oder hinsichtlich der Kosten von der Planung abzuweichen k n nen dort fr hzeitig Gegenma nahmen diskutiert werden Das kann bei spielsweise der Fall sein wenn die Datenaufbereitung wesentlich zeitauf w ndiger ist als in der Terminplanung angenommen Statusberichte In den Gesch ftsprozessen vieler Unternehmen ist f r umfangreiche wich tige oder kritische Projekte die regelm ige meist monatliche Erstellung eines Statusberichtes vorgesehen Diese Berichte haben meist eine vorge gebene kurze und knappe Form und dienen der berwachung des Pro jektverlaufes Ist die Simulation ein Teilprojekt im Rahmen eines gr eren Projektes muss im Statusbericht auch der Stand der Modellentwicklung bzw der Experimentdurchf hrung aufgezeigt werden Bei kleineren Simu lationsprojekten wird normalerweise kein regelm iger Statusbericht er forderlich sein nderungen des Leistungsumfanges Im Laufe eines Projektes ergibt sich mitunter der Wunsch nach nderun gen des zuvor vereinbarten Leistungsumfanges Das kann bei Simulations projekten beispielsweise dann erforderlich werden wenn die ersten Simu lationsergebnisse einen Bereich oder Parameter der Anlage ins Blickfeld 24 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte r cken der vorher als eher unwichtig angesehen wurde In solchen F llen muss das Modell verfeinert oder der Experimentplan berarbeitet werden Solche nachtr gliche
33. die Einsatztauglichkeit der Simulation im Hinblick auf die Unternehmensziele zu pr fen und gegebe nenfalls einzusetzen Im Rahmen der Projektvorbereitung wurde daraufhin die Simulations w rdigkeit des Themas gepr ft und festgestellt weil hier u a dynamische Prozesse vorliegen z B auftragsabh ngige Produktwechsel und Losgr Ben in der Fertigung und stochastische Einfl sse wie z B die Blockade eines Transportweges oder der Ausfall einer Maschine auftreten Ab schn 2 1 Die Akzeptanz der Methode Simulation durch die Unterneh mensf hrung ist gew hrleistet und auch unter den Mitarbeitern bestehen keine Bedenken da nicht die Reduzierung sondern eher die Erweiterung der Belegschaft geplant ist Die Entscheidung ber die Vergabe der Simulationsstudie wurde zu gunsten der Beauftragung eines externen Simulationsdienstleisters gef llt da bislang keine entsprechenden Kompetenzen im Unternehmen vorhan den sind und da durch den zeitnahen Umzug keine M glichkeit gegeben ist das erforderliche Know how aufzubauen 94 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase Aus den ersten Gespr chen mit Simulationsdienstleistern gewann die Muster AG weitere Kenntnisse ber die Einsatzm glichkeiten und den po tenziellen Nutzen der Simulation Die Unternehmensf hrung beschloss daraufhin das vom sp ter ausgew hlten Dienstleister erstellte Simulati onsmodell der neuen Produktionshalle auch nach Abschluss der Studie weiter zu nut
34. ein Ausfall z B durch schnittlich alle vier Wochen stattfindet evtl sogar gem einer Verteilung mit hoher Varianz wie etwa der Exponentialverteilung muss die Simula tionsdauer ein Vielfaches dieses Vier Wochen Intervalls sein W rde f r dieses Beispiel willk rlich eine Simulationsdauer von zwei Wochen ge w hlt so w rde dieser Ausfall im Mittel nur in jedem zweiten Simulati onslauf auftreten In so einem Fall m ssen die Simulationsl ufe entweder l nger dauern z B 40 Wochen oder es werden mehr Simulationsl ufe als blich durchgef hrt Als Ausweg bleibt noch die Ausf lle abzuschalten da sie bei der kurzen Simulationsdauer nicht statistisch signifikant model 144 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie liert werden k nnen Die ersten beiden Varianten werden typischerweise f r langfristige Leistungsstudien gew hlt der Ausweg f r kurzfristige Verhaltensvorhersagen Der zweite wichtige Einflussfaktor f r die statistische Signifikanz ist die Anzahl der durchgef hrten Simulationsl ufe Replicate Delete Verfahren bzw die Anzahl der Batches Batch Means Verfahren Werden zu wenige L ufe durchgef hrt haben die gemittelten Ergebnisdaten eine gro e Vari anz und somit eine geringe statistische Signifikanz An dieser Stelle kann keine Empfehlung f r eine passende Anzahl von Simulationsl ufen gege ben werden da diese Zahl vom Simulationsmodell und von der gew nsch ten statistischen Qualit t abh
35. eingeteilt bzw die verbleibende Simulationsdauer in Intervalle gleicher L nge eingeteilt Replicate Delete ist aus statistischer Sicht einfacher und robuster da zwischen den einzel nen L ufen keine Abh ngigkeiten entstehen k nnen Das Verfahren ist je doch aufwendiger da jeder Lauf eine nicht verwertbare Einschwingphase enth lt Wenn bei Batch Means die Gruppen zu klein bzw zu kurz sind kann es passieren dass die daraus gewonnenen Messgr en voneinander abh ngig sind Da hierdurch die statistische Qualit t sinken kann sind im Zweifelsfall Tests notwendig die eine hinreichend geringe Korrelation si cherstellen Der Vorteil des Verfahrens besteht darin dass die Ein schwingphase nur einmal durchlaufen wird Aus statistischer Sicht ist das Replicate Delete Verfahren zu bevorzugen um Qualit tsprobleme von An fang an zu vermeiden 4 5 Experimente und Analyse 143 4 5 3 L nge und Anzahl von Simulationsl ufen F r die Bestimmung der L nge von Simulationsl ufen gibt es keine ein deutigen Richtlinien sondern nur eine Vielzahl von groben Regeln die im Folgenden erl utert werden e Von den relevanten Messgr en m ssen einige Dutzend besser noch einige Hundert Messungen durchgef hrt werden e Alle f r den Betrieb wichtigen Ereignisse m ssen mehrmals stattgefun den haben Unter Umst nden ist es notwendig das Simulationsmodell so einzustellen dass dies auch tats chlich passiert Hierzu werden meh rere Modellbetrie
36. erkl ren und dem Auftragnehmer mitteilen Fachinhaltliches Systemgrenzen des Modells abnehmen rungsgrad des Modells abnehmen Steuerungsstrategien des Modells bewerten und abnehmen Struktur und Komponenten des Modells abnehmen Messpunkte f r Statistiken des Modells abnehmen feste und variable Parameter des Modells berpr fen Lastprofile f r das Modell berpr fen Durchf hrung und Dokumentation der V amp V Ma nahmen abnehmen Eignung des Modells zur Weiterverwendung bewerten Erf llung projektspezifischer Modellabnahmekriterien pr fen vorliegende Dokumente zum Modell auf Vollst ndigkeit und Verst ndlichkeit pr fen Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version ir 5 B Zeichen 208 Anhang A2 Checklisten Projektpartner Checkliste Phase C9b Projektabnahme erg nzende Unterlagen Deadline Aktivit t menge Relevanz Dokument Bearbeiter Organisatorisches Projektabnahme schriftlich erkl ren und dem Auftragnehmer mitteilen Fachinhaltliches Simulationsergebnisse pr fen Art der Ergebnisdokumentation pr fen Erf llung projektspezifischer Abnahmekriterien pr fen Abschlussdokumentation auf Vollst ndigkeit und Verst ndlichkeit pr fen Funktionalit ten und Fehlertoleranz der Bedienoberfl che pr fen Bedienhandbuch auf Vollst ndigkeit und Verst ndlichkeit pr fen Einweisung der Mitarbeiter in die Modellbedienung als ausreichend bewerten Dokum
37. es f r eine Studie im mer vorteilhaft wenn die zu untersuchenden Anlagen und Ausr stun gen oder eine repr sentative Vergleichsanlage gemeinsam vor Ort besichtigt werden k nnen Bei innovativen oder komplexen Anlagen muss die Besichtigung notfalls durch andere Informationsformen z B Filme ad quat ersetzt werden Deshalb sollte auf die Besichti gung nur verzichtet werden wenn diese oder eine vergleichbare An lage im erforderlichen Zeitraum nicht mit vertretbarem Aufwand zu g nglich ist oder die Struktur und die Parameter keinerlei Informations und Abbildungsprobleme vermuten lassen und der Auf tragnehmer ber ausreichende Branchenkenntnis verf gt Unabh ngig von den Vorteilen einer Besichtigung kann der Auftraggeber bei ei nem Kick off Meeting im eigenen Hause relativ kurzfristig das Vor handensein notwendiger Unterlagen pr fen oder auch f r den Auf tragnehmer wichtige zus tzliche Ansprechpartner hinzuziehen 2 Ein Kick off Meeting beim Auftragnehmer kann beispielsweise vor teilhaft sein wenn in dessen Niederlassung besser als beim Auftrag geber Ressourcen z B spezielle Pr sentationstechnik zur Vermitt lung von methodischem Wissen zur Pr sentation von Referenzprojekten und zur Entscheidungsfindung ber die konkrete Vorgehensweise bei der Simulationsstudie genutzt werden k nnen 114 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie 3 Ein Kick Off Meeting auf neutralem Terrain kann in Betracht gezo ge
38. es wichtig alle projektbezogenen Aktivit ten Entscheidungen und Ergebnisse zu dokumentieren Dokumentationen sind aber auch in Simulationsprojekten kein Selbstzweck Die folgende Aufz h lung dient dem Leser als Leitfaden Selbstverst ndlich k nnen projektab h ngig einzelne Dokumente entfallen 2 2 1 Dokumente in Projekten Im Folgenden werden die Dokumente vorgestellt die grunds tzlich in Pro jekten entstehen und daher auch in einem Simulationsprojekt von Bedeu tung sind Zielbeschreibung Eine Zielbeschreibung beinhaltet die hinreichend konkrete Formulierung eines Ziels mit einer Terminangabe zur Zielerreichung Dabei muss m g lichst objektiv zu bewerten sein ob das Ziel erreicht werden kann und festgelegt werden wie bei Projektende die Zielerreichung berpr ft wer den kann Ist die Entscheidung gefallen ein Projekt durchzuf hren muss der Auf traggeber eine derartige Zielbeschreibung erstellen die bei gr eren Pro jekten Bestandteil einer Ausschreibung ist oder umgekehrt eine Ausschrei bung enthalten kann Dort werden die Ausgangssituation vor Ort Projektumfang und Projektziele erwartete Ergebnisse sowie terminliche finanzielle und rechtliche Randbedingungen beschrieben s Zielbeschrei bung in Abschn 2 2 3 Auf der Basis der Zielbeschreibung erstellt der Auftraggeber h ufig gemeinsam mit dem potentiellen Auftragnehmer einen Anforderungskata log als Teil einer erweiterten Zielbeschreibung ggf auch in
39. f r aktuelle Aufgabenstellung testen Werkzeugvorgaben aufgrund haus ner Richtlinien Kunden oder Zulieferer pr fen Zustimmung f r Neu Beschaffung einholen Budget f r Werkzeugbeschaffung festlegen bzw kl ren Team f r Werkzeugauswahl zusammenstellen Fachinhaltliches Anforderungen an Simulationswerkzeug aus Aufgabenstellung ableiten zus tzliche und allgemeine Anforderungen erg nzen Bewertungskriterien aus Anforderungen ableiten bzw formulieren Bewertungskriterien klassifizieren Ja Nein und tolerierte Forderungen sowie W nsche relevante Bewertungskriterien durch Kriteriengewichtung ermitteln Mindest Soll und Ideal Erf llung f r alle Bewertungskriterien festlegen Punktvergabe f r quantitative und qualitative Bewertungskriterien festlegen Marktrecherche durchf hren Vorauswahl der recherchierten Werkzeuge anhand der Ja Nein Forderungen treffen Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version is iG B Zeichen 196 Anhang A2 Checklisten Projektpartner Checkliste Phase C4b Werkzeugauswahl erg nzende Unterlagen Deadline Aktivit t menge Relevanz Dokument Bearbeiter Angebote f r Werkzeuge die Ja Nein Forderungen erf llen einholen Produktpr sentationen von Anbietern durchf hren lassen M glichkeiten zur Produktanpassung kl ren Informationen zu verf gbaren Lizenzmodellen und Schulungsangeboten einholen Werkzeuge auf Nichterf llung einer Ja
40. grunds tzlich nicht von anderen ingenieurwissenschaftlichen Projekten Auch f r eine Simulationsstudie ist ein systematisches und konsequentes Projektmana gement unverzichtbar Das spielerische Element des Ausprobierens mit Simulation f hrt allerdings gelegentlich dazu dass Simulationsstudien ad hoc mit ersten Modellversuchen begonnen werden und das anschauliche Modell nach und nach korrigiert wird Eine solche Vorgehensweise ist mit einem extremen Risiko behaftet Das Kick off Meeting ist daher eine wichtige Komponente eines konsequenten Projektmanagements und die Basis einer systematischen Projektdurchf hrung Neben der Abstimmung von Arbeitsschritten Verantwortlichkeiten und Terminen dient das Kick off Meeting zur Informationssicherung W hrend des Kick off Meetings ist darauf hinzuarbeiten dass alle ben tigten In formationen benannt der Zugang zu allen verf gbaren Informationen ge kl rt und die Beschaffung aller offenen Informationen abgestimmt werden Fehlende falsche oder fehlerhaft interpretierte Informationen sind typische Fehlerquellen in Simulationsstudien Die notwendigen Informationen im Kick off Meeting also so fr h wie m glich einzufordern ist deshalb ein unersetzliches Qualit tsgebot Insofern ist es besonders wichtig innerhalb des Kick off Meetings alle Informationen bereitzustellen die ohne das pers nliche Gespr ch nicht nur unzureichend oder nur mit h herem Auf wand bermittelt werden k nnten Beisp
41. individuell und aufgabenspezifisch entscheiden muss welche der in den Checklisten enthaltenen Empfehlun gen tats chlich f r sein aktuelles Projekt relevant sind Andererseits stellen die Checklisten zwar fundierte Handlungsempfehlungen f r eine systema tische Projektdurchf hrung in jeder einzelnen Phase eines Simulationspro jektes dar erheben jedoch keinesfalls einen Anspruch auf Vollst ndigkeit Insgesamt 18 Checklisten die nachfolgend kurz vorgestellt werden be gleiten Auftraggeber und Auftragnehmer durch die einzelnen Phasen eines Simulationsprojektes Jede Checkliste besitzt eine eindeutige Bezeichnung sowie ein K rzel das aus einem C in Verbindung mit einer Zahl zwi schen 1 und 13 und ggf einem weiteren Ordnungskennzeichen a b oder c besteht Abb 3 stellt die Einordnung der Checklisten in das Vor gehensmodell f r Simulationsprojekte dar Sobald in einem Unternehmen geplant ist eine Simulationsstudie durchzuf hren sind verschiedene Grundsatzentscheidungen zu treffen Die Checkliste C7 Projektvorbereitung auf Auftraggeberseite unterst tzt hier bei den Auftraggeber In der Checkliste C2 Erstes Gespr ch sind alle wichtigen Punkte zusammengefasst die zur Vorbereitung Durchf hrung sowie Nachbereitung eines Abstimmungsgespr ches zwischen Auftragge ber und potentiellen Auftragnehmern zum Zweck der gemeinsamen Ziel und Strategieer rterung zu kl ren sind Hat ein Auftraggeber eine Zielbeschreibung v
42. ist zu ermitteln ob es interne oder durch Kunden oder Zulieferer definierte Vorgaben f r die Nutzung bestimmter Werkzeuge gibt F llt eine dieser Pr fungen positiv aus muss eine Untersuchung der grunds tzlichen Taug lichkeit der Software f r die aktuelle Simulationsaufgabe sowie eine ber pr fung der noch im Unternehmen vorhandenen Simulationskenntnisse durchgef hrt werden Steht aus einem der zuvor genannten Gr nde das Werkzeug bereits fest so ist das beste Dienstleistungsangebot auf Basis jenes Werkzeuges zu ermitteln Ist das Simulationswerkzeug hingegen nicht vorgeschrieben so ergeben sich prinzipiell zwei Alternativen f r das Vorgehen 3 3 Methodische Bewertung von Angeboten und Werkzeugen 91 e Die Werkzeugauswahl mit anschlie ender Angebotsauswahl erm glicht die maximale Kontrolle der Simulationsstudie da zun chst das bestge eignete Werkzeug anhand der eigens aufgestellten Bewertungskriterien ermittelt wird Im zweiten Schritt wird dann ein Dienstleister der mit dem festgelegten Werkzeug arbeitet anhand von Angeboten ausge w hlt In einigen F llen kann dies auch eine Dienstleistungsabteilung des Herstellers des ausgew hlten Werkzeuges sein Maximale Kontrolle bedeutet aber auch maximale Verantwortung Der Auftraggeber muss in der Lage sein selbst relevante Bewertungskriterien f r das Werkzeug aus der Aufgabenstellung abzuleiten e Die Angebotsauswahl mit anschlie ender Werkzeugauswahl birgt die Gefahr
43. jedoch ber aus kritisch zu betrachten Im Beispiel w rde die Aufteilung in Einzelvari anten rein statische Modelle ergeben die den Sachverhalt nur qualitativ wiedergeben aber keine quantitative Aussage im Ergebnis einer dynami schen Steuerung zulassen Modellierungstricks bergen dagegen die im mense Gefahr durch zus tzliche zumeist virtuelle Elemente nicht be herrschbare Nebeneffekte zu bewirken und sind oftmals nur schwer f r Dritte verst ndlich dokumentierbar Die Neuprogrammierung setzt voraus dass das genutzte Werkzeug eine nutzerseitige Programmierung erlaubt und unterst tzt Dabei ist jedoch im Vergleich zur Nutzung von Werkzeu gen die diese Funktionen auch ohne nutzerseitige Programmierung als Standard besitzen der Aufwand f r die Konzeptbildung Programmierung und Dokumentation als kritisch zu bewerten Dieser Aufwand wird insbe sondere durch das Vorliegen des notwendigen Fach und Programmierwis sen sowie von der f r die Dokumentation entscheidenden Standardisie rung und Lesbarkeit der werkzeugeigenen Programmiersprache bestimmt 5 7 Entscheidungshilfen bei ungeplanter Nachnutzung 167 Deshalb sei an dieser Stelle noch einmal auf die grunds tzlich qualit tssi chernden Aspekte bei der Werkzeugauswahl Abschn 3 3 3 verwiesen In diesem Zusammenhang ist auch zu betonen dass e die Nachnutzung nicht zu empfehlen ist wenn das urspr ngliche Modell und das Werkzeug in seiner aktuellen Version nicht meh
44. kann In Bezug auf das zu erstellende Modell wird bei der Aufgabendefinition insbesondere der Detaillierungsgrad der Modellkomponenten festgelegt und somit mit dem Auftraggeber die geplante Modellierung problembezo gen abgestimmt So kann der Auftraggeber seine Vorstellungen ber den Detaillierungsgrad einbringen indem er Mindestanforderungen an das Si mulationsmodell spezifiziert Im Zusammenhang mit der Festlegung der Anforderungen an den Detaillierungsgrad ist immer auch das Verh ltnis zwischen dem Aufwand und dem Nutzen eines erh hten Detaillierungs grades zu diskutieren Beispielsweise kann gemeinsam festgelegt werden dass die Abbildung der exakten Fahr und Bremszeiten eines Regalbedien ger tes in einem Hochregallager nicht f r die Aufgabenstellung von Inte 116 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie resse ist oder sogar dass ein ganzes Lager nur ber sein Ein und Ausla gerverhalten abgebildet werden muss In Modellen die sp ter auch zur A nimation von Abl ufen verwendet werden sollen ist hingegen losgel st von der eigentlichen Problemstellung und nur bedingt durch die Anforde rungen an die Ergebnisdarstellung ein erheblich h herer Detaillierungs grad bei der Modellierung notwendig als bei Modellen die nicht animiert werden m ssen Daneben kann der Auftragnehmer diese Phase der Aufgabendefinition nutzen um bei Bedarf die Kenntnisse des Auftraggebers ber die Problem l sungsmethode Simula
45. llungs werte der Mindest Soll und dealerf llung sowie f r das jeweilige Gewicht eines Kriteriums das in der vorhergehenden Stufe des Ent scheidungsprozesses ermittelt wurde Zur Verdeutlichung der Punkt vergabe k nnen bei den quantitativen Kriterien zus tzlich die indivi duellen Punkteskalen die vorab definiert wurden graphisch dargestellt werden Die Rubrik Alternativen stellt f r jedes zu bewertende Angebot bzw f r jedes zu bewertende Simulationswerkzeug eine separate Spalte bereit die im Kopf jeweils eine eindeutige Bezeichnung der Alterna tive enth lt F r jede Alternative sind die jeweiligen st Werte f r alle quantitati ven Kriterien in die entsprechenden Felder einzusetzen Diese sind aus den Angaben der Angebote der Dienstleister oder z B aus den Produktbeschreibungen der Simulationswerkzeuge abzuleiten Liegen diese Werte nicht vor so sind sie vor der Bewertung gezielt beim Anbieter zu erfragen Eine eigene Absch tzung dieser Daten ist nicht zul ssig Die Felder p enthalten je Kriterium i die erzielten Punkte der einzel nen Alternativen j Entsprechend der Gleichung Nn 8 Pj 2 4 sind f r alle quantitativen und qualitativen Kriterien i unter Verwen dung des jeweils zugeh rigen Kriteriengewichts g die Teilnutzwerte nj der Alternative j zu ermitteln und einzutragen Die Punktvergabe f r qualitative Kriterien gestaltet sich blicherwei se schwieriger als die Punktvergabe f r quantitative Krite
46. outs oder Organigrammen bestehen Umgekehrt k nnen bei kleineren Projekten mehrere Teile der Dokumentation verschiedener Projektphasen in einem Dokument zusammenfasst werden Die einzelnen Dokumentatio nen z B des Konzeptmodells und des formalen Modells berschneiden sich m glicherweise da oftmals ein Dokument durch die Weiterentwick lung des in der vorgeschalteten Projektphase erstellten Dokumentes ent steht Eine Simulationsstudie kann dar ber hinaus verschiedene Varianten ei nes Simulationsmodells erfordern z B aufgrund von mehreren Layoutal ternativen oder von verschiedenen Steuerungsstrategien Diese Modellva rianten sind durch alle Phasen des Simulationsvorgehensmodells Abb 1 geordnet zu dokumentieren und damit Bestandteile der jeweiligen Phasen ergebnisse Wichtig ist zudem eine durchg ngige und konsistente Versionierung der Dokument und Modellvarianten um sicherzustellen dass grunds tzlich die jeweils aktuelle Fassung verwendet wird Dar ber hinaus ist es sinn voll die Entstehung einzelner Entwicklungsschritte nachvollziehbar zu machen und eine erneute Verwendung der Vorg ngerversionen zu erm g lichen Insbesondere in gr eren Projekten mit mehreren Projektbearbei tern ist die Kennzeichnung aller Dokumentationsbestandteile mit einer eindeutigen Dokumentbezeichnung dem Namen des Dokumentbearbeiters und des Dokumentverantwortlichen dem Datum der Erstellung und einer eindeutigen Versionsnummer Versionsmanag
47. rung enth lt entweder eine Best tigung der Projektabnahme oder eine Liste noch zu erledigender Aufgaben bzw zu behebender M ngel s auch Mo dellabnahme und Projektabnahme in Abschn 2 2 3 2 2 2 Erg nzende Dokumente in Softwareprojekten Projekte mit einem Anteil im Bereich Software Engineering erfordern zu s tzlich zu den bisher vorgestellten Dokumenten eine integrierte Doku mentation des entwickelten Programms Balzert 2005 sowie ggf ein Handbuch f r den Benutzer Die f r Simulationsprojekte mit Softwarean teil unbedingt einzuplanenden Dokumente werden im Folgenden beschrie ben 2 2 Konsequente Dokumentation 25 Kommentierter Quellcode Wie jede andere Software auch muss der Quellcode der neu implementier ten Teile eines Simulationsmodells z B spezifische Steuerungen durch g ngig kommentiert werden Dies erleichtert die Verst ndlichkeit und sorgt f r bersichtlichkeit bei gr eren Modellen Zudem sind mit einer guten Kommentierung sp tere nderungen leichter m glich Beschreibung der Programmstruktur Zus tzlich zu den Kommentaren im Quellcode empfiehlt sich besonders f r den internen Gebrauch auch die Struktur des Programmcodes detail liert zu dokumentieren Beispielsweise k nnen f r komplexe Steuerungs strategien Struktogramme erstellt werden die den sp teren Einstieg in das Modell erleichtern Bei objektorientierten Simulationswerkzeugen bietet es sich an die vom Simulationsexperten definierte
48. tr ge in den an der aus den schraffierten Feldern bestehenden Diagona len gespiegelten K stchen umzukehren sind einem in einem K st chen auf der einen Seite der Diagonalen muss ein in dem K stchen an der gespiegelten Position gegentiberstehen Ist dies nicht der Fall so bedeutet dies dass der Anwender innerhalb des Bewertungsverfahrens eine Entscheidung hinsichtlich der Relevanz eines Kriteriums im paar weisen Vergleich zu einem zweiten Kriterium ge ndert hat Die Bewer tung ist damit ung ltig und muss wiederholt werden Die Markierung f r gleichrelevante Kriterien o muss hingegen auf beiden Seiten gleich sein Diese redundante Bewertung muss explizit erfolgen da f r jedes Kriterium ein Gewichtungsfaktor ermittelt werden muss Die Spalte Anzahl der enth lt die f r jedes Kriterium separat zu bestimmende Summe der F lle in denen das in einer Zeile eingetra gene Kriterium im paarweisen Vergleich zu einem in einer Spalte eingetragenen Kriterium als relevanter d h geeigneter f r die vorlie gende Aufgabenstellung eingestuft wird Die Summe erm glicht eine Aussage ber die absolute Relevanz eines Kriteriums In die Spalte Gewichtsfaktor g wird gem Gl 2 1 f r jedes Kriteri um der auf Basis des sich ergebenden Gewichtsbeitrags g einer posi tiven Bewertung ermittelte Wert eingetragen der abschlie end eine 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 59 Aussage ber die weitere Nutzung ei
49. tssicht neben der vom Auftraggeber vorzunehmenden C9b Projektabnahme eine ausf hrliche C11 Abschluss dokumentation zu erstellen und eine C12 Abschlusspr sentation beim Auf traggeber durchzuf hren Zunehmend werden Simulationsmodelle nach Projektabschluss f r glei che oder vergleichbare Aufgabenstellungen weiter oder wiederverwendet Die Checkliste C13 Nachnutzung beinhaltet die dabei aus Qualit tssicht zu ergreifenden Aktivit ten Grunds tzlich ist es m glich eine systematische Projektdurchf hrung in Form von einfachen Abhaklisten f r die zugeh rigen Handlungsempfeh lungen zu unterst tzen Bereits auf diese Weise kann sichergestellt werden dass alle Qualit tskriterien d h sowohl die f nf grundlegenden als auch ggf unternehmensindividuell zus tzlich vorhandene Qualit tskriterien Abschn 1 1 bei der Vergabe Durchf hrung und Nachbereitung einer Studie ber cksichtigt werden Die Autoren des vorliegenden Buches m chten aber einen Schritt weitergehen und statt einfacher Abhaklisten ein dynamisches Hilfsmittel bereitstellen das projektbegleitend auch organisa torische Daten wie Termine und Verantwortlichkeiten sowie Anmerkun gen zur Ausf hrung dokumentiert Die so entstandenen Checklisten dienen einerseits als Hilfsmittel zur Erlangung der gew nschten Prozess und Er gebnisqualit t einer Simulationsstudie und andererseits als Teil der Doku mentation des Gesamtprojektes Somit ist es m glich die Durchf hrung v
50. zu weiteren Dokumenten bzw Formularen sein Das Feld Seite enth lt die Angabe der fortlaufenden Seitenzahl sowie die Gesamtzahl der Seiten eines Punktbewertungsformulars f r An gebote oder Simulationswerkzeuge Aufgrund des vorgegebenen Formates ist es erforderlich bei mehr als f nf Alternativen die Be wertung ber mehrere Seiten zu erstrecken Die Struktur einer Lose blattsammlung erfordert daher eine eindeutige Kennzeichnung jeder einzelnen Seite des Bewertungsformulars nderungen an bereits vorgenommenen Bewertungen z B aufgrund aktualisierter Ist Werte von Alternativen sind im Feld nderungs vermerke mit Angabe von Alternative und Kriterium sowie des Da tums der nderung zu kennzeichnen und zu paraphieren Die Bewertung der Alternativen ist abschlie end vom Projektverant wortlichen abzunehmen Dies ist im Feld Abnahme durch Unterschrift und Angabe des Datums zu dokumentieren Grunds tzlich sind Bewertungsverfahren als Hilfsmittel zur Entschei dungsfindung zu verstehen Dies bedeutet dass dar ber hinaus Kalkulatio nen etwa zur technischen oder finanziellen berpr fung von Angeboten wertanalytische Betrachtungen und auch Erprobungen weiterhin g ltige Methoden zur Entscheidungsfindung sind Die Anwendung der vorgestellten Methoden in Entscheidungsprozessen wird in einem fiktiven Beispiel zur Angebotsauswahl im Abschn 3 3 2 demonstriert 3 Qualit tssichernde Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase E
51. 00 VDI 3633 2008 Rabe et al 2008 haben in ihrem Buch die verschiede nen Vorgehensweisen diskutiert und ihren Arbeiten ein einfaches und berschaubares Vorgehensmodell f r die Simulation Abb 1 zugrunde ge legt das die wichtigsten zu bearbeitenden Phasen mit ihren Ergebnissen darlegt Nicht explizit als Phase ausgewiesen ist die Dokumentation der Ergebnisse die in jeder Phase enthalten ist Das Vorgehensmodell stellt eine prinzipielle Abfolge zur Bearbeitung der einzelnen Phasen dar R ckspr nge und Iterationen sind aufgrund von fehlerhaften Zwischenergebnissen oder erweiterten Annahmen grunds tz lich m glich Das vorliegende Buch orientiert sich an diesem Vorgehens modell erweitert es jedoch um die Aspekte der Projektdefinition vor der eigentlichen Beauftragung und der Nutzung der Ergebnisse nach Ab schluss der Simulationsstudie Zier beschreibung SS Definitions und Angebotsphase lt gt A Start der I Simulationsstudie Aufgaben f Aufgaben I definition o gt spezifikation I I I A I gt Gyntemanayes E gt Konzeptmodell XR a I Daten l beschaffung Rohdaten l er nm oO De Modell E gt Formales formalisierun Modell 50 g ES ony TS Eu gt SE i E an bereitung 2 I hen N D Ausf hrbares G eae Modell 2 C I o I 7 S Experimente Simulations 1 Abschluss und Analyse _ er
52. 2 in die systematische Projektdurchf hrung ein Im Folgenden werden Fragestellungen zur Aufgabendefinition zu den verschiedenen Phasen der Modellbildung zur Durchf hrung und Analyse der Experimente sowie zur Beschaffung und Aufbereitung der Daten be handelt und konkrete Handlungsanweisungen und Checklisten zur Umset zung der anfallenden Aufgaben s Anhang gegeben Ma nahmen zur durchg ngigen Verifikation und Validierung werden in den folgenden Ab schnitten ausgeklammert Hierzu sei auf das Buch von Rabe et al 2008 verwiesen das sich ausschlie lich diesem Thema widmet Obwohl in diesem Kapitel alle Phasen der Modellbildung behandelt werden bedeutet das nicht notwendigerweise dass in jeder Studie auch al le Phasen durchlaufen werden m ssen In vielen Studien wird z B ohne den Entwurf eines formalen Modells direkt von der Systemanalyse zur Implementierung bergegangen Zudem kommt es h ufig vor dass eine Phase aus Mangel an Informationen und Daten oder aufgrund einer pro jektinternen Priorit tensetzung erst sp ter vollst ndig abgeschlossen wer den kann d h die Phasen werden in ihrer Abfolge unter Umst nden mehrmals durchlaufen und die Modelle dabei immer weiter verfeinert bzw erg nzt Mit diesen Vorbemerkungen wollen die Autoren zum Ausdruck brin gen dass zwar alle vorgestellten Ans tze und Methoden zur Qualit tsstei gerung beitragen aber in jeder Studie nur die jeweils notwendigen Vor schl ge umgesetzt werden
53. 6 Dortmund Bernhard J Wenzel S 2003 Kollaboratives Modellieren und Experimentieren in einer verteilten hybriden Simulationsumgebung Hohmann R Hrsg Simula tionstechnik Tagungsband zum 17 Symposium ASIM 2003 Otto von Guericke Universit t Magdeburg 16 19 September Reihe Fortschritte in der Simulationstechnik Ghent SCS S 367 372 Bernhard J Wenzel S 2005 Information Acquisition for Model Based Analysis of Large Logistics Networks In Merkuryev Y Zobel R Kerckhoffs E Hrsg Proceedings of the 19th European Conference on Modelling and Simulation simulation in Wider Europe ECMS 2005 S 37 42 Burghardt B 2001 Einf hrung in Projektmanagement 3 Auflage Publicis MCD Verlag M nchen DIN EN ISO 8402 1995 Qualit tsmanagement Begriffe Beuth Berlin Fowler J Rose O 2004 Grand Challenges in Modeling and Simulation of Com plex Manufacturing Systems Simulation Transactions of the Society for Computer Simulation International 80 9 469 476 Gerhard E 1998 Entwickeln und Konstruieren mit System 3 Aufl Expert Verlag Renningen Malmsheim Hemmrich A Harrant H 2002 Projektmanagement Hanser Verlag M nchen H mberg K Jodin D Leppin M 2004 Methoden der Informations und Datener hebung Technical Report Sonderforschungsbereich 559 Modellierung gro er Netze in der Logistik 04002 ISSN 1612 1376 Jodin D Mayer A 2005 Automatisierte Methoden und Systeme der Datenerhe bung Technical Report
54. 72 4 174 Literatur Sanchez SM 2006 Work smarter not harder Guidelines for designing simula tion experiments In Perrone LF Wieland FP Liu J Lawson BG Nicol DM Fujimoto RM Hrsg Proceedings of the 2006 WSC S 47 57 Sargent RG 2005 Verification and validation of simulation models In Kuhl ME Steiger NM Armstrong FB Joines JA Hrsg Proceedings of the 2005 Winter Simulation Conference S 130 143 Schruben L Singh H Tierney L 1983 Optimal tests for initialization bias in simulation output Operations Research 31 6 1167 1178 Schulze L 1988 Simulation von Materialflusssystemen Verlag Moderne Indust rie Landsberg Lech StraBburger S Schulze T Klein U 1998 Internet based simulation using off the shelf simulation tools and HLA In Medeiros DJ Watson EF Carson JS Manivannan MS Hrsg Proceedings of the 1998 Winter Simulation Confer ence S 1669 1676 VDI Richtlinie 2221 1993 Methodik zum Entwickeln und Konstruieren techni scher Systeme und Produkte VDI Handbuch Produktentwicklung und Kon struktion Beuth Berlin VDI Richtlinie 2225 1997 Konstruktionsmethodik Technisch wirtschaftliches Konstruieren Vereinfachte Kostenermittlung VDI Handbuch Produktent wicklung und Konstruktion Beuth Berlin VDI Richtlinie 2519 Blatt 1 2001 Vorgehensweise bei der Erstellung von Las ten Pflichtenheften VDI Handbuch Materialfluss und F rdertechnik 8 Beuth Berlin VDI Richtlinie 3633 Blatt 1 2008 Simulatio
55. Aktivit ten verwendet werden nderungen an bereits vorgenommenen Angaben in vorherigen Versio nen einer Checkliste oder an vorgegebenen Eintr gen wie etwa dem Wortlaut einer Aktivit t sind in den Eingabefeldern nderungsvermerke mit der laufenden Nummer der betroffenen Aktivit t sowie des Datums anzugeben und vom jeweiligen Bearbeiter zu paraphieren Die nde rungen m ssen vom Projektverantwortlichen gepr ft und ggf bei der Erstellung der n chsten offiziellen Version einer Checkliste bernom men werden e Jede Version einer Checkliste ist vor deren Ver ffentlichung vom Pro jektverantwortlichen abzunehmen Dies ist in den Eingabefeldern Ab nahme durch Unterschrift und Angabe des Datums vorzunehmen Das Datum der Unterschrift kann vom Datum der Version abweichen wenn der Projektverantwortliche die Konsolidierung der Daten aus den bei den Bearbeitern im Umlauf befindlichen Exemplaren einer Checkliste nicht selbst vornimmt sondern lediglich zu einem sp teren Zeitpunkt abzeichnet e Das Feld Seite dient zur Angabe der fortlaufenden Seitenzahl sowie der Gesamtzahl der Seiten einer Checkliste Aufgrund des vorgegebenen Formates des Formulars k nnen umfangreiche Checklisten mehrere Sei ten umfassen Diese Struktur einer Loseblattsammlung erfordert daher eine eindeutige Kennzeichnung jeder einzelnen Seite einer Checkliste Die im Anhang dieses Buches zur Verf gung gestellten Checklisten formulare stellen sowohl f r Auftragge
56. Angebotsalternati ven und Simulationswerkzeugen an Gerhard 1998 Der Entscheidungs prozess gliedert sich dabei in drei elementare Stufen 1 Ermitteln der f r die gegebene Aufgabenstellung geeigneten Bewer tungskriterien 2 Bestimmen relevanter Bewertungskriterien 3 Bewerten der Alternativen 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 51 Diese Gliederung l sst bereits erkennen dass nicht das Bewertungsver fahren selbst sondern die Auswahl der richtigen Bewertungskriterien den Schwerpunkt des Entscheidungsprozesses bildet Demzufolge wird an dieser Stelle auch keine bersicht ber prinzipiell in Frage kommende Bewertungsverfahren geliefert Vielmehr wird exemplarisch ein bew hrtes Bewertungsverfahren das als hinreichend und einfach in der Anwendung angesehen wird vorgestellt Ermitteln geeigneter Bewertungskriterien Die Bewertungskriterien zum Ermitteln der bestm glichen Alternative werden von den in der Zielbeschreibung festgelegten Anforderungen abge leitet Dies bedingt dass zun chst die Aufgabenstellung eindeutig und pr zise detailliert formuliert wird Die im n chsten Schritt abzuleitenden An forderungen m ssen gem Definition nach VDI 2221 1993 qualitative oder quantitative Festlegungen von Eigenschaften oder Bedingungen die eine L sung oder ein Produkt aufweisen oder erf llen muss hinsichtlich Funktionalit t Wirtschaftlichkeit Mensch Produkt Beziehungen oder der einzusetzenden Technologie beinhal
57. Auswahl des Simulations dienstleisters bzw f r die sp tere Durchf hrung der Studie e Der Umzug des Unternehmens soll zum Jahreswechsel stattfinden Die Studie muss entsprechend fr hzeitig im aktuellen Jahr fertig gestellt sein um die Ergebnisse in die Planung der neuen Fertigungshalle ein flie en lassen zu k nnen 3 3 Methodische Bewertung von Angeboten und Werkzeugen 95 e Die f r die Simulationsstudie erforderlichen Daten wie z B die Takt zeiten R stzeiten bei Produktwechsel Fahrzeiten der Transportmittel liegen nicht vollst ndig vor Die Datenbeschaffung soll daher als Teil der Studie mit beauftragt werden e In der Muster AG wird bislang kein Simulationswerkzeug eingesetzt Dies soll sich aber nach der Studie ndern Der Dienstleister soll folg lich ein entsprechend geeignetes Simulationswerkzeug f r die Studie einsetzen und sp ter in der Muster AG einf hren e Es sind derzeit keine Simulationskenntnisse im Unternehmen vorhan den Dennoch soll das vom Dienstleister f r die Studie anzufertigende Simulationsmodell sp ter von Mitarbeitern der Muster AG genutzt wer den k nnen Der Simulationsdienstleister wird aufgefordert eine Schu lung ber das von ihm genutzte Simulationswerkzeug f r 2 bis 3 Mitar beiter der Muster AG anzubieten e Wenn die Mitarbeiter der Muster AG nach Abschluss der Simulations studie das vom beauftragten Dienstleister erstellte Simulationsmodell selbst nutzen so wird gefordert dass de
58. Dienstleistungsangebote und Simulations werkzeuge unterst tzen 2 1 _Grundsatzentscheidungen bei der Projektvorbereitung Die Grundlagen f r eine qualitativ hochwertige Studie werden schon in ei nem sehr fr hen Stadium der Planungsphase d h unmittelbar nach der I dee f r eine Studie und damit vor ihrer Beauftragung vom Auftraggeber selbst durch grunds tzliche berlegungen und Entscheidungen geschaffen Der Auftraggeber muss sich dabei seiner Verantwortung bewusst sein dass die Qualit t einer Simulationsstudie zu einem bedeutenden Ma von den von ihm bereitgestellten Informationen und insbesondere von seinen in dieser Vorbereitungsphase getroffenen Entscheidungen abh ngt Diesem besonderen Stellenwert der Entscheidungen und Ma nahmen auf Auftrag geberseite im Vorfeld einer Simulationsstudie wird durch die Festlegung des grundlegenden Qualit tskriteriums Sorgf ltige Projektvorbereitung Abschn 1 1 Rechnung getragen Hingegen muss der Auftraggeber zur Erf llung dieses Qualit tskriteri ums nicht zwangsl ufig ber eigenes Wissen zur L sung seiner Aufgaben stellung oder ber eigene Simulationskenntnisse verf gen Sofern ein ex terner Dienstleister mit der Durchf hrung einer Studie beauftragt wird ist es dessen Aufgabe beispielsweise Fragen hinsichtlich des einzuschlagen den L sungsweges gemeinsam mit dem Auftraggeber zu er rtern z B Abschn 3 1 Jedoch muss der Auftraggeber meistens die Grundsatzent scheidungen z
59. Eine Besonderheit bei Simulationsprojekten ist die in der Regel zweistu fige Abnahme bestehend aus Modell und Projektabnahme Die Modellab nahme erfolgt nach der Verifikation und Validierung des ausf hrbaren Modells In diesem Schritt berzeugt sich der Auftraggeber davon dass das Modell f r den geplanten Untersuchungszweck geeignet ist d h dass Modell und Realit t hinreichend bereinstimmen um die in der Aufgaben spezifikation benannten Fragen zu beantworten Der Auftragnehmer muss den Auftraggeber dabei unterst tzen indem er ihm eine aussagekr ftige Dokumentation des Modells zur Verf gung stellt Die Modellabnahme erfolgt bereits zur Projektlaufzeit und ist im Sinne des Qualitatskriteriums Systematische Projektdurchf hrung Ab schn 1 1 die Voraussetzung f r Experimente und Analyse Abb 1 Die Ergebnisse der Simulation einschlie lich der abgeleiteten Interpretation sind zum Projektende Betrachtungsgegenstand der Projektabnahme As pekte der Modell und Projektabnahme werden in den Abschnitten 3 2 3 und 4 4 4 und 4 7 n her erl utert Die Nachnutzung umfasst Aspekte zur Nutzung der Simulationsmodelle im Sinne einer Wieder und Weiterverwendung Kap 5 1 3 Partner in einem Simulationsprojekt 9 1 3 Partner in einem Simulationsprojekt Der Anspruch des vorliegenden Buches ist alle in einem Simulationspro jekt involvierten Akteure zu unterst tzen Hierzu bedarf es einer nachvoll ziehbaren Trennung von Aufgabe
60. Entscheidung ber die Modellierung einer Kom ponente oder eines Details des realen Systems nicht m glich ist weil die Wirkzusammenh nge zu komplex oder unbekannt sind muss diese Frage stellung auf die Experimentphase verlagert und mittels entsprechender Ex perimente gekl rt werden Dort wird beispielsweise mittels Sensitivit ts analysen Law u Kelton 2000 ermittelt ob ein entscheidender Einfluss auf die Systemleistung vorliegt oder nicht und in welcher Auspr gung die Komponente aus diesem Grund in das Konzeptmodell aufgenommen wer den muss Dieses Vorgehen muss entsprechend eingeplant werden Sonst hat eine falsche Entscheidung unter Umst nden starke Auswirkungen auf das Projektergebnis ohne dass sp ter nachvollziehbar dokumentiert ist wie diese Entscheidung zu Stande gekommen ist Am Ende dieser Phase erh lt der Auftraggeber typischerweise eine se miformale oder deskriptive Beschreibung des Konzeptmodells z B ein Blockschaltbild und den dazu geh rigen Beschreibungstext Festlegung der zu beschaffenden Informationen und Daten Aus der Aufgabenspezifikation erkennt der Simulationsexperte in der Re gel welche Informationen bei einer Simulation auf jeden Fall ben tigt werden z B Layoutinformationen ber die Fabrikhalle oder Auftragsda ten der letzten sechs Monate Er ist bereits w hrend der Systemanalyse be strebt f r jede einzelne Komponente des Konzeptmodells die Datenlage 4 4 Phasen der Modellbildung 133 bei
61. Experten aus den Fachbereichen des Unternehmens alle Elemente des Konzeptmodells systematisch be trachten und versuchen Unstimmigkeiten innerhalb des Modells oder Dis krepanzen zwischen dem Konzeptmodell und anderen bereits vorliegen den Phasenergebnissen aufzudecken Gelingt dies nicht gilt der Test als bestanden Bei der spezifischen Durchf hrung des Tests ist offenbar die Zuordnung zu Verifikation oder Validierung ohne Belang Ausf hrlichere Definitionen von Verifikation Validierung und Test so wie von verwandten Begriffen finden sich bei Rabe et al 2008 Kap 2 2 3 2 Anwendung von V amp V Techniken Ein wesentlicher Aspekt der V amp V ist die sorgf ltige Auswahl der jeweils spezifisch geeigneten V amp V Techniken Rabe et al 2004 Hierzu ist die Kenntnis der verf gbaren Verfahren sowie deren richtiger Anwendung ei ne unbedingte Voraussetzung Erfahrungen der Autoren dieses Buches be legen jedoch dass diese Techniken oft nicht vollst ndig bekannt sind oder nicht korrekt angewendet werden Dies gilt durchaus auch f r Personen die Simulation h ufig einsetzen Das Wissen welche Verfahren existieren wann sie anwendbar sind und wie sie korrekt eingesetzt werden ist eine unabdingbare Voraussetzung f r die Durchf hrung der Simulationsstudien Tests in V amp V sind h ufig subjektiv gepr gt d h nicht unabh ngig von der testenden Person So darf Animation legitim eingesetzt werden um ein 34 2 Grundlegende Qualit tskri
62. Form eines Lastenheftes s VDI 2519 2001 oder VDI 3633 Blatt 2 1997 2 2 Konsequente Dokumentation 21 Angebot Basierend auf der Zielbeschreibung erstellen die potentiellen Auftragneh mer ein Angebot das den Leistungsumfang beschreibt aber auch auff hrt was explizit nicht Bestandteil des Leistungsumfanges ist Au erdem wer den hier die Verantwortlichkeiten im Projekt sowie rechtliche Rahmenbe dingungen festgeschrieben Ein weiterer wichtiger Bestandteil des Ange botes ist eine Kostenaufstellung s Angebot in Abschn 2 2 3 Vertrag Bei der Beauftragung wird ein Vertrag zwischen Auftraggeber und Auf tragnehmer geschlossen der die rechtlichen Rahmenbedingungen zur Durchf hrung des Projektes schriftlich fixiert Bestandteile eines solchen Vertrages sind beispielsweise der Auftrag eine Auftragsbest tigung eine Geheimhaltungserkl rung und ggf ein separates Vertragsdokument das besondere Details wie in Frage kommende Kriterien zur vorzeitigen Pro jektbeendigung z B Verlagerung der Produktion Terminverzug oder zur Freigabe von optionalen Arbeitspaketen beinhaltet Sind Auftraggeber und nehmer verschiedene Abteilungen desselben Unternehmens d h ein und dieselbe juristische Person wird die Regelung der Zusammenarbeit in einer gleichwertigen internen schriftlichen Verein barung empfohlen Aufgabenspezifikation Auf Basis der Zielbeschreibung erstellt der Auftragnehmer zu Beginn des Projektes gemeinsam mit dem Au
63. Frage nach der Eignung kann f r die Modelle die Dokumente die Bearbeiter und die Werkzeuge nicht so einfach und bergreifend wie die Frage nach deren Verf gbarkeit beantwortet werden Zweifelsohne steht die Eignung der Simulationsmodelle im Betrachtungsfokus Deren Eig nung im Sinne ihrer Nutzbarkeit f r die neue Aufgabenstellung wird zuerst davon bestimmt inwieweit eine bereinstimmung der Untersu chungsziele und insbesondere der Betrachtungsgegenst nde zwischen der vorangegangenen und der neuen Simulationsstudie existiert Ist diese U 156 5 Nachnutzung von Simulationsmodellen bereinstimmung in einem hinreichenden Ma e offensichtlich so ist die Eignung ferner davon abh ngig ob es m glich ist das Modell an die ge nderten Untersuchungsziele Weiterverwendung oder den ge nderten Betrachtungsgegenstand Wiederverwendung anzupassen Die Einsch t zung der Eignung ist deshalb stark von dem damit verbundenen Aufwand abh ngig Dies ist aber keinesfalls allein eine Frage der Eigenschaften des vorhandenen Modells sondern z B auch eine Frage ob der zur Verf gung stehende Bearbeiter in der Lage ist mit den vorliegenden Dokumenten und dem gegebenen Werkzeug die notwendige Modellanpassung einschlie lich aller Ma nahmen der V amp V zur Pr fung der G ltigkeit des ver nder ten Modells fachlich richtig und termingerecht durchzuf hren Sind die Verf gbarkeit und Eignung von Modell Dokumenten und Werkzeug gegeben kan
64. Jahres an und beinhaltet eine erwartete Projektlaufzeit von ca zwei Monaten Dies bedeutet dass die Simulationsergebnisse zwar noch kurz vor dem geplanten Umzugstermin vorliegen w rden die Ergebnisse jedoch nicht mehr f r die Layout und Materialflussplanung in der neuen Produktionshalle verwendet werden k nnen Angebot 3 des Dienstleisters C erf llt damit die Ja Nein Forderung Zeitliche Verf gbarkeit nicht und scheidet aus dem Auswahlprozess aus Bewertung der Angebote Die nach Pr fung der Ja Nein Forderungen verbleibenden vier Angebote werden mit dem Punktbewertungsverfahren nach Gerhard 1998 hinsicht lich des jeweiligen Erf llungsgrades f r die gem der Kriteriengewich tung acht relevanten Kriterien bewertet Das entsprechend ausgef llte Be wertungsformular ist in Abb 18 dargestellt Ein aussagekr ftiges Ergebnis bzgl der Eignung der einzelnen Angebo te liefern nur die Nutzwerte da diese die jeweilige Kriteriengewichtung im Rahmen des aktuellen Projektes ber cksichtigen Wie im Falle der Muster AG k nnen die Nutzwerte allerdings eine andere Aussage als die Punkt summen bzw die Wertigkeiten liefern Das Angebot 2 vom Dienstleister B ist das bestgeeignete Angebot da es bei den Kriterien mit den h heren Gewichtsfaktoren also bei den relevanteren Kriterien im Sinne der aktuell vorliegenden Aufgabenstellung jeweils die h here Punktzahl im Vergleich zu Angebot 4 mit der h heren Gesamtpunktzahl erzielt hat und so
65. Nein Forderung nach Pr sentation pr fen Werkzeuge mit Punktbewertungsverfahren bewerten Lizenzen des f r die Aufgabenstellung bestgeeigneten Werkzeuges beschaffen Mitarbeiter schulen Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version ir 5 Zeichen Anhang A2 Checklisten 197 Projektpartner Checkliste Phase Be erg nzende Unterlagen Deadline Aktivit t REIT Relevanz Dokument Bearbeiter Priorit t Organisatorisches Besprechungsort Zeitpunkt und Dauer festlegen Teilnehmerkreis ausw hlen und einladen Besprechungsraum reservieren und technische Ausstattung absichern Vorortbesichtigung der Anlage einplanen Moderation zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer abstimmen Protokollanten bestimmen Gespr chsprotokoll zeitnah erstellen Tischvorlagen erstellen Protokoll abstimmen Verteiler festlegen und verteilen federf hrenden Ansprechpartner beim Auftraggeber vereinbaren Ansprechpartner f r Datenbereitstellung beim Auftraggeber festlegen zust ndige Mitarbeiter beim Auftragnehmer benennen untersuchungsrelevantes System gemeinsam begehen Zeitplan mit Meilensteinen pr zisieren Fachinhaltliches gemeinsames Verst ndnis ber Ziele und Aufgabenstellung schaffen zu untersuchendes System gemeinsam abstimmen Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version ir 5 t Zeichen 198 Anhang A2 Checklisten Projektpartner Checkliste Phase ee
66. Principles Methodology Advances Applications and Practice John Wiley amp Sons New York Bayer J Collisi T Wenzel S 2003 Simulation in der Automobilproduktion VDI Springer Berlin Becker J Rosemann M Sch tte R 1995 Grunds tze ordnungsgem er Modellie rung Wirtschaftsinformatik 37 5 435 445 Bel Haj Saad S Best M K ster A Lehmann A Pohl S Qian J Waldner C Wang Z Xu Z 2005 Leitfaden f r Modelldokumentation Abschlussbericht Stu 172 Literatur dienkennziffer 129902114X Institut f r Technik Intelligenter Systeme ITIS Neubiberg Bell PC O Keefe RM 1987 Visual Interactive Simulation History Recent De velopments and Major Issues Simulation 49 3 109 116 Berchtold C Brade D Hofmann M K ster A Krieger T Lehmann A 2002 Ve rifizierung Validierung und Akkreditierung von Modellen und Simulationen BMVG Studienauftrag Nr M GSPO Z0076 9976 Abschlussbericht ITIS e V M nchen Bernhard J Jessen U Wenzel S 2004 Management dom nenspezifischer Model le in der Digitalen Fabrik In Mertins K Rabe M Hrsg Tagungsband zur 11 ASIM Fachtagung Simulation in Produktion und Logistik Stuttgart IRB Verlag S 289 298 Bernhard J Jodin D H mberg K Kuhnt S Sch rmann C Wenzel S 2007 Vor gehensmodell zur Informationsgewinnung Prozessschritte und Methoden nutzung Technical Report Sonderforschungsbereich 559 Modellierung gro er Netze in der Logistik 06008 ISSN 1612 137
67. and je komplexer das Modell und nicht zuletzt je gr er der zeitliche Abstand zum vorausgegangenen Projekt umso aufw ndiger wird schon die Ent scheidungsfindung ber die Machbarkeit Deshalb ist ausgehend von der 5 3 Pr fung von Machbarkeit und Zweckm igkeit 157 neuen Zielstellung ein sequentielles Pr fen der Verf gbarkeit und Eig nung sinnvoll Da die berpr fung der Verf gbarkeit f r Modell Dokumente Bearbei ter und Werkzeug oft weniger aufw ndig ist als die Einsch tzung der je weiligen Eignung kann diese vorweggenommen werden Der Zugang zur Bewertung der Modelleignung erfolgt berwiegend ber die Dokumente Damit steht die Eignung der Dokumente aber auch zuerst im Betrachtungs fokus F llt eine Pr fung negativ aus und existieren keine Alternativen ist die Machbarkeit nicht gegeben und der Vorgang wird abgebrochen Kommen f r die Nachnutzung mehrere Modelle in Frage ist f r alle Al ternativen zuerst die Verf gbarkeit und die Eignung der Dokumente und Modelle zu betrachten und danach f r die am besten geeigneten Modelle die Pr fung der Werkzeuge und Bearbeiter vorzunehmen Fallbezogen kann auch die Pr fung von Alternativen bei der Auswahl der Bearbeiter sinnvoll sein Gegen ber der einfachen sequentiellen Pr fung kann daraus aber auch die Notwendigkeit resultieren sowohl die Eignung der Doku mente als auch des Modells noch einmal unter den ver nderten Bedingun gen zu hinterfragen Unabh n
68. and von Beispielen aus vergleichbaren Projekten von Referenzkunden der Dienstleister erl utern Ggf ist es zudem sinnvoll diese Referenzkun den zu besuchen und sich die Vor und Nachteile der Simulationswerkzeu ge vor Ort pr sentieren zu lassen 92 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase 3 3 2 Angebotsauswahl In diesem Abschnitt wird anhand der Auswahl eines Simulationsdienstleis tungsangebotes exemplarisch die konsequente Anwendung der in Ab schnitt 2 5 2 vorgestellten Methoden zur Gewichtung von Bewertungskri terien sowie zur Bewertung und Auswahl von Angeboten und Werkzeugen demonstriert Das nachfolgend dargestellte Beispiel f r eine Angebotsauswahl basiert auf einer rein fiktiven Ausgangssituation in einem beliebigen Unterneh men und f hrt ausschlie lich allgemeine Kriterien zur Bewertung an Dar ber hinaus sind die Aufgabenstellung die Zielbeschreibung sowie die Randbedingung zwar denkbar jedoch zur Konstruktion des Beispiels frei erfunden Diese Vorgehensweise wird von den Autoren dieses Buches ge w hlt um die bertragbarkeit des Beispiels auf die mannigfaltigen realen unternehmensspezifischen Gegebenheiten nicht einzuschr nken Das Bei spiel dient entsprechend als Leitfaden f r die Anwendung der Methoden und erhebt weder einen Anspruch auf Vollst ndigkeit noch einen An spruch auf Allgemeing ltigkeit Die im Anschluss an die Darstellung des Beispiels durchgef hrte Be wertung und Auswahl von f nf
69. ang sowie Rabe et al 2008 Kap 4 Die Verweise sind in der Form Dx y angegeben Dabei steht D f r Do kument x gibt die Nummer des Dokumentes und y f r das soge nannte Kapitel des Dokumentes in dem die jeweiligen Ergebnisse zu dokumentieren sind Gem der definierten Struktur werden die folgen den acht Dokumente unterschieden D1 Zielbeschreibung D2 Aufgabenspezifikation D3 Konzeptmodell D4 Formales Modell 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 47 D5 Ausf hrbares Modell D6 Simulationsergebnisse DR Rohdaten DA Aufbereitete Daten Kann die Dokumentation des Ergebnisses einer Aktivit t nicht der Do kumentstruktur gem dem Vorgehensmodell nach Abb 1 zugeordnet werden so ist dies in der Spalte Dokument durch den Eintrag eD f r eigenes Dokument vermerkt Hierbei handelt es sich beispielsweise um Sitzungs und Abnahmeprotokolle oder Pr sentationsunterlagen Ist hingegen das Ergebnis einer Aktivit t nicht zu dokumentieren wie bei spielsweise die Reservierung eines Raumes f r die Durchf hrung des Kick off Meetings so ist dies durch eine entsprechende Markierung in dieser Spalte angezeigt In die Spalte Bearbeiter ist f r jede Aktivit t der Name oder ein eindeu tiges Namensk rzel der mit der Durchf hrung der Aktivit t verantwort lich beauftragten Mitarbeiter einzutragen Dieser Eintrag ist zusammen mit dem geplanten Abschlusszeitpu
70. ang zur Formalisierung da das formale Modell alle f r die sp tere Implementierung notwendigen Bestandteile wie z B Modellstruktur Komponenten mit ihrem jeweiligen Detaillierungsgrad und deren Datenspezifikation sowie eine formale Be schreibung der Ablauflogiken pr zise und eindeutig formuliert enthalten muss Die bei der Erstellung des formalen Modells verwendeten Ans tze entsprechen weitgehend denen der Systemanalyse Abschn 4 4 2 Der Unterschied zwischen Konzeptmodell und formalem Modell liegt in dem Formalisierungsgrad der Ausarbeitung Die Dokumentation des formalen Modells ist so auszuf hren dass ein anderer Simulationsexperte auf der Basis dieser Beschreibung das Simulationsmodell implementieren k nnte F r die Transformation des Konzeptmodells in ein formales Modell gibt es hnlich wie beim Software Entwurf kein allgemein g ltiges Verfahren sondern bestenfalls grobe Handlungsanweisungen 134 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie Bei vielen Simulationsstudien stellt sich die Frage ob die Erstellung ei nes formalen Modells entfallen kann d h ob nicht direkt vom Konzept modell zur Implementierung bergegangen werden kann Der Aufwand kann in dieser Phase erheblich sein da hier Dokumente mit der formal sauberen Beschreibung f r den in der Implementierungsphase zu entwi ckelnden Programmcode erstellt werden Dieser Schritt f hrt jedoch zur Qualit tssteigerung da nun bei sp teren Unstimmigke
71. aren identisch vorzunehmen e Das Eingabefeld Verantwortung ist f r den Namen sowie ggf die Firma und die Abteilung der Person der die Verantwortung f r die zugeh rige Projektphase bertragen wird vorgesehen Diese Person nachfolgend der Projektverantwortliche muss letztlich auch die ausgef llte Check liste zum Abschluss der Projektphase abnehmen und dies durch Unter schrift im Fu bereich jeder Seite einer Checkliste belegen Arbeitsbereich Der Arbeitsbereich des Formulars beinhaltet sowohl die Beschreibung als auch die organisatorischen Angaben f r die einzelnen der als Handlungs empfehlungen zu verstehenden Aktivit ten Abb 6 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 45 e Die Spalte Aktivit t im Arbeitsbereich beinhaltet die wesentlichen Ein tragungen eines Checklistenformulars Die Felder dieser zentralen Spal te Abb 4 enthalten die Aktivit ten die in einer Projektphase zur Erf l lung der grundlegenden Qualit tskriterien durchgef hrt werden sollen Die Aktivit ten sind jeweils in Form einer kurzen klar verst ndlichen Anweisung formuliert In den Checklisten im Anhang sind bereits alle von den Autoren dieses Buches vorgeschlagenen Aktivit ten in den ein zelnen Projektphasen eingetragen Weiterf hrende Erl uterungen sind den entsprechenden Abschnitten dieses Buches zu entnehmen Selbst verst ndlich steht es dem Anwender der Checklisten frei zus tzliche z B firmen oder projektspezifische Anforderu
72. b gebildet wurden Modellabnahme Die Modellabnahme ist der Verifikation und Validierung des ausf hrbaren Modells nachgeschaltet und setzt ein g ltiges valides Modell voraus Sie beinhaltet die Best tigung der Glaubw rdigkeit des Simulationsmodells und seiner Nutzbarkeit f r die gegebene Aufgabenstellung unter Ber ck sichtigung der projektspezifisch festgelegten Akzeptanz bzw Abnahme kriterien Abschn 3 2 3 und Checkliste C9a Modellabnahme Basis sind die im Projektverlauf entstandenen Dokumentationen insbesondere auch die Dokumentation der Verifikation und Validierung zu allen Projekt schritten Die Abnahme des Modells erfolgt explizit und schriftlich und o 30 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte rientiert sich an den in der Aufgabenspezifikation formulierten Abnahme bzw Akzeptanzkriterien Sie wird mit der Freigabe des Modells durch den Auftraggeber abgeschlossen Simulationsergebnisse Zu einem Simulationsexperiment werden f r jeden einzelnen Lauf die Er gebnisse zu den in der Aufgabenspezifikation festgelegten Gr en z B Durchsatz dokumentiert F r jeden Simulationslauf ist die Einstellung al ler variablen Parameter zu benennen Weiterhin m ssen hier der Simulati onszeitraum und ggf die Dauer der Einschwingphase angegeben sowie Aussagen zur statistischen Signifikanz der Simulationsergebnisse gemacht werden Die Ergebnisse werden analysiert und Schlussfolgerungen f r die Realit t a
73. beitungsreihenfolge Die Angabe von Terminen ist in jeder Phase und f r jede Aktivit t erforderlich um di rekt von Beginn eines Simulationsprojektes an den verf gbaren zeitli 48 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte chen Gesamtrahmen zu kontrollieren Die Deadline ist vom Projektver antwortlichen so zu w hlen dass der Verlauf des Projektes in seiner Ge samtheit nicht gef hrdet wird e In die Spalte Erg nzende Unterlagen Anmerkungen Abb 4 k nnen bei der Projektdurchf hrung Verweise auf zus tzliche Dokumente und Dateien die einer Aktivit t zuzuordnen sind eingetragen werden Somit kann z B jederzeit schnell auf einzelne Daten eines Simulationsprojek tes zugegriffen werden In dieser Spalte ist auch Platz f r kurze Kom mentare zum Status einer Aktivit t Vermerke zu deren Durchf hrung oder auch Begr ndungen f r Entscheidungen oder das Fehlen von Ana lysen FuBbereich Im Fu bereich des Checklistenformulars werden schlie lich die organisa torischen Angaben zur Checkliste eingetragen Abb 7 Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme C1 1 Nr 14 Datum 31 07 07 Zeichen PY Datum 08 08 07 Version Datum Nr Datum Zeichen Unterschrift 1 3 02 08 07 Nr Datum Zeichen IM Muslermenn Abb 7 Fu bereich des Checklistenformulars e In das Eingabefeld Dokumentnummer ist f r jede Checkliste eine ein deutige Nummer bzw Bezeichnung einzutragen Die Nomenklatur kann dabei frei
74. ben Danach werden die Aufgabenstellung die Untersuchungsziele und der Modell zweck formuliert Liegen mehrere konkurrierende Ziele vor z B enge terminliche Vorgaben und hohe Variantenvielfalt muss eine Priorisierung der Ziele durchgef hrt werden In Abschnitt 3 1 3 werden Regeln zur For mulierung der Zielbeschreibung f r ein Simulationsprojekt erl utert s auch Checkliste C7 Projektvorbereitung auf Auftraggeberseite und Doku mentstruktur D Zielbeschreibung Angebot Basierend auf einem ersten Gespr ch zwischen Auftraggeber und poten tiellem Auftragnehmer Abschn 3 1 1 und Checkliste C2 Erstes Gespr ch werden in einem Angebot die Ausgangssituation beim Auftraggeber der 2 2 Konsequente Dokumentation 27 Betrachtungsgegenstand das Projektziel und die einzusetzende L sungs methode dargestellt Die Beschreibung des Angebotsumfanges umfasst ei ne Aufschl sselung aller Arbeitspakete im Projekt Abschn 3 2 1 Auch Leistungen die explizit nicht im Angebot enthalten sind wie z B eine Datenerhebung durch den Auftraggeber werden benannt Weiterhin m s sen im Angebot Aussagen zu Terminen zu Kosten und zu rechtlichen Rahmenbedingungen enthalten sein Abschn 3 2 und Checkliste C3 Ange botserstellung Aufgabenspezifikation Die Aufgabenspezifikation entsteht aus der inhaltlichen Konkretisierung der Zielbeschreibung im Hinblick auf das Projektziel sowie das zu unter suchende System und seine Teilsysteme Dies impliziert
75. ber als auch f r Auftragnehmer ein fach zu handhabende Hilfsmittel dar um die Qualit t in jeder Phase eines Simulationsprojektes sicherzustellen Dabei k nnen die Checklisten dem Simulationserstanwender durchaus als Leitfaden dem erfahrenen Simula tionsexperten vielleicht eher als Nachschlagewerk dienen Grunds tzlich muss einem Anwender der Checklisten aber bewusst sein dass diese ihn bei seiner Arbeit zwar unterst tzen sollen jedoch keine Garantie f r die Erzielung der gew nschten Qualit t darstellen k nnen Die Umsetzung der Handlungsempfehlungen in qualit tsorientiertes Handeln obliegt letztend lich dem Projektverantwortlichen und den Bearbeitern Ferner muss der Projektverantwortliche entscheiden ob er abh ngig von der jeweiligen 50 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte Aufgabenstellung einer Simulationsstudie von den spezifischen Projektre striktionen oder den Rahmenbedingungen f r die Durchf hrung einzelne Handlungsempfehlungen oder einzelne Checklisten unber cksichtigt l sst Andererseits kann es erforderlich sein zus tzliche Aktivit ten durchzuf h ren und die thematisch zugeh rigen Checklisten entsprechend zu erwei tern Auch hierzu l sst die Struktur des vorgestellten Checklistenformulars den notwendigen Spielraum 2 5 2 Methoden In Abschnitt 2 1 wurde bereits darauf hingewiesen dass in einem Unter nehmen vor Beginn einer Simulationsstudie verschiedene Entscheidungen zu tr
76. bgeleitet In diesem Zusammenhang wird auch die Bedeutung der Ergebnisse f r den praktischen Betrieb des Auftraggebers dargestellt Abschn 4 5 sowie Checkliste C10 Durchf hrung von Experimenten und Dokumentstruktur D6 Simulationsergebnisse Abschlusspr sentation F r die Abschlusspr sentation erstellt der Auftragnehmer Pr sentationsun terlagen die beginnend mit dem Projektziel den Projektverlauf und die wesentlichen Projektergebnisse zusammenfassen Je nach Wissensstand des Zielpublikums kann die Darstellung mehr oder weniger detailliert er folgen Wichtige Inhalte der Abschlusspr sentation sind neben dem Projektziel Aussagen ber die verwendeten Daten die Struktur des Simulationsmo dells und die Simulationsergebnisse Auch die Umsetzung der erzielten Ergebnisse in den praktischen Betrieb und damit letztlich der Nutzen der Simulationsstudie f r den Auftraggeber muss deutlich zum Ausdruck kom men F r die Effizienz der Abschlusspr sentation kann es hilfreich sein dem Auftraggeber vorab Dokumente z B Pr sentationsfolien vorl ufiger Ab schlussbericht zukommen zu lassen In diesem Fall sollte der Auftragge ber aufkommende Fragen vor der Pr sentation formulieren und dem Auf tragnehmer mitteilen Abschn 4 6 sowie Checkliste C77 Abschluss pr sentation 2 3 Durchg ngige Verifikation und Validierung 31 Abschlussdokumentation Die Abschlussdokumentation f r eine Simulationsstudie fasst die f r den Auftraggeber wic
77. bot hierf r weitere Unterarbeitspakete definiert werden Des Weiteren sei darauf hingewiesen dass das erste Arbeitspaket nicht in Anlehnung an das Vorgehensmodell Aufgabendefinition sondern Herstellung der technischen Klarheit hei t Inhaltlich ist dieses Arbeitspaket vollst ndig 3 2 Das Angebot 81 konform mit der Projektphase Aufgabendefinition Diese Arbeitspakets benennung kann in einem Angebot jedoch ggf irref hrend sein und zu Missverst ndnissen f hren Zu jedem Arbeitspaket sind stets die jeweiligen Inhalte Was ist zu ma chen die Art des Vorgehens Wie ist es zu machen der jeweils ver antwortliche Partner Wer macht es der Zeitrahmen Bis wann muss es gemacht sein und das Arbeitspaketergebnis Was wird erreicht aufzu f hren Die vollst ndige und konsistente Ausarbeitung des Angebotes er fordert in jedem Fall das mit der Durchf hrung verbundene unternehmeri sche Risiko abzusch tzen und die Machbarkeit einer erfolgreichen Projektabwicklung zu berpr fen F r die Planung des Projektverlaufs sind insofern auch soweit m glich extern bedingte zeitliche Einfl sse zu be r cksichtigen die zu einer verz gerten Projektbearbeitung f hren k nnten Hierzu z hlen beispielsweise Termine f r notwendige Abstimmungsge spr che zur Kl rung der Untersuchungsziele oder zur Modellabnahme so wie die Einholung der Zustimmung durch den Betriebsrat vor Beginn einer Datenaufnahme vor Ort Abb 15 ze
78. bschn 2 3 Die jeweils zu verwendenden Akzeptanzkriterien sind pro jektspezifisch festzulegen und k nnen sich auf alle technischen und funk tionalen Eigenschaften der Zwischen und Endergebnisse einer Simulati onsstudie beziehen Abschn 4 2 3 Hierbei k nnen grunds tzlich Unterschiede in Abh ngigkeit von der sp teren Verwendung der erstellten Simulationsmodelle bestehen Beispielsweise kann bei einer Nutzung des Simulationsmodells w hrend des laufenden Betriebes das Laufzeitverhal ten ein wichtiges Abnahmekriterium sein Soll lediglich eine simulations gest tzte Analyse f r eine Planungsaufgabe erfolgen ist die Modelllaufzeit ggf nicht von so hoher Relevanz Sp testens mit der Formulierung der Aufgabenspezifikation Abschn 4 2 liegen auch implizite Abnahmekrite rien vor da die Fertigstellung der dort definierten Arbeitspakete die Vor aussetzung f r die Modell und Projektabnahme ist In Erg nzung k nnen die Abnahmekriterien auch die Einhaltung von Zeit und Kostenzielen des Projektes oder Aspekte der Projektabwicklung beinhalten und umfassen damit unterschiedliche Kriterien die sich auf die Produkt Prozess und Projektqualit t beziehen Balci 2003 Da die Abnahme eines lauff higen Simulationsmodells in der Regel durch V amp V Methoden unterst tzt wird m ssen hierf r ggf entsprechende Vorbereitungen getroffen werden die im Rahmen des Projektes zu benen nen sind Soll z B die Abnahme durch den Vergleich der Simula
79. bsszenarien Normalbetrieb Hochlastbetrieb Notfall betrieb etc unabh ngig voneinander untersucht wobei jeweils L nge und Anzahl der spezifischen Simulationsl ufe neu festzulegen sind e Das System muss auf seltene Ereignisse untersucht werden die einen starken Einfluss auf das Systemverhalten haben wie z B gravierende Ausf lle Soweit seltene Ereignisse zu erwarten sind ist jeweils zu entscheiden wie diese Ereignisse in den Experimenten behandelt werden Dabei ist stets auch das Ziel der Simulationsstudie zu ber cksichtigen z B ob die Anlage nur im Normalbetrieb oder auch in Ausnahmesituationen betrach tet werden soll Im ersten Fall kann es sinnvoll sein seltene gravierende Ereignisse nicht im Modell zu ber cksichtigen Im zweiten Fall kann es sogar zweckm ig sein dass solche Ereignisse bewusst herbeizuf hren um zu pr fen wie sich das System in diesem Fall verh lt Seltene Ereignisse m ssen mehrmals stattfinden wenn sie ber cksich tigt werden sollen und einen gro en Einfluss auf das Simulationsergebnis haben damit das dadurch verursachte Systemverhalten statistisch signifi kant gemessen werden kann Ist dies aus Gr nden der Laufzeit nicht m g lich so ist zu berlegen ob diese Ereignisse ganz aus dem Modell entfernt werden k nnen bzw m ssen Diese Entscheidung muss auf jeden Fall do kumentiert werden Ein typisches Beispiel f r diese Kategorie von Ereig nissen sind Ausf lle von Betriebsmitteln Wenn
80. bst ein Ja Nein Kriterium dar Der Sollwert kennzeichnet den Wert einer Forderung der erforderlich ist um die Erreichung aller Ziele die mit einem Simulationsprojekt oder einem Simulationswerkzeug verfolgt werden zu erm glichen Dement sprechend beschreibt der Bereich zwischen Soll und Mindesterf llung Werte die zwar noch tragbar sind jedoch eine Verschlechterung des Er gebnisses verursachen k nnen Der Bereich zwischen Soll und Idealerf l 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 61 lung umfasst entsprechend Werte f r eine Forderung die eine Ergebnis verbesserung erwarten lassen Die Idealerf llung kennzeichnet letztlich den Wert einer Forderung der z B technisch oder finanziell maximal realisierbar ist und das Ergebnis gegen ber der Zielvorgabe deutlich verbessern w rde Derartige Angaben sind sowohl f r quantitativ als auch f r nur qualitativ erfassbare Forde rungen m glich F r Letztere sind verbale Formulierungen erforderlich Die Auspr gungen der Eigenschaften der zu bewertenden Angebote o der Simulationswerkzeuge stellen Ist Werte dar die im Rahmen des Be wertungsverfahrens mit den zuvor definierten Werten f r die Mindest die Soll und die Idealerf llung verglichen werden Entsprechend ist vor der eigentlichen Bewertung ein Schema f r eine Punktvergabe zu definieren Dabei ist zu beachten dass die Vorteile der Anwendung eines Punktbewer tungsverfahrens nur dann zum Tragen kommen wenn der Aufwand
81. chst viele System komponenten Bausteine zur Steigerung des Detaillierungsgrades zu ver wenden die bereits durch die Simulationsumgebung zur Verf gung ge stellt werden Bottom up Bei einer bereits vorhandenen Teilprobleml sung wird anstelle von Bausteinen gleich diese L sung als Startpunkt genutzt Middle out Bereits bei der ersten Modellierungsstufe Systemanalyse s Abschn 4 4 2 lassen sich die Komponenten des zu modellierenden Sys tems und ihre wechselseitigen Abh ngigkeiten sowie ggf Hierarchien von Komponenten und Teilmodellen erkennen Dies erleichtert die Entschei dung ber die angemessene Vorgehensweise zur Modellierung da bereits erkennbar wird ob besser mit der Modellierung der Systemkomponenten oder der Systemstruktur begonnen werden sollte Generell empfiehlt sich bei der Modellbildung folgendes Vorgehen e Mit einem einfachen Modell beginnen e Schrittweise komplexer modellieren e Komplexit t zuerst an der f r den Modellzweck wichtigsten Stelle erh hen z B bei Engpassmaschinen in einer Materialflusssimulation e Regelm ig V amp V durchf hren e Bei Bedarf d h wenn die Modellerweiterung keine Verbesserung er bracht hat das Modell wieder vereinfachen Bei der Modellentwicklung sollte bereits ber cksichtigt werden ob das komplette Modell oder Modellkomponenten sp ter nachgenutzt werden sollen Kap 5 128 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie Bestimmung des Detaillierungsgra
82. chwerpunkt auf die erneute Nutzung von Simulationsmodellen und bausteinen sowie auf die Diskussion von Fra gen die zur Vorbereitung einer erneuten Nutzung zu ber cksichtigen sind In diesem Zusammenhang schlie t die Betrachtung der erneuten Nutzung nach Projektende gleichzeitig auch die Wiederverwendung von Modellen und Bausteinen aus der Sicht einer neuen Simulationsstudie ein und f hrt damit keine explizite Trennung dieser beiden Sichten durch Die Einschr nkung auf eine erneute Nutzung von ausf hrbaren Model len und Simulationsbausteinen erscheint ohne weiteres zul ssig da diese Form der Nutzung in der Praxis immer h ufiger angefragt wird Die erneu te Nutzung von anderen Phasenergebnissen z B Konzeptmodell l sst sich in Analogie zu den ausf hrbaren Modellen betrachten Die Machbar keit und Zweckm igkeit der erneuten Nutzung sind im Einzelfall zu pr fen Vorangestellt werden diesem Kapitel Definitionen von Begriffen im Umfeld der erneuten Nutzung wie Wiederverwendung und Weiterverwen dung Im Anschluss wird das Spannungsfeld von Machbarkeit und Zweckm igkeit einer Nutzung nach Projektende diskutiert Die Machbar keit stellt im Sinne der organisatorischen und technischen Realisierbarkeit eine notwendige aber ohne Hinterfragung der Zweckm igkeit keine hin reichende Bedingung f r eine erfolgreiche Nachnutzung von Simulations modellen dar Verbunden mit diesen berlegungen werden sowohl not wendige Aspekte z B D
83. d den Erfolgschancen unterscheidet Die ben tigte Verf gbarkeit und Eignung ist bei der geplanten Nachnut 158 5 Nachnutzung von Simulationsmodellen zung schon vor der Ersterstellung des Modells bewusst herbeizuf hren Zur Gew hrleistung einer systematischen Vorgehensweise und zur Ab sch tzung des zu erwartenden Aufwandes kann die oben beschriebene se quentielle Vorgehensweise dabei jedoch ebenso hilfreich sein 5 4 Weitere Voraussetzungen f r die Nachnutzung Entsprechend der voran stehenden berlegungen zur Machbarkeit und Zweckm igkeit erweisen sich die Verf gbarkeit und die Eignung der Do kumente der Modelle der Werkzeuge und der Bearbeiter als unverzicht bar f r die Nachnutzung Damit sind voneinander nicht trennbare organisa torische Voraussetzungen verbunden die nachfolgend betrachtet werden Konsequente Dokumentation Die Nachnutzung eines Modells setzt dessen vollst ndige und sorgf ltige Dokumentation Abschn 2 2 voraus Eine Dokumentation anzustreben die dem gr ten Teil aller ungeplanten Nachnutzungen gerecht w rde ist jedoch nicht vertretbar So ist zu akzeptieren dass sich auch eine zum Zeitpunkt einer Simulationsstudie qualit tskonforme Dokumentation f r eine unvorhergesehene Nachnutzung als ungeeignet erweisen kann Zwingend ist eine sehr sorgf ltige Dokumentation des urspr nglich ge planten Modellzwecks Qualit tsprobleme entstehen typischerweise aus der nicht hinreichend gepr ften Eignung e
84. dass ein Angebot auf Basis eines nur bedingt geeigneten Simu lationswerkzeuges ausgew hlt wird sofern das Angebot keine klaren Angaben ber das geplante Werkzeug und dessen besondere Eignung f r die vorliegende Aufgabenstellung enth lt Abschn 3 2 1 Ferner ist es m glich und in der Praxis durchaus blich dass ein Dienstleister nur mit einem oder einer geringen Auswahl an Simulationswerkzeugen arbeitet so dass durch die Angebotsauswahl direkt auch das Werkzeug festgelegt wird Die Verantwortung f r das richtige Simulationswerk zeug liegt dann ausschlie lich beim Dienstleister Im Hinblick auf eine durchg ngig methodische und objektive Vorge hensweise ist die erste Reihenfolgealternative zu empfehlen Nur so kann sichergestellt werden dass Dienstleister und Werkzeug optimal f r die vorliegende Aufgabenstellung einer Simulationsstudie geeignet sind Doch die Befolgung dieser Empfehlung ist gerade f r Unternehmen die die Si mulation erstmalig einsetzen wollen kaum m glich Bereits die richtige Ableitung der Forderungen an das Simulationswerkzeug und damit die Aufstellung der Bewertungskriterien kann Erstanwender leicht berfor dern F r diese Unternehmen ist die Befolgung der zweiten Reihenfolgeal ternative ratsam Dabei sollten sie darauf bestehen dass die anbietenden Dienstleister die jeweils favorisierten Werkzeuge vorstellen und deren ex plizite Vorz ge f r die spezifische Aufgabenstellung des Auftraggebers anh
85. den vergangenen Jahren bei wachsender Anzahl von Simulationsstudien im Bereich Produktion und Logistik sowohl der Umfang als auch die In terdisziplinarit t der Studien zugenommen hat Der heute professionalisier te Simulationseinsatz setzt daher effektive Ma nahmen zur Schaffung und Sicherstellung einer umfassenden Ergebnis und Prozessqualit t und damit Projektqualit t voraus Eine im Jahr 2002 durchgef hrte Umfrage verdeut lichte die Relevanz sich dem Thema zu n hern zeigte aber auch gleichzei tig die Schwierigkeiten auf Regeln f r eine qualit tskonforme Bearbeitung von Simulationsstudien zu formulieren Aus dieser Motivation heraus wurde 2003 eine ASIM Arbeitsgruppe konstituiert Die Mitglieder der Arbeitsgruppe sind Simulationsexperten aus Forschung und Industrie Anwendung und Entwicklung sowie Produk tion und Dienstleistung ber die Arbeitsgruppenmitglieder sind gleichzei tig unterschiedliche Kompetenzen aus den Branchen Automobilbau Schiffbau Mikroelektronik Logistik Konsumg terproduktion und Verpa ckungstechnik eingebunden Die Zusammenf hrung von unterschiedlichen Kompetenzen und Sicht weisen hat Ergebnisse erm glicht die in dieser Breite und Tiefe bisher nicht zu finden waren die Entwicklung von branchen bergreifenden pra xisnahen Checklisten sowie einfach handhabbaren und operativ umsetzba ren Ma nahmen zur Erreichung von Qualitat bei der Durchf hrung von Simulationsstudien in Produktion und Logistik Es ist
86. des f r das zu erstellende Modell Selbst f r erfahrene Simulationsanwender ist die Bestimmung des Detail lierungsgrades schwierig wenn neue bisher unbekannte Systeme model liert werden An dieser Stelle kann nur durch eine intensive Analyse des zu betrachtenden Systems festgestellt werden welche Systemkomponenten tats chlich von Bedeutung f r die Erreichung des Projektziels sind Be sondere Sorgfalt muss bei der Festlegung des Detaillierungsgrades der Modellkomponenten an den Tag gelegt werden Ein recht gro es Ver st ndnisproblem bereitet oft der Sachverhalt dass ein erh hter Detaillie rungsgrad nicht notwendigerweise mit einer erh hten Modellgenauigkeit korreliert Der Detaillierungsgrad des Simulationsmodells oder genauer der ver schiedenen einzelnen Systemkomponenten ist eine schwierige aber f r den Projekterfolg ausschlaggebende Entscheidung Die Kunst besteht dar in eine gerade hinreichende Genauigkeit zu erreichen d h ein Modell zu erstellen das so abstrakt wie m glich bleibt ASIM 1997 Wird zu detail liert modelliert so wird das Modell sehr umfangreich und der Entwick lungsaufwand steigt da jedes Modelldetail implementiert und mit Parame tern versehen werden muss In der Regel haben zu detaillierte Modelle zudem eine sehr gro e Laufzeit d h der zeitliche Aufwand f r die Durch f hrung von Experimenten steigt erheblich Wird das System jedoch zu abstrakt modelliert fehlen wichtige System details und e
87. die Benennung der Systemgrenzen die grobe Darstellung des Systemverhaltens die Auf listung der relevanten Systemkomponenten inklusive deren Eigenschaften sowie die Formulierung der Anforderungen an den Detaillierungsgrad des Simulationsmodells Dar ber hinaus werden die notwendigen Informatio nen und Daten hinsichtlich Art Umfang und Granularit t zu verwendende Informations und Datenquellen sowie Schnittstellen zu externen Systemen festgelegt Weiterhin werden der Modellzweck die sp tere Modellnutzung sowie weitere Anforderungen an die L sungsmethode ggf inklusive des zu verwendenden Simulationswerkzeuges die Modellbildung z B Ver wendung von Simulationsbausteinbibliotheken und die Experimentdurch f hrung ggf erste Experimentpl ne formuliert Dokumentstruktur D2 Aufgabenspezifikation Die aus den vorgenannten Aspekten resultierenden Aufgaben bilden die Basis f r die Termin und Projektpl ne die in Simulationsprojekten Be standteile der Aufgabenspezifikation sind Rohdaten F r den Aufbau eines Simulationsmodells werden unterschiedliche Infor mationen und Daten ben tigt die der Auftraggeber zur Verf gung stellen muss Bei diesen sogenannten Rohdaten handelt es sich beispielsweise um Konstruktionsdaten Lagerbestandslisten Auftragslisten oder Leistungsda ten Bei der Untersuchung bestehender Systeme werden oft auch Statisti ken ber den momentanen Betrieb herangezogen Mitunter werden auch Mitarbeiter des Auft
88. die eingesetzten Mitarbeiter des Dienstleisters auch nach Abschluss der Studie verf gbar sind so dass bei R ckfragen durch die Muster AG schnell Antworten erh ltlich sind oder ob der Dienstleister vermehrt mit freien Mitarbeitern die nach dem Projekt m glicherweise berhaupt nicht mehr zur Verf gung stehen arbeitet Bedienfreundlichkeit bezeichnet die Bewertung wie der Dienstleister die Frage der Bedienfreundlichkeit des Modells in seinem Angebot dar stellt Im Hinblick auf die geplante sp tere Nutzung des Simulationsmo dells durch eigene Mitarbeiter ist es nach Ansicht der Muster AG sinn voll dass der Dienstleister die Mitarbeiter der Muster AG bei der Gestaltung der Bedienung des Modells mit einbezieht Simulationserfahrung umfasst die Bewertung der Erfahrungen des Si mulationsdienstleisters mit vergleichbaren Aufgabenstellungen sowie der Referenzen die im ersten Gespr ch oder im Angebot aufgef hrt worden sind Qualit t des Angebotes bezeichnet die Bewertung ob ein Angebot ver st ndlich strukturiert sowie ordentlich aufgebaut und formuliert ist Selbstverst ndlich kann allein auf Basis der hier aufgef hrten Kriterien keine Angebotsbewertung abgeschlossen werden Zus tzlich sind unter nehmens aufgaben und simulationsspezifische Kriterien sowie Bewer tungskriterien aus den Bereichen Projektmanagement und zur Sozialkom petenz des Dienstleisters erforderlich An dieser Stelle weisen die Autoren noch einmal darauf hi
89. die entsprechenden Meilensteine festgelegt werden Eine nachtr gliche Erh hung des Detaillierungsgrades wird in der Regel zu ei ner Verz gerung des Projektes und zu weiteren Kosten f hren Falls eine Festlegung des Detaillierungsgrades nicht mit den verf gba ren Informationen nicht sicher m glich ist empfiehlt es sich Sensitivit ts analysen durchzuf hren um zu kl ren wie stark sich der Detaillierungs grad der betrachteten Komponente auf das Simulationsergebnis auswirkt Dabei stellt sich die Frage ob die Komponente berhaupt effizient model lierbar ist d h insbesondere ob der gew nschte Detaillierungsgrad mit dem vorhandenen Informationsangebot berhaupt mit vertretbarem Auf wand erreicht werden kann Unabh ngig von technischen und statistischen Aspekten kann es erfor derlich sein den Detaillierungsgrad zu erh hen damit das Simulationsmo dell als glaubw rdig eingestuft werden kann So ist es z B in einigen Si mulationen nicht zwingend notwendig die genauen Fahrwege von Transportmitteln abzubilden Wird jedoch eine realit tsnahe 3D Animation mit einer exakten Bewegung der Transportmittel vom Auftraggeber gefor dert sind diese Aspekte zu modellieren obwohl sich dadurch die Ergeb nisse der Simulation nicht ndern 130 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie F r die Entscheidung ber den Detaillierungsgrad von Modellkompo nenten gibt es unterschiedliche Kriterien F r einen h heren Detaill
90. die klassische Simulationsstudie die in diesem Fall vor allem Aufgaben eines Softwareentwicklungsprojektes beinhalten muss s auch Abschn 3 2 3 Mit der Professionalisierung von Simulationsstudien in Form von Pro jekten und der Nutzung der Simulationsergebnisse beispielsweise als Ent scheidungsbasis f r Investitionen Variantenauswahl oder Umplanungen werden f r alle an Simulationsprojekten beteiligten Akteure qualit tsbe stimmende Faktoren bei der Projektdurchf hrung immer wichtiger Das vorliegende Buch stellt eine umfassende Anzahl an Ma nahmen vor mit denen Auftraggeber und nehmer gemeinsam noch schneller und besser ih re Ziele erreichen und die Erkenntnisse der Simulation nutzen k nnen 1 1 Kriterien f r Qualit t in Simulationsprojekten Eine qualit tskonforme professionelle Projektdurchf hrung ist nur dann erfolgreich zu realisieren wenn alle Beteiligten ein einheitliches Verst nd nis von Qualit t besitzen und somit die die Qualit t eines Simulationspro jektes bestimmenden Faktoren als solche erkennen zielgerichtet bearbei ten und erf llen k nnen Dies setzt eine Definition von Qualit t voraus wie sie beispielsweise durch die Norm DIN EN ISO 8402 1995 gegeben ist Qualit t ist die Gesamtheit von Merkmalen und Merkmalswerten ei ner Einheit bzgl ihrer Eignung alle festgelegten und vorausgesetz ten Erfordernisse zu erf llen Der Begriff Einheit kann dabei sowohl einen Gegenstand z B ein Pro d
91. e Daf r wird zwischen Auftrag geber und Auftragnehmer eine angemessene Frist vereinbart Wie bei der Abnahme des Modells ist der Auftragnehmer auch bei der Abnahme des Projektes verpflichtet die Erf llung aller Abnahmekriterien verst ndlich nachzuweisen Der Auftraggeber hinterfragt ob die Simulationsl ufe wie vereinbart durchgef hrt wurden und ob die Ergebnisse gem der Aufga benspezifikation zur Verf gung stehen Im Einzelnen sind der Experi 4 7 Projektabnahme 151 mentplan und die vorgenommene Variation der Parameter mit den Vorga ben zu vergleichen Au erdem ist wichtig festzuhalten ob die Simulati onsergebnisse ausreichend statistisch abgesichert sind Falls in der Aufga benspezifikation weitere Kriterien f r die Abnahme der Simulationsstudie definiert sind ist auch die Erf llung dieser Kriterien zu pr fen oder durch den Auftragnehmer best tigen zu lassen Abschlie end ist zu kl ren ob die Abschlussdokumentation vollst ndig und f r den Auftraggeber verst nd lich geschrieben ist Will der Auftraggeber nach Projektabschluss das Modell im Rahmen ei ner betriebsbegleitenden Simulation verwenden ergeben sich weitere Be dingungen f r eine Projektabnahme Der Auftraggeber muss z B pr fen ob das Modell und die Bedienoberfl che alle in der Aufgabenspezifikation beschriebenen Funktionalit ten aufweist und eine fehlertolerante Bedie nung zul sst Der Auftraggeber kann dabei in der Regel nur das nach au Ben sic
92. e Terminologie gefunden werden die alle Be teiligten gleicherma en verstehen Die Aufgabe der Simulationsexperten ist sich an den Terminologien des Auftraggebers zu orientieren und in Pr sentationen und Besprechungen dessen Fachsprache zu verwenden Simulationsexperten ben tigen daher neben den blichen Simulations kenntnissen immer auch Kenntnisse ber die Branchenspezifika des Auf traggebers und m ssen in der Lage sein sich auf verschiedene Zielgruppen einzustellen Daher kann es auch erforderlich sein dass die Simulationsex perten sich zun chst in die technologischen Fragestellungen des Auftrag gebers einarbeiten Umgekehrt ist eine Einf hrung in die Simulationstech nik f r Projektmitglieder ohne Simulationserfahrung durchaus sinnvoll Kenntnisse ber das fachspezifische Wissen des Projektpartners erleichtern in jedem Fall die Zusammenarbeit Eine entscheidende Rolle bernimmt der Auftraggeber bereits im Vor feld der Beauftragung eines Angebotes Hier pr ft er ob das Angebot f r ihn verst ndlich und eindeutig formuliert ist und seine W nsche Ziele und Randbedingungen korrekt wiedergegeben sind Das Angebot ist die Basis der weiteren Zusammenarbeit Das Projektteam legt dann im Rahmen der Aufgabenspezifikation den Projektverlauf und die Meilensteine fest be stimmt Randbedingungen Systemgrenzen Untersuchungsziele Modell zweck und Abnahmekriterien und tr gt letztlich gemeinsam Sorge f r die Modellabnahme und die zielge
93. e beziehen und kann sich kei nesfalls allein auf das ausf hrbare Modell und die Simulationsergebnisse beschr nken In allen Phasen werden die erzeugten Ergebnisse betrachtet V amp V f hrt also nicht unmittelbar zu einer h heren Qualit t der jeweiligen Phase son dern pr ft die erzielte Qualit t und schafft damit zugleich die Basis f r ei ne h here Qualit t der folgenden Phasen Hierzu werden qualitative und quantitative Ergebnisse untersucht oder das Verhalten des Modells in un terschiedlichen Situationen nachvollzogen z B in einer Graphik auf dem Bildschirm oder durch das strukturierte Durchgehen einer Beschreibung Faktisch wird hierdurch nicht G ltigkeit nachgewiesen sondern nach Konstellationen gesucht in denen das Modell nicht g ltig ist Lassen sich solche Konstellationen nicht auffinden erh ht dies die Glaubw rdigkeit Das Qualit tskriterium der durchg ngigen V amp V hat daher einen etwas anderen Charakter als die anderen Qualit tskriterien Letztere beziehen sich auf Ma nahmen die die Entstehung ung ltiger Phasenergebnisse o der Zwischenergebnisse verhindern sollen Aufgabe der V amp V ist dagegen in erster Linie die Aufdeckung von ung ltigen Ergebnissen Hieraus folgt dass die V amp V einer spezifischen Vorgehensweise bedarf die im Rahmen dieses Buches nur kurz erl utert werden kann so dass auf entsprechende Checklisten zur V amp V in diesem Buch verzichtet werden muss Eine ber sicht ber solche Vorge
94. e des nach der Studie von der Muster AG einzuset zenden Simulationsmodells entworfen und im Anhang des Angebotes aufgelistet Vorauswahl anhand von Ja Nein Forderungen Vor der Anwendung des Punktbewertungsverfahrens pr ft das Projektteam der Muster AG unter Leitung des Projektverantwortlichen ob die einge reichten Angebote die aufgestellten Ja Nein Forderungen erf llen Vorab 3 3 Methodische Bewertung von Angeboten und Werkzeugen 105 wurde beschlossen dass Anbieter deren Angebote diesbez glich M ngel aufweisen aufgrund des sehr engen Zeitrahmens des Gesamtprojektes nicht zu einer Nachbesserung aufgefordert werden Entsprechende Ange bote werden vom weiteren Auswahlprozess ausgeschlossen und somit nicht einer Bewertung anhand der tolerierten Kriterien unterzogen Die Muster AG hatte vorab die Kriterien Zeitliche Verf gbarkeit so wie Vollst ndigkeit des Angebotes als Ja Nein Forderungen definiert Bei der Pr fung der Angebote ist zu erkennen dass alle eingereichten An gebote als vollst ndig anzusehen sind so dass bzgl des Kriteriums Voll standigkeit kein Angebot aus dem Auswahlprozess ausscheidet Hinsicht lich der Zeitlichen Verf gbarkeit ist zu erkennen dass mit Ausnahme des Simulationsdienstleisters C alle Anbieter die Projektlaufzeit derart ge plant haben dass auf Seiten der Muster AG das Gesamtprojekt nicht ge f hrdet ist Angebot 3 hingegen gibt als m glichen Starttermin den No vember des
95. e f r die jeweilige Aufgabenstellung einer Simulationsstudie richtige Auswahl eines Simulationswerkzeugs oder eines Dienstleisters anhand vorliegender Angebote kann nur durch den Einsatz eines vom Grundsatz her objektiven Bewertungsverfahrens auf der Basis von zuvor festgelegten Kriterien erfolgen Ein entsprechendes Verfahren wird in Abschnitt 2 5 2 ausf hrlich vorgestellt Die zur Bewertung erforderlichen Kriterien f r die Angebots und Werkzeugauswahl entsprechen den in Abschnitt 2 5 2 beschriebenen so genannten tolerierten Forderungen und sind aus der Aufgabenstellung f r die jeweilige Simulationsstudie abzuleiten Basis f r die Ableitung von Forderungen ist eine pr zise Aufgabenstellung so dass eine Formulierung von Eigenschaften und Konditionen m glich wird Dar ber hinaus k nnen diese aufgabenspezifischen Anforderungen durch allgemeine technische oder wirtschaftliche Forderungen erg nzt werden Durch eine wiederum aufgabenspezifische Klassifizierung in Ja Nein Forderungen tolerierte Forderungen und W nsche k nnen schon sehr fr h die f r die jeweilige Aufgabenstellung grunds tzlich ungeeigneten Dienstleistungsangebote bzw Simulationswerkzeuge identifiziert und noch vor dem eigentlichen Bewertungsprozess ausgeschlossen werden Zur Vorbereitung der Auswahl eines Dienstleistungsangebotes z hlt auch die Pr fung ob und welche Simulationswerkzeuge bereits im eigenen Unternehmen vorhanden sind bzw eingesetzt werden Dar ber hinaus
96. e zwischen den Projektpartnern Auch in dieser Phase ist die Kommunikation zwischen den Projektpartnern sehr wichtig Im Unterschied zur Systemanalyse bei der vornehmlich ber Modellkomponenten und ihren Detaillierungsgrad entschieden wird geht es bei Modellformalisierung um die konkrete Ausgestaltung der Modell komponenten Die Projektpartner pr fen gemeinsam Algorithmen z B dargestellt als Flussdiagramme oder Struktogramme zur Steuerung des Systems sowie ermittelte Formeln zur Beschreibung des Systemverhaltens 4 4 Phasen der Modellbildung 135 z B f r die Ableitung der Handlingzeit aus der Bandgeschwindigkeit oder Drehgeschwindigkeit und Schaltzeiten bei einem Drehtisch Auch an dieser Stelle sei darauf verwiesen dass eine gute Dokumentati on und eine Abstimmung zwischen den Projektpartnern am Ende der Ent wicklung des formalen Modells wichtig f r eine hohe Qualit t in den fol genden Modellierungsschritten sind Kap 2 4 4 4 Implementierung Bei der Realisierung des ausf hrbaren Modells werden die Projektpartner zum ersten Mal konkret mit dem Simulationswerkzeug konfrontiert Der Auftragnehmer muss nun das formale Modell in eine tats chliche Imple mentierung umsetzen Checkliste C amp c Implementierung Im Gegensatz zur Softwareentwicklung bei der beispielsweise die Umsetzung eines UML Modells Unified Modeling Language Oesterreich 2006 in einer sehr flexiblen praktisch beliebig w hlbaren Programmiersprache erfolgt
97. eantwortung der offenen Fragen zu ereichen 3 1 Projektdefinition 71 Die Inhalte des ersten gemeinsamen Gespr ches das auch dann stattfin den muss wenn die Partner einem gemeinsamen Unternehmen angeh ren beziehen sich auf die folgenden Punkte l 2 10 11 Beschreibung des zu l senden Problems Wo liegt das Problem Wie lautet die Aufgabe Festlegung des Betrachtungsgegenstandes Was ist zu untersu chen Abstimmung der Untersuchungsziele Warum muss das System un tersucht werden und welche Ergebnisaussagen sind zu erzielen Sind Systemvarianten zu untersuchen Art der Nutzung und Nutzungsdauer Wie und in welchem Zeit rahmen soll das zu erstellende Modell nach Projektablauf einge setzt werden Festlegung von Annahmen und Rahmenbedingungen Welche zu s tzlichen Aspekte sind von Relevanz f r die Analyse des Sys tems Welche zu beschaffenden Informationen leiten sich daraus ab Festlegung der einzusetzenden L sungsmethoden Womit soll das Ziel erreicht werden Festlegung der zu verwendenden Hard und Software Mit welchen Werkzeugen soll die Aufgabe umgesetzt werden Gibt es relevante Kriterien zur Werkzeugauswahl Formulierung des L sungsweges Projektverlauf Wie soll das Ziel erreicht werden Welche Projektphasen sind notwendig Wel che Abnahmekriterien f r Zwischen und Endergebnisse sind fest zulegen Wann m ssen erste Ergebnisse vorliegen Gibt es unter nehmensbedingte zeitliche Fristen Verteil
98. eative L sungen hervorrufen m ssen die Projektpartner stets das weitere gemeinsame Vorgehen abw gen und bei Bedarf von der M g lichkeit der nderung des Leistungsumfangs Gebrauch machen Auch per 38 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte sonelle Ver nderungen unter den Ansprechpartnern sind im Sinne der Si cherstellung der Projektfortf hrung einvernehmlich und l ngerfristig zu kl ren In einer partnerschaftlich gef hrten Simulationsstudie haben still schweigend getroffene Annahmen unausgesprochene Akzeptanzprobleme oder unbegr ndete Vorgehensweisen keinen Platz Der Projektverlauf alle Zwischenergebnisse Modellvarianten und Simulationsergebnisse m ssen f r alle Beteiligten verst ndlich sein Jede Entscheidung z B im Hinblick auf eine Modell nderung oder ein Experimentdesign ist nachvollziehbar und abgestimmt zu treffen Die kontinuierliche Integration des Auftragge bers ist eine grunds tzliche Forderung an die Zusammenarbeit und kann daher weniger durch Checklisten unterst tzt werden Die im folgenden Abschnitt vorgestellten Checklisten und Ma nahmen zur systematischen Projektabwicklung implizieren die kontinuierliche Integration des Auf traggebers 2 5 Systematische Projektdurchf hrung Zur Erzielung einer hohen Ergebnisqualit t ist es unbedingt erforderlich den Qualit tsaspekt konsequent ber den gesamten Projektverlauf zu be r cksichtigen Eine Hilfestellung f r eine systematische Pr
99. eben Eine Aufgabenstellung ist immer simulationsw rdig wenn die L sung eines Problems nur mit der Methode Simulation gefunden wer den kann Das ist etwa der Fall wenn dynamische Prozesse oder stochastische Einfl sse eine nicht zu vernachl ssigende Rolle in dem zu untersuchenden System spielen Die Simulationsw rdigkeit ist ebenfalls gegeben wenn die L sung mit anderen mathematischen Verfahren zwar m glich w re ein Simulationsmodell die L sung aber wesentlich erleichtert Sind besondere Anforderungen bez g lich Kommunikation und Visualisierung der Ergebnisse gestellt so ist die Erstellung eines Simulationsmodells durchaus auch dann zu vertreten wenn das zugrunde liegende Problem mit anderen Mitteln u U sogar einfacher und schneller zu l sen w re 16 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte Der Auftraggeber muss nun pr fen ob der zur Simulation erforderliche Aufwand gerechtfertigt ist oder ob die zu ermittelnde Aussage mit anderen Berechnungs Planungs und Entscheidungswerkzeugen eventuell schnel ler oder mit geringerem Aufwand erzielt werden kann Hierzu ist es erfor derlich die zu untersuchenden Prozesse bzw Systeme hinsichtlich der auf tretenden Eingangs Ausgangs und St rgr en sowie der Randbe dingungen sorgf ltig zu analysieren Treten beispielsweise stochastische Einfl sse auf oder sollen die zu untersuchenden Prozesse mit variierenden Parametern animiert werden so ist d
100. effen sind die ma geblich den Erfolg der Studie beeinflussen k nnen Hierzu z hlen u a die Auswahl eines Angebotes oder eines Simulations werkzeuges Die Tragweite dieser Entscheidungen bedingt dass sie nicht aus dem Bauch heraus getroffen werden sollten sondern aus der zu Be ginn des Simulationsprojektes definierten konkreten Aufgabenstellung f r eine Studie objektiv strukturiert logisch und nachvollziehbar abzuleiten sind Eine tats chlich objektive Auswahl eines Simulationswerkzeuges o der eines Angebotes eines Simulationsdienstleisters kann allerdings nur durch den Einsatz eines Bewertungsverfahrens auf der Basis von zuvor festgelegten aufgaben unternehmens und anwenderspezifischen Krite rien erfolgen Einerseits ist zwar der zur Durchf hrung eines solchen Bewertungsver fahrens zu erbringende Aufwand nicht vernachl ssigbar andererseits er m glicht ein solches Verfahren aber das Auffinden einer im Hinblick auf die gew hlten Bewertungskriterien am besten geeigneten L sung aus der Menge der zur Verf gung stehenden Alternativen Somit kann die Gefahr fehlerbehafteter Simulationsstudien bzw ergebnisse reduziert werden Damit sinkt auch die Wahrscheinlichkeit notwendiger Nacharbeiten mit den damit verbundenen weiteren Investitionen Vergleichbar zur Entscheidungsfindung in technischen Probleml sungsprozessen bieten sich hier Bewertungsverfahren die z B aus der Konstruktionsmethodik bekannt sind zur Auswahl von
101. egen insbesondere die Faktoren Zeit und Kosten oft zu bereilten Ent scheidungen bei der Angebots sowie der Werkzeugauswahl Die folgende Aufstellung liefert einige typische h ufig auftretende Ur sachen f r Fehler bei der Auswahl eines Dienstleistungsangebotes oder ei ner Simulationssoftware e Zeitdruck Der Auswahlprozess hat zu sp t begonnen die Ergebnisse der Simulation werden bereits in K rze erwartet so dass keine Zeit zur gr ndlichen Auswahl verbleibt Zeitdruck f hrt u U dazu dass nur von einem einzigen Dienstleister ein Angebot angefordert wird Wenn dieses nicht schon auf den ersten Blick klare M ngel aufweist wird der Dienstleister beauftragt ohne weitere Vergleichsangebote einzuholen e Finanzielle Aspekte Die Simulation wird zwar ben tigt darf aber nicht viel kosten so dass das preisg nstigste Angebot ausgew hlt oder ein be reits im Unternehmen vorhandenes Simulationswerkzeug jeweils unge achtet der Eignung f r die gestellte Simulationsaufgabe genutzt wird e Mangelnde Unterst tzung im Unternehmen Die f r eine objektive Be urteilung der Eignung eines Angebotes oder einer Software notwendi gen Informationen ber den zu simulierenden Prozess werden nicht zur Verf gung gestellt Insbesondere hemmt die Angst vor etwaigen Ratio nalisierungsma nahmen aufgrund von m glichen Simulationsergebnis sen die unternehmensinterne Kooperationsbereitschaft e Subjektive Einfl sse Gesch ftsbeziehungen oder gar
102. ei nes Wunsches kann hingegen den Wert eines Angebotes oder eines Werkzeuges erh hen Dies ist jedoch lediglich als Bonus zu verstehen und darf keinen Einfluss auf die Bewertung anhand der tolerierten For derungen haben Unter Ber cksichtigung der o g Quellen lassen sich auf diese Weise in den meisten F llen zahlreiche Bewertungskriterien f r die Auswahl eines Angebotes oder eines Werkzeuges definieren Die ermittelten Anforderun gen k nnen zun chst f r eine ggf zu erstellende Ausschreibung genutzt werden Sie bilden auf jeden Fall eine Basis f r die Anforderungsliste bzw das Lastenheft und sind entsprechend zu dokumentieren 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 53 Bei der Durchf hrung eines Bewertungsverfahrens k nnen aber grund s tzlich folgende Schwierigkeiten auftreten e Die Menge der ermittelten Bewertungskriterien kann theoretisch sehr gro sein Die Durchf hrung eines Bewertungsverfahrens wird damit sehr aufwendig und unter Zeit und Kostenaspekten unwirtschaftlich F r die Anwendung eines Bewertungsverfahrens ist daher eine Reduzie rung auf tats chlich entscheidungsrelevante Kriterien erforderlich e Die Kriterien sind eventuell nicht unabh ngig voneinander Dies f hrt zur Verzerrung des Bewertungsergebnisses F r eine Bewertung m ssen daher voneinander abh ngige Kriterien entfernt bzw zusammengefasst und entsprechend neu definiert werden e Die Bewertungskriterien sind nicht gewichtet d h jedes Krit
103. eindeutige Nummer bzw Be zeichnung f r das Gewichtungsformular einzutragen Die Nomenkla tur kann dabei frei gew hlt werden muss aber zumindest innerhalb eines Projektes konform zu weiteren Dokumenten bzw Formularen sein Das Feld Seite enth lt die Angabe der fortlaufenden Seitenzahl sowie die Gesamtzahl der Seiten des Formulars zur Gewichtung der Bewer tungskriterien Aufgrund des vorgegebenen Formates ist es ggf er forderlich bei einer hohen Anzahl an Bewertungskriterien die Ge wichtung ber mehrere Seiten zu erstrecken Die Struktur einer Loseblattsammlung erfordert daher eine eindeutige Kennzeichnung jeder einzelnen Seite des Formulars 60 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte Die Gewichtung der Bewertungskriterien ist abschlie end vom Pro jektverantwortlichen abzunehmen Dies ist im Feld Abnahme durch Unterschrift und Angabe des Datums vorzunehmen Bewertung der Alternativen Die Bestimmung der bestgeeigneten Alternative aus vorliegenden Dienst leistungsangeboten oder zur Auswahl eines Simulationswerkzeuges be ginnt noch vor dem Einsatz eines Bewertungsverfahrens mit der Voraus wahl anhand der als Ja Nein Forderungen eingestuften Kriterien Alternativen die eine derartige Forderung nicht erf llen m ssen sofort aus dem weiteren Bewertungsprozess ausgeschlossen werden Ein Ausgleich ber die Erf llung zahlreicher anderer Forderungen ist nicht m glich Die mit der Bewertung beauftragten Person
104. eine Abnahme re levanten Aspekte dar Auf diese Weise kann sich der Auftraggeber davon berzeugen dass das Modell geeignet ist die gegebene Aufgabenstellung zu erf llen 4 5 Experimente und Analyse Im Rahmen der Experimente Kap 1 werden mit dem implementierten Modell Simulationsl ufe durchgef hrt um Messwerte zu gewinnen Wie derholungen von Simulationsl ufen desselben Modells mit verschiedenen Startwerten f r die Zufallszahlengeneratoren werden Replikationen ge nannt Da Simulationsmodelle zufallsabh ngige Parameter wie z B Aus f lle oder schwankende Prozesszeiten enthalten sind auch die Ergebnisse der Simulationsl ufe stochastischer Natur Daraus folgt dass f r verschie dene Startwerte der eingesetzten Zufallszahlengeneratoren auch verschie dene Ergebnisse wie z B Maschinenauslastungen oder Anlagen durchs tze ermittelt werden Da nicht beliebig lange Simulationsl ufe mit dem Modell durchgef hrt werden k nnen werden auch nicht alle m gli chen Ereignisse oder Folgen von Ereignissen die durch das Modell prinzi piell erm glicht werden beobachtbar sein Die Ergebnisse von Simulati onsmodellen haben folglich immer Stichprobencharakter Das vollst ndige Verhalten wird niemals sichtbar Im schlimmsten Fall zeigt einem das Si mulationsmodell w hrend des Beobachtungszeitraumes sogar nur untypi sches Systemverhalten Grunds tzlich sind die Ergebnisse umso aussage kr ftiger je fter die Simulationsl ufe wiede
105. ellierung der Teilsysteme Teilmodellbeschreibung Beschreibung der Prozesse in den Teilmodellen Beschreibung der Schnittstellen Annahmen und Vereinfachungen Systematische Zusammenstellung der erforderlichen Modelldaten Abgleich mit Kapitel 3 der Aufgabenspezifikation Datentabellen und Kennzeichnung von Eingabe und Ausgabegr en Erforderliche Auswertungen und Messpunkte Wiederverwendbare Komponenten Benennung von wiederverwendbaren Modellkomponenten Benennung von mehrfach verwendbaren Modellkomponenten M glicherweise nutzbare existierende Teil modelle Anhang Al Dokumentstrukturen 181 Dokument Formales Modell Aufgabenspezifikation und Systembeschreibung bernahme und Erg nzung der Inhalte aus dem Konzeptmodell Kapitel 1 Verwendete Beschreibungsmittel zur Spezifikation Weitere zu verwendende Software Modellierung der Systemstruktur bernahme und Formalisierung der Inhalte aus dem Konzeptmodell Kapitel 2 Formale Spezifikation bergeordneter Prozesse Formale Spezifikation der Schnittstellen nach au en Modellierung der Teilsysteme bernahme und Formalisierung der Inhalte aus dem Konzeptmodell Kapitel 3 Formale Spezifikation der Schnittstellen zwischen den Teilmodellen Formale Spezifikation weiterer Teilmodellschnittstellen Definition der zu visualisierenden Elemente und Abl ufe Bei der Formalisierung getroffene zus tzliche Annahmen und Vereinfachungen
106. ells sollten an hand von einfachen graphischen Modellen z B Blockschaltbilder mit 132 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie dem Auftraggeber diskutiert werden um ihn von Anfang an in die Mo dellbildung einzubinden Die Ergebnisse der Systemanalyse besitzen ein gewisses Konfliktpoten zial Der Simulationsexperte muss deshalb erkl ren k nnen mit welcher Begr ndung gewisse Komponenten des realen Systems nicht in das Modell aufgenommen werden Er muss h ufig aus Gr nden der Modellierungsef fizienz auch gegen W nsche des Auftraggebers argumentieren deren Rea lisierung nicht zur Probleml sung beitr gt Jede berfl ssige Modellkom ponente kostet zus tzlichen Entwicklungs und Testaufwand und bremst die Laufgeschwindigkeit des implementierten Modells Gerade in dieser Phase ist die Kommunikation zwischen den Projekt partnern sehr wichtig Diskussionen ber den notwendigen Detaillierungs grad von Modellkomponenten k nnen sich jedoch kontrovers entwickeln Dabei muss ber cksichtigt werden dass nicht notwendigerweise Kompo nenten die auf den ersten Blick wichtig erscheinen z B weil sie teuer sind oder weil sie einen hohen Entwicklungsaufwand hatten auch wichtig f r ein gutes Modell sind Es kann sein dass der Auftragnehmer gezwun gen wird an dieser Stelle Kompromisse einzugehen die sich sp ter auf die Qualit t der Ergebnisse oder auf die Laufzeit des Projektes niederschlagen Falls eine eindeutige
107. em Server so aufzu bereiten dass die Simulationsanwendung die Daten direkt bernehmen kann Fowler u Rose 2004 4 3 4 Typische Fehleinschatzungen In der Annahme alle Informationen und Daten w ren schon vorhanden werden bei der Beauftragung einer Simulationsstudie h ufig nur wenig personelle Ressourcen f r die Datenbeschaffung und aufbereitung einge plant Oft zeigt sich dann doch dass viele Daten nicht oder zumindest nicht in der ben tigten Menge oder Genauigkeit f r die Aufgabenstellung zur Verf gung stehen Statische bzw Strukturdaten wie z B Baupl ne Arbeitspl ne Schichtpl ne Maschinen oder Personaldaten sind im Unter 124 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie nehmen zumeist vorhanden m ssen aber von unterschiedlichen Verant wortlichen angefordert validiert und ggf aktualisiert werden Dynamische Daten bzw Daten aus dem operativen Betrieb die direkt oder zur Berech nung von Verteilungen aus den Parametern stochastischer Komponenten ben tigt werden sind h ufig nicht in der erforderlichen Form verf gbar Es kann sein dass aus den Auftragsvorgaben Sollwerte in Bezug auf tech nische Daten z B Doppelspielzeiten f r Hochregallager oder Verf gbar keiten von Maschinen bekannt sind dass diese aber von den Werten des t glichen Betriebes deutlich abweichen Wenn der Auftraggeber eine Be triebsdaten oder eine Maschinendatenerfassung besitzt liegen die Rohda ten f r die Simulationsparam
108. emeinen Anforde rungen noch folgende zwei Aspekte besonders zum Tragen e Laufzeit des Modells Beim t glichen Einsatz eines Simulationsmodells spielt unter Leistungsgesichtspunkten die Laufzeit des Modells nicht zu verwechseln mit dem zu untersuchenden Zeitraum der Betrachtung eine viel gr ere Rolle als bei einer klassischen Simulationsstudie Die Lauf zeit ist an den realen Prozessanforderungen zu orientieren damit das Modell f r den h ufigen Einsatz und als schnelle Entscheidungshilfe im betrieblichen Alltag geeignet ist Die Laufzeit eines Modells h ngt u a vom verwendeten Simulationswerkzeug ab ein Aspekt der wenn m glich bei der Werkzeugauswahl f r das Simulationsprojekt ber ck sichtigt werden sollte Dar ber hinaus spielt auch die Hardwareumge bung die f r die Simulation verwendet wird eine Rolle Auch hierauf ist im Angebot hinzuweisen da die Beschaffung von leistungsf higerer Hardware zus tzliche Kosten bedeutet e Stochastische Einfl sse in Simulationsmodellen Da Simulationsergeb nisse meistens stochastischen Einfl ssen unterliegen m ssen mehrere Simulationsl ufe durchgef hrt werden um ein Ergebnis mit einer ent sprechenden statistischen Sicherheit zu erhalten Abschn 4 5 2 Dies hat zwangsl ufig Einfluss auf die Dauer der Ergebnisberechnung Daher empfiehlt es sich den Auftraggeber bereits im Angebot f r diese The matik zu sensibilisieren 3 2 5 Dokumentation der Ergebnisse Unter Verw
109. ement sinnvoll Auch als Grundlage f r die Verifikation und Validierung der Modelle und Daten innerhalb einer Simulationsstudie ist eine aussagekr ftige Do kumentation unerl sslich Nur so kann berpr ft werden ob das Simulati onsmodell den gestellten Anforderungen gen gt und ob es alle relevanten Aspekte der realen Anlage ber cksichtigt Da Simulationsprojekte allgemeine Aspekte des Projektmanagements und des Software Engineering sowie spezifische Aspekte der Simulation umfassen wird diese Differenzierung auch bei der nachfolgenden Be schreibung aufgegriffen In Abschnitt 2 2 1 werden Dokumente beschrie ben die normalerweise in allen Projekten entstehen und daher auch f r ein Simulationsprojekt von Bedeutung sind Im Abschnitt 2 2 2 werden weite re insbesondere f r Softwareprojekte relevante Dokumente vorgestellt Im 20 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte Abschnitt 2 2 3 werden die Dokumente aus dem Vorgehensmodell f r Si mulationsprojekte Abb 1 im Detail erl utert und weitere bergeordnete Dokumente in Simulationsprojekten beschrieben Die Dokumentstrukturen f r die jeweiligen Ergebnisse der Phasen in ei nem Simulationsprojekt sind dem Anhang zu entnehmen Diese Doku mentstrukturen zeigen auf welche Inhalte in den entsprechenden Doku menten beschrieben werden m ssen Eine ausf hrliche Erl uterung dieser Dokumentstrukturen finden sich in Rabe et al 2008 Kap 4 Aus Qualit tssicht ist
110. ementie rung von Erweiterungen h ufig nicht so detailliert dokumentiert Ein griffe in die internen Abl ufe des Simulators m glich sind Das w re 136 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie aber z B erforderlich wenn zus tzliche Materialflusssteuerungsmetho den auf der Basis von bestimmten Protokollen zur bertragung von Steuerdiagrammen ben tigt werden Damit bei diesen Eingriffen der in terne Ablauf nicht gest rt wird ist dessen genaue Beschreibung not wendig e Bei einigen Projekten ist auch geplant bereits bestehende Steuerungs bzw Optimierungssoftware mit dem Simulationsmodell zu koppeln In der Regel ist dies bei kommerziellen Simulationswerkzeugen prinzipiell aber nicht immer effizient m glich Hier sind Detailkenntnisse der in ternen Abl ufe meist nicht nur f r den Simulationsteil sondern auch noch f r die zu koppelnde Software notwendig Qualit t kann somit nur erreicht werden wenn bei der Werkzeugaus wahl eine gute Entscheidung getroffen wird Abschn 3 3 3 Falls Erweite rungen notwendig sind ist es wichtig dass diese und die Annahmen auf denen sie basieren gut dokumentiert werden Bei jedem Detail muss nach vollziehbar bleiben warum die Entscheidung so und nicht anders getroffen wird Falls Unklarheiten mit dem Simulationswerkzeug oder der gekoppel ten Software bestehen bleiben muss auch dies dokumentiert werden Implementierungshinweise Im Folgenden werden Hinweise zur Imple
111. en Relevanz Dokument Bearbeiter Priorit t Organisatorisches Ergebnisse der Datenaufbereitung mit allen Projektpartnern abstimmen Termin zur Bereitstellung der aufbereiteten Daten einhalten Fachinhaltliches Notwendigkeit von Filterung und Bereinigung pr fen Filterung und Bereinigung der vorhandenen Daten durchf hren Transformation in f r das Simulationswerkzeug zu verwendende Daten durchf hren Stichprobe auf ausreichende Gr e pr fen Verteilungsanpassung durchf hren Fehlerabsch tzung f r Verteilungsanpassung durchf hren Aggregierbarkeit hnlicher Datenbest nde pr fen und Aggregierung durchf hren Plausibilit tspr fung durchf hren Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version B i ii R Zeichen Anhang A2 Checklisten 203 Projektpartner Checkliste Phase erg nzende Deadline Aktivit t Unterlagen Anmerkungen Relevanz Dokument Bearbeiter Organisatorisches regelm ig Abstimmungsgespr che der Projektpartner durchf hren Glossar erweitern erfolgreiche Validierung des Konzeptmodells best tigen Fachinhaltliches Struktur und Komponenten des Systems erfassen Beziehungen und Wechselwirkungen zwischen Systemkomponenten bestimmen Hierarchien von Systemkomponenten bzw Teilsystemen bestimmen Eingangsgr en Ausgangsgr en und interne Systemzust nde festlegen Material und Informationsfl sse erfassen Detaillierungsgrad der Komponenten spezi
112. en Je nach Anlass einer Besprechung wird unterschieden zwischen e ergebnisgesteuerten Besprechungen e ereignisgesteuerten Besprechungen und e regelm igen Besprechungen 2 2 Konsequente Dokumentation 23 Ergebnisgesteuerte Besprechungen finden in der Regel beim Erreichen von Meilensteinen statt Beispiele f r solche Besprechungen sind das Kick off Meeting und die Abschlusspr sentation Abschn 4 1 sowie Checklisten C5 Kick off Meeting und C12 Abschlusspr sentation F r Zwischenpr sentationen umfasst das Protokoll normalerweise die Pr sen tationsunterlagen die f r die Dokumentation chronologisch geordnet ar chiviert werden m ssen Im Protokoll muss festgehalten werden wenn in der Besprechung dar ber hinaus Beschl sse gefasst oder die weitere Vor gehensweise festgelegt werden Bisweilen werden in diesen Besprechun gen z B Entscheidungen ber Parametereinstellungen getroffen oder ge meinsam mit dem Auftraggeber neue Steuerungsstrategien f r das System entwickelt Ereignisgesteuerte Besprechungen finden bei besonderen in der Regel unerwarteten Vorkommnissen statt Wird beispielsweise nach den ersten Datenlieferungen des Auftraggebers festgestellt dass die Daten nicht die geforderte Qualit t haben so muss unverz glich gemeinsam mit dem Auf traggeber die weitere Vorgehensweise festgelegt werden Regelm ige Sitzungen finden beispielsweise alle zwei Wochen zur Ab stimmung des aktuellen Projektstandes statt Droht
113. en Ergebnisse die Kor rektheit der Annahmen ber das System zu berpr fen Diese Pr fung er fordert jedoch weitere Methoden die hier nicht weiter vertieft werden sol len Montgomery 2004 Ein gro er Teil der Methoden der statistischen Versuchsplanung eignet sich nicht f r die naive Verwendung Um die Effizienzsteigerung bei der Durchf hrung der Simulationsexperimente bei gleichzeitiger Erreichung m glichst hoher statistischer Qualit t der Ergebnisse zu gew hrleisten sollten diese Methoden nur von entsprechend geschulten Mitarbeitern an gewendet werden 4 5 6 Interaktive Simulation In einigen Simulationswerkzeugen kann der Simulationsanwender zur Laufzeit das Simulationsmodell noch ver ndern Das Teilgebiet Visual In teractive Simulation VIS setzt sich mit dieser Methodik auseinander Bell u O Keefe 1987 Das Haupteinsatzgebiet der interaktiven Simulati on ist die Ausbildung von Anlagenbetreuern Dabei emuliert das Simulati onsmodell die Anlage und der Betreuer greift basierend auf den dargestell ten Abl ufen in das simulierte Geschehen ein Dabei kann der Detaillierungsgrad der Modelle von sehr abstrakten bis hin zu sehr realisti schen Abbildungen des realen Systems reichen Da der Schwerpunkt die ses Buches auf dem Gebiet der Simulationsstudien zur Leistungsbewer tung von Anlagen und weniger auf dem Gebiet der Nutzung von 4 5 Experimente und Analyse 147 Simulationsmodellen zu Schulungszwecken liegt werden im Fo
114. en beschr nken sich deshalb auch auf die Festlegung von nur f nf grundlegenden Qualit tskriterien an denen sich die Handlungsempfehlungen dieses Buches ausrichten 1 Sorgfaltige Projektvorbereitung 2 Konsequente Dokumentation 3 Durchg ngige Verifikation und Validierung 4 Kontinuierliche Integration des Auftraggebers 5 Systematische Projektdurchf hrung Die Kriterien orientieren sich an der nationalen und internationalen Fachliteratur fassen jedoch sehr viel st rker verschiedene Einzelaspekte zusammen Sie erlauben somit ein pragmatisch umsetzbares Qualit ts konzept das unternehmensspezifisch und auch projektabh ngig erg nzt oder detailliert werden kann so dass individuelle Vorlieben des Modellierens und Experimentierens noch immer ihren Raum finden 170 6 Zusammenfassung Die Beschr nkung auf die ereignisdiskrete Simulation als Methode und den Bereich Produktion und Logistik als Anwendung l sst in konkreten Beispielen klarere Aussagen zu als es ohne eine Fokussierung m glich w re Eine bertragung auf andere Methoden und Anwendungen ist vom Grundsatz her gegeben Auch haben die Autoren ihre Aussagen nicht auf spezielle Simulationswerkzeuge ausgerichtet sondern bewusst eine neutrale Darstellung gew hlt so dass der Wechsel eines Simulations werkzeuges an der G ltigkeit der Handlungsempfehlungen nichts ndert Die Handlungsempfehlungen und Checklisten sollen den an einem Simulationsprojekt beteiligten Personenkrei
115. en ist von essentieller Bedeutung f r den Er folg einer Simulationsstudie Checkliste C7a Datenbeschaffung und 7b 120 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie Datenaufbereitung Auf der Basis schlechter Eingangsdaten kann auch das beste Modell keine guten Ergebnisse erzielen Wenn z B Maschinen ausf lle im realen System vorkommen der Auftraggeber aber keine oder unzureichende Ausfallstatistiken f r seine Maschinen besitzt ist es nicht m glich die Betriebscharakteristika der Anlage durch eine Simulations studie zu ermitteln Sobald ein Projektbeteiligter gezwungen ist Modellpa rameter zu sch tzen die einen entscheidenden Einfluss auf die Ergebnisse der Simulationsstudie haben m ssen Abstriche bei der Qualit t gemacht werden Wenn keine Vergleichsdaten aus dem realen System vorliegen kann dann nicht einmal abgesch tzt werden ob die Simulationsergebnisse zu signifikant anderen Ergebnissen f hren Der Aufwand f r die Datenbeschaffung wird von den Projektbeteiligten sehr h ufig untersch tzt Insbesondere der Auftraggeber geht in der Regel davon aus dass ihm bereits alle relevanten Informationen ber seine Anla ge zur Verf gung stehen und in der vorhandenen Form in der Simulations studie verwendbar sind Das ist jedoch h ufig nicht der Fall da die vor handenen Daten in der Regel nicht prim r f r die vorliegende Aufgabenstellung erhoben und in jedem Fall erst seitens des Auftragneh mers auf ihre Verwendba
116. en m ssen diese Regel akzeptieren auch wenn dadurch evtl ein pers nlicher Favorit ausscheidet Entspre chend ist eine gezielte bzw vorausschauende Bewertung zur Bevorzugung eines pers nlichen Favoriten unzul ssig Auch wenn dies befolgt wird ist es m glich dass bei der Definition der Kriterien sowie bei deren Gewich tung subjektive Kenntnisse oder Einsch tzungen einflie en Dies birgt die Gefahr einer lediglich vermeintlich objektiven Bewertung trotz des Einsat zes eines prinzipiell objektiven Bewertungsverfahrens Um das Risiko einer gezielten Manipulation bei der Bewertung weitge hend zu vermeiden sind quantitative Kriterien gegen ber qualitativen Kri terien vorzuziehen da hier Ist Werte mit den vorgegebenen Gr en der to lerierten Forderungen mathematisch verglichen werden k nnen F r die nach Anwendung der gewichteten Rangreihe verbleibenden relevanten Bewertungskriterien sind daher vor der Durchf hrung eines Bewertungs verfahrens Werte bzw Spezifikationen f r die Mindest die Soll und die Ideal Erf llung festzulegen sofern dies nicht bereits bei der Formulierung der Anforderungen erfolgt ist Die Mindesterf llung einer Anforderung stellt die Grenze des Noch Tragbaren dar Gerhard 1998 Eine Alternative die f r ein Kriterium nicht einmal die Mindesterf llung liefert scheidet von der weiteren Be wertung aus In diesem Sinne stellen die Grenzen des Toleranzbereiches f r die Erf llung einer Forderung sel
117. en zitiert worden sein so kann der Verlag keine Gew hr f r die Richtigkeit Vollst ndigkeit oder Aktualit t bernehmen Es empfiehlt sich gegebenenfalls f r die eigenen Arbeiten die vollst ndigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils g ltigen Fassung hinzuzuziehen Einbandgestaltung WMXDesign Heidelberg Gedruckt auf s urefreiem Papier 987654321 springer com Dieses Buch entstand im Auftrag der Fachgruppe 4 5 6 Simulation in Produktion und Logistik der Arbeitsgemeinschaft Simulation ASIM Die ASIM ist zugleich der Fachausschuss 4 5 der Gesellschaft f r Informa tik Die Erstellung des Buches erfolgte durch die ASIM Arbeitsgruppe Quali t tskriterien und wird innerhalb der ASIM als ASIM Mitteilung Nr 102 gef hrt Die Mitglieder der Arbeitsgruppe sind Simone Collisi B hmer N rnberg Heike Krug Dresden Holger Pitsch Wiesbaden Markus Rabe Berlin Oliver Rose Dresden Dirk Steinhauer Flensburg Matthias Wei Dresden Sprecher Sigrid Wenzel Kassel Vorwort Seit mittlerweile ber 20 Jahren f hrt die Fachgruppe Simulation in Pro duktion und Logistik der Arbeitsgemeinschaft Simulation ASIM Simu lationsanwender und entwickler zum Erfahrungsaustausch zusammen um den Einsatz der Simulation bei der Planung Bewertung Verbesserung und Steuerung von Anlagen und Prozessen zu diskutieren und in Industrie und Forschung zu f rdern Im Rahmen dieser Aktivit ten wurde deutlich dass in
118. enaue Bezeichnung des Simu lationsprojektes bzw des sp teren Auftrages einzuf gen um eine ein deutige Zuordnung des Gewichtungsformulars zu gew hrleisten Die Eintragung ist in allen Formularen zu einem Simulationsprojekt iden tisch vorzunehmen Das Feld Verantwortung enth lt den Namen sowie ggf die Firma und die Abteilung der Person welcher die Verantwortung f r die Krite rienauswahl bertragen wurde Diese Person muss letztlich auch das ausgef llte Formular abnehmen und dies durch Unterschrift im Fu bereich belegen In den meisten F llen wird dies der Projektverant wortliche Abschn 2 5 1 vornehmen e Der Arbeitsbereich des Formulars zur Bewertungskriteriengewichtung enth lt eine Matrix in die alle zu bewertenden Kriterien die aus den to lerierten Anforderungen abgeleitet wurden in derselben Reihenfolge vertikal in die erste Spalte und horizontal in die erste Zeile eingetragen werden In die K stchen im Innenraum des Arbeitsbereiches werden die Symbole eingetragen die die Ergebnisse der paarweisen Vergleiche darstellen Abb 10 58 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte Bewertungskriterien 3 E 2 N 5 qf Z Kriterium 1 7 Kriterium 2 AA 1 1 11 yl it Kriterium i Kriterium n Bewertungskriterien Abb 10 Arbeitsbereich des Formulars zur Bewertungskriteriengewichtung Beim paarweisen Vergleich der Kriterien ist zu beachten dass die Ein
119. endung der in das erste Gespr ch eingeflossenen Dokumente ggf auch Lastenheft Ausschreibungsunterlage oder Pflichtenheft liegt als Ergebnis des ersten Gespr ches und unter Verwendung der Erkenntnis se aus dem Angebot eine Zielbeschreibung vor die 3 3 Methodische Bewertung von Angeboten und Werkzeugen 87 e die Aufgabenstellung pr zisiert und ggf in Unterarbeitspakete struktu riert die Rahmenbedingungen benennt Aspekte aus dem Problemumfeld mit einbezieht das Projektziel und eventuell Unterziele auff hrt und gewichtet geplante Ergebnisaussagen und m gliche Systemvarianten festlegt auf die geplante Modellnutzung eingeht und erste Abnahme bzw Akzeptanzkriterien festlegt Zudem ist es von hoher Wichtigkeit dass f r alle potentiellen Projektbe teiligten ein gemeinsames Verst ndnis dar ber besteht welche Anlagenbe reiche in die Untersuchung einbezogen werden m ssen und wo m gliche Problemursachen liegen k nnen Im Angebot pr zisiert der potentielle Auftragnehmer nur die bereits im Vorfeld abgestimmte Zielbeschreibung erg nzt um die Kosten und die rechtlichen Angebotsgrundlagen Die Inhal te einer m glichen Dokumentation der Zielbeschreibung sind dem Anhang zu entnehmen 3 3 Methodische Bewertung von Angeboten und Werkzeugen F llt die Entscheidung zur Durchf hrung einer Simulationsstudie im Un ternehmen positiv aus so steht in den berwiegenden F llen im n chsten Schritt die Auswahl eines Dienstleistungs
120. entnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version ir 5 Zeichen Anhang A2 Checklisten 209 Projektpartner Checkliste Phase C10 Durchf hrung von j Verantwortung erg nzende Unterlagen Deadline Aktivit t REIT Relevanz Dokument Bearbeiter Priorit t Organisatorisches regelm ig Abstimmungsgespr che der Projektpartner durchf hren Zwischenergebnisse vorstellen Durchf hrung der Experimente einplanen Fachinhaltliches Experimentpl ne und statistischen Versuchsplan erstellen Simulationsl ufe entsprechend statistischer Aussagekraft wiederholen Laufl nge an Charakteristika der stochastischen Modellkomponenten anpassen L nge der Einschwingphase bestimmen und Korrektheit pr fen keine Erfassung von Ergebniswerten in der Einschwingphase durchf hren Umfang der Stichprobe der gemessenen Ergebnisgr en pr fen bei zu geringem Stichprobenumfang L nge der Simulationsl ufe vergr ern Konfidenzintervalle berechnen und statistische Qualit t der Ergebnisse bewerten Anzahl der Einflussfaktoren sinnvoll einschr nken Annahmen der statistischen Versuchsplanung berpr fen Experimente durchf hren bei der Messwerterfassung alle f r Projektziel wichtigen Ergebnisgr en ber cksichtigen Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version A 5 Zeichen 210 Anhang A2 Checklisten Projektpartner Checkliste Phase C10 Durchf hrung von gt Verantwortu
121. er den stellt Kapitel 2 zun chst grunds tzliche Handlungsempfehlungen f r jedes dieser Qualit tskriterien vor Abschnitt 2 1 betrachtet die sorgf ltige Projektvorbereitung und be schreibt die Voraussetzungen die der Auftraggeber schon vor der Beauf tragung der eigentlichen Studie ber cksichtigen und ggf mit grundlegen den Entscheidungen schaffen muss W hrend der Laufzeit einer Simulationsstudie vom Kick off Meeting bis zum Projektabschluss sind drei weitere Qualit tskriterien von besonde rer Bedeutung Dazu geh ren eine konsequente Dokumentation aller Pro Jektaktivit ten Abschn 2 2 und die durchg ngige Verifikation und Vali dierung Abschn 2 3 Ebenso tr gt die kontinuierliche Integration des Auftraggebers in den Projektablauf entscheidend zum Projekterfolg bei und ist f r eine qualitativ hochwertige Simulationsstudie unverzichtbar Abschn 2 4 Die systematische Projektdurchf hrung ist w hrend der ge samten Laufzeit des Projektes bis hin zur Nachnutzung von Modellen und Ergebnissen von Bedeutung Abschn 2 5 Als wichtiges Hilfsmittel zur Unterst tzung einer systematischen Projektdurchf hrung findet der Leser im Anhang dieses Buches praxisnahe Checklisten Die Einordnung dieser Checklisten in den Projektablauf wird in Abschnitt 2 5 1 beschrieben In Abschnitt 2 5 2 werden Bewertungsverfahren vorgestellt die beispielswei 14 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte se die Auswahlprozesse f r
122. er Einsatz der Simulation zur L sung der Problemstellung gerechtfertigt bzw notwendig Hat der Auftraggeber einer Simulationsstudie keine Erfahrung mit Si mulation kann es ihm allerdings schwer fallen die Simulationsw rdigkeit einer Aufgabenstellung zu berpr fen In diesem Fall ist es Aufgabe des sp teren Auftragnehmers diesen Aspekt gleich zu Beginn d h noch w h rend oder unmittelbar nach dem ersten Gespr ch aufzugreifen und ge meinsam mit dem Auftraggeber abzuw gen Akzeptanz f r die Methode Simulation feststellen Der Auftraggeber muss insbesondere wenn Simulation erstmalig im Un ternehmen bzw in einer Abteilung eingesetzt werden soll die Akzeptanz seiner Gesch ftsf hrung sofern diese nicht bereits selbst an der Entschei dung zur Einf hrung der Simulation beteiligt ist und in jedem Fall die Ak zeptanz der beteiligten Mitarbeiter sicherstellen Das ist notwendig um sowohl die Bereitstellung aller f r die Simulation erforderlichen Daten In formationen und Ressourcen als auch die offene Kommunikation und Mitwirkung des eigenen Hauses am Projekt zu gew hrleisten Dieser Schritt stellt eine grundlegende Voraussetzung f r eine erfolgreiche und qualitativ hochwertige Simulationsstudie dar Dar ber hinaus ist die Akzeptanz f r die Methode Simulation im eige nen Unternehmen unbedingt erforderlich um die ggf durch die Ergebnisse einer Simulationsstudie aufgezeigten Ma nahmen umsetzen zu k nnen Vergabe der Sim
123. er Maschinen aber nicht die interne Kinematik die aufgrund von Be lastungsspitzen zu einem langfristigen Maschinenverschlei f hrt model liert werden 3 1 Projektdefinition 73 Abstimmung der Untersuchungsziele Die Untersuchungsziele umrei en die Fragen die zur L sung des Prob lems beantwortet werden sollen und konkretisieren damit den Modell zweck In diesem Zusammenhang k nnen bereits Zielvorgaben detailliert gew nschte Ergebnisaussagen konkretisiert und Form und Umfang der Er gebnispr sentation abgestimmt werden Auch die m gliche Benennung von zu untersuchenden Systemvarianten Analyse mit zwei oder drei Ma schinen mit oder ohne redundante Streckenf hrung geh rt zu diesem Unterpunkt Die Abstimmung der Untersuchungsziele geht eng einher mit der Formulierung des zu l senden Problems und wird in der Regel auch mehrfach iterativ durchgef hrt Nicht selten wird nach Konkretisierung der Untersuchungsziele auch die Beschreibung des zu l senden Problems nochmals berpr ft und angepasst Bei der sp teren Modell bzw Projekt abnahme muss der Auftraggeber dann pr fen ob seine vorgegebenen Un tersuchungsziele durch das Simulationsprojekt erreicht werden Die Unter suchungsziele m ssen sich daher auch in den noch zu formulierenden Abnahmekriterien wieder finden s auch Punkt 8 Formulierung des L sungsweges Projektverlauf sowie Abschn 3 2 3 Art der Nutzung und Nutzungsdauer Die geplante Modellnutzung beei
124. erden Daraus l sst sich ableiten dass die entwickelten Modelle typischerweise erheblich mo difiziert werden m ssen Bernhard et al 2004 Damit ist der Umfang der erforderlichen nderungen f r das Modell bzw die zu untersuchende Fra gestellung ein wichtiger Aspekt In bereinstimmung mit Abb 19 l sst sich vereinfachend formulieren e Die Wiederverwendung hat einen anderen Betrachtungsgegenstand bei gleichen Untersuchungszielen e Die Weiterverwendung hat den gleichen Betrachtungsgegenstand bei anderen Untersuchungszielen Nachnutzung Betrachtungsgegenstand identisch ge ndert aber vergleichbar Untersuchungsziele identisch are DEE Wiederverwendung Fragestellung ge ndert erweitert Weiterverwendung keine Nachnutzung Abb 19 Einordnung Weiterverwendung und Wiederverwendung 5 2 Machbarkeit und Zweckm igkeit der Nachnutzung 155 Diese in der Praxis z T nicht streng unterschiedenen Begriffe wer den in diesem Buch unter dem Begriff Nachnutzung zusammengefasst Entsprechend der Vorhersehbarkeit ist in allen F llen der Nachnutzung ei ne Unterscheidung zwischen der bereits im Simulationsprojekt geplanten Nachnutzung und der im Simulationsprojekt noch nicht bekannten und somit ungeplanten Nachnutzung relevant Grundlegendes Problem der Nachnutzung ist in allen angesprochenen F llen dass es nicht m glich ist von vornherein sicherzustellen dass das Modell g ltig ist wenn es
125. erden Tabelle 1 verdeutlicht die Zuordnung der beteiligten Projektpartner zu den einzelnen Aufgaben innerhalb eines Si mulationsprojektes Steht die Bezeichnung des Akteurs in Klammern weist dies auf eine nur u U bestehende Aktivit t hin F r die Projektdurchf hrung kann auch die Rolle des Auftraggebers in einem bergeordneten Projekt beispielsweise als Anlagenlieferant oder als Anlagenbetreiber von Interesse sein Ist der Kunde Anlagenlieferant wer den die Simulationsergebnisse h ufig vom Kunden des Lieferanten also vom sp teren Anlagenbetreiber als dem m glichen weiteren Partner im Projekt ben tigt Ist der Anlagenbetreiber selbst Auftraggeber der Studie so sind die Simulationsergebnisse im Allgemeinen direkt f r ihn und seine Anlage relevant 10 1 Einf hrung Tabelle 1 Zuordnung der Akteure zu den Aufgaben innerhalb eines Simulations projektes Verantwortung V Mitarbeit M Informationsweitergabe I Aufgaben im Simulationsprojekt Zuordnung der Akteure Auftraggeber Auftragnehmer Zielbeschreibung V M I M Angebotserstellung I V M Aufgabendefinition I M V M Datenbeschaffung IM V M Datenaufbereitung I M V M Systemanalyse I M V M Modellformalisierung 1 V M Implementierung 1 V M Modellabnahme V M I M Experimente und Analyse I M V M Verifikation und Validierung M V M Abschlussdokumentation I V M Projektabnahme V M I M Nachnutzung V M M 1 4 Aufbau des Buches Die Qualit t eines Simulati
126. erden m ssen m glichst alle notwendigen Informationen dargelegt werden Sensible Themen sind in diesem Zusammenhang beispielsweise aus Datenschutz gr nden manuelle Arbeitszeiten oder aus Wettbewerbsgr nden Pro duktinformationen Geheimhaltungsklauseln sichern in diesen F llen die Zusammenarbeit vertraglich ab Um Ursachen f r Engp sse zu finden oder Vorschl ge f r Durchsatz steigerungen zu ermitteln werden auch Informationen ber den Produkti onsprozess ben tigt Da Effizienzsteigerungen in der Produktion mitunter 78 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase aber auch den Verlust von Arbeitspl tzen bedeuten k nnen ist auch dieses Thema offen anzusprechen Von Mitarbeitern die auch nur die vage Furcht haben sie k nnten wegrationalisiert werden ist keine Kooperati on bei der Datenbeschaffung f r die geplanten Untersuchungen zu erwar ten Fingerspitzengef hl in der Kommunikation und die Schaffung einer Vertrauensbasis in der Zusammenarbeit sind wertvoll f r die weitere Pro jektabwicklung Ursachenforschung M gliche Ursachen f r die zu l senden Probleme k nnen bereits im ersten Gespr ch diskutiert werden In vielen F llen bestehen schon erste Ideen zur Zielerreichung M glich ist allerdings auch dass bewusst von der Hauptursache des Problems abgelenkt wird Beispiele sind hier In der Anlage treten h ufig St rungen durch Bedienfehler auf weil der Auftraggeber im letzten Jahr d
127. ere Wege in Betracht gezogen werden So kann eine Analyse mit Petri Netzen oder eine Berechnung mit statischen mathematischen Verfahren auch zu hinreichenden L sungen bei geringe rem Zeit und Kostenbudget f hren Zum anderen darf in der Aufgaben stellung die L sung nicht vorweggenommen oder die L sungsfindung be reits in eine Richtung gedr ngt werden Bei Platzproblemen in einem Lager sollte z B nicht nur untersucht werden wie gro ein weiteres Lager sein muss Auch die Bearbeitungsstrategien Wareneingang Kommissio nierung Warenausgang m ssen im Umfeld des Lagers in die Untersu chungen einbezogen werden Umfassende Betrachtung Produktions und Logistikanlagen sind komplexe Systeme Deshalb ist darauf zu achten dass zun chst alle relevanten Aspekte des Problems in die Beschreibung einbezogen werden Vereinfachungen k nnen sp ter immer noch erfolgen Auch spezielle Funktionen der Anlage z B die Be 3 1 Projektdefinition 77 handlung von Sperrgut oder eine manuelle Kommissionierung d rfen nicht ohne fundierte Begr ndung von der Betrachtung ausgeschlossen werden Ein unbegr ndetes Urteil wie Das hat mit unserem Durchsatz problem berhaupt nichts zu tun darf im Rahmen der Projektdefinition nicht gelten Definition der Projektziele Das Ziel des Projektes muss klar definiert werden M gliche Untersu chungsziele k nnen Durchsatzsteigerung Auslastungsmaximierung Be standsminimierung Servicegraderh
128. erf gbarkeit und Vollst ndigkeit als Ja Nein Forderungen die Kriterien Mehrsprachigkeit des Modells und Lieferantenstatus als W nsche eingestuft Die verbleibenden Kriterien aus obiger Aufstellung werden nun vom Projektteam der Muster AG unter Verwendung der gewichteten Rangreihe mit Grenzwertklausel ausgewertet so dass eine aussagekr ftige aber ber schaubare Anzahl an Kriterien f r die Bewertung der von den Simulati onsdienstleistern eingereichten Angebote verbleibt F r jedes Kriterium wird ein paarweiser Vergleich hinsichtlich der Relevanz f r die geplante Simulationsstudie mit allen brigen Kriterien durchgef hrt So stuft die Muster AG beispielsweise das Kriterium Preisgestaltung im direkten Vergleich als relevanter als das Kriterium Preis ein jedoch weniger re levant als das Kriterium Support f r das Simulationsmodell und das Si mulationswerkzeug im Anwendungszeitraum nach Abschluss der Simula tionsstudie Abb 16 zeigt das von der Muster AG ausgef llte Formular der Bewertungskriteriengewichtung Zu beachten ist dass das Ergebnis der obigen Bewertungskriterienge wichtung nicht als verbindlich angesehen werden darf Bereits eine andere Zusammensetzung des Projektteams h tte zu einer anderen Gewichtung f hren k nnen Es ist zu erkennen dass die Teammitglieder der Muster AG wesentlich mehr Wert auf die Bedienfreundlichkeit des Simulationsmodells den Preis und die Preisgestaltung le
129. erfasst und ggf eine Aus schreibung ver ffentlicht erstellen m gliche Auftragnehmer entsprechen de Angebote Die dabei unter qualit tsrelevanten Aspekten zu betrachten den Punkte sind in der Checkliste C3 Angebotserstellung aufgef hrt Ein Auftraggeber muss nun ggf aus mehreren vorliegenden Angeboten das f r ihn am besten geeignete ausw hlen Er wird dabei von der Checkliste C4a Angebotsauswahl unterst tzt Mitunter steht zus tzlich die Auswahl eines Simulationswerkzeuges f r das konkrete Projekt an Hierzu steht die Checkliste C4b Werkzeugauswahl zur Verf gung die auch dann eingesetzt werden kann wenn ein Unternehmen sich f r eine interne Durchf hrung einer Simulationsstudie entscheidet Zeitnah zur Beauftragung ist ein Kick off Meeting zu organisieren das alle Projektbeteiligten zusammenf hrt Die Checkliste C5 Kick off Meeting gibt Hilfestellung bei der Organisation und Durchf hrung dieses Meetings das den eigentlichen Projektstart darstellt Mit dem Kick off Meeting beginnt die Aufgabendefinition deren Ergebnis die Aufgabenspe zifikation ist Die Checkliste C6 Aufgabendefinition unterst tzt Auftragge ber und Auftragnehmer in dieser gemeinsam durchzuf hrenden Phase 40 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte A l en o Q 4 3 0 5 22 Ziel Qe 28 a beschreibung sol Angebot D gt act I N J oh A Start de
130. erg nzende Unterlagen poadiine Aktivit t Anmerkungen Relevanz Dokument Bearbeiter vorliegende Informationsbasis festschreiben zu beschaffende Informationen und Daten festlegen Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version s iG R Zeichen Anhang A2 Checklisten 199 Projektpartner Checkliste Phase C6 Aufgabendefinition erg nzende Unterlagen Deadline Aktivit t Aaaah Relevanz Dokument Bearbeiter Priorit t Organisatorisches Meilensteine f r die Datenbeschaffung festlegen Fachinhaltliches Ziele und Studienzweck gem Zielbeschrei bung endg ltig abstimmen und dokumentieren Fehlende Unterlagen zum zu untersuchenden System einholen Systemgrenzen gem Zielbeschreibung festlegen Mindestanforderungen f r den Detaillierungs grad von Modellkomponenten festlegen f r Projektziel erforderlichen Detaillierungs grad f r Modellkomponenten festlegen Daten und Informationsbedarf gem Ziel beschreibung und Detaillierungsgrad festlegen geplante Modellnutzung festlegen Abnahmekriterien f r das Modell endg ltig festlegen Abnahmekriterien f r die gesamte Simulationsstudie endg ltig festlegen Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version B i ii R Zeichen 200 Anhang A2 Checklisten Projektpartner Checkliste Phase k C7a Datenbeschaffung 3 Deadline Aktivit t Be Uy Relevanz Dokument Bearbeiter Priorit t Organisato
131. erium hat den gleichen Stellenwert bei der Auswahl So w re etwa die Frage nach der Kompatibilit t eines Simulationswerkzeuges zur Auftragsdatenbank eines Unternehmens f r die Auswahl gleicherma en wichtig wie die Gestaltung der Bedienoberfl che Beides sind Kriterien f r die Auswahl eines Werkzeuges jedoch sind nicht beide unbedingt gleichgewichtig entscheidungsrelevant e Eine gro e Anzahl an Bewertungskriterien garantiert nicht deren Voll st ndigkeit Eine umfassende Bewertung ist nur dann m glich wenn al le wesentlichen Eigenschaften die von einem Angebot oder einem Si mulationswerkzeug erwartet werden von den Kriterien abgedeckt werden Daher muss zun chst ermittelt werden welche der definierten tolerier ten Forderungen tats chlich f r die Auswahl eines Werkzeuges oder eines Dienstleisters bei gegebener Problemstellung relevant sind Bestimmen relevanter Bewertungskriterien Die Bestimmung der relevanten Bewertungskriterien muss sehr sorgf ltig vorgenommen werden Die verbleibende Kriteriensammlung muss n mlich aussagekr ftig genug sein um repr sentativ f r alle aufgefundenen Krite rien im nachfolgenden Schritt unter Anwendung eines Bewertungsverfah rens das bestm gliche Angebot bzw die optimale Software f r die geplan te Studie aus allen vorliegenden Alternativen zu ermitteln Ja Nein Forderungen sind grunds tzlich relevant und dienen einer Vorauswahl der vorliegenden Alternativen W nsche bleiben zun chs
132. ers problematisch sind Stichproben die nur Messwerte eines einzelnen Laufes enthalten da diese Messwerte in der Regel nicht unabh ngig voneinander sind Folglich k n nen die mit den Standardmethoden ermittelten Konfidenzintervalle f r den Mittelwert meist nur als N herungswerte f r die wahren Konfidenzinter valle dienen Die Angabe von Konfidenzintervallen zu gesch tzten statisti schen Gr en ist aber in jedem Fall sinnvoll wenn abgesch tzt werden 4 5 Experimente und Analyse 145 soll welchen Einfluss die Erh hung der Anzahl der L ufe bzw der Simu lationsdauer hat 4 5 5 Verwendung der statistischen Versuchsplanung Mit den Methoden der statistischen Versuchsplanung wird angestrebt mit m glichst wenigen Experimenten und folglich Simulationsl ufen ein Maximum an Information ber das betrachtete System zu gewinnen Dabei wird insbesondere versucht Zusammenh nge zwischen einzelnen Ein flussgr en Faktoren und dem Systemverhalten zu ermitteln Montgome ry 2004 Sanchez 2006 Ein typischer Ansatz bei der Analyse eines Systems mit mehreren Ein flussfaktoren z B Maschinenanzahl oder Geschwindigkeit von Trans portsystemen ist jeden Faktor isoliert zu betrachten Nur ein Faktor wird variiert und alle anderen Faktoren werden konstant gelassen Anschlie end wird der n chste Faktor betrachtet Bei dieser Vorgehensweise bleiben je doch Zusammenh nge zwischen den Faktoren die sog Interaktionen un ber cksichtig
133. erstellenden Modells ist bei diesem An satz dass das Modell durch den zunehmenden Detaillierungsgrad realit ts nah in Bezug auf die Problemstellung und nicht im allgemeinen Sinne wird Um dieses Ziel zu erreichen muss der Auftragnehmer entsprechen des Wissen ber die Ursache Wirkungszusammenh nge in dem zu analy sierenden System haben damit nur relevante Komponenten detailliert ab gebildet werden An dieser Stelle spielt auch die Erfahrung des Simulationsexperten eine gro e Rolle Je mehr Einzelheiten als wichtig angesehen und integriert werden desto h her wird sp ter der Aufwand die n tigen Parameterdaten f r das Modell zu beschaffen Ausnahmen f r die rigide Handhabung der Details aus dem realen System ergeben sich aus ei ner absehbaren Nachnutzung des Modells In diesem Fall muss m glichst bereits in der Aufgabenstellung dargelegt werden welche zuk nftigen Er weiterungen geplant sind damit bereits beim Entwurf des Modells darauf R cksicht genommen werden kann Bei einer strukturierten hierarchi schen Entwicklung des Modells ist das sp tere Hinzuf gen von Details je doch in der Regel mit vertretbarem Aufwand erreichbar Um im Fortgang des Simulationsprojektes eine m glichst hohe Qualit t zu erzielen m ssen in jeder Phase klare Aussagen bez glich des Detaillie rungsgrades und der dadurch entstehenden Informations und Datenanfor derungen gemacht werden da auf dieser Basis die Aufwandssch tzungen durchgef hrt und
134. erstellte Simulationsmodell auch f r das zu verwendende Simulationswerkzeug anbietet Schulung bezeichnet die f r die Mitarbeiter der Muster AG erforderliche Schulung am Modell und am Werkzeug insbesondere im Hinblick auf die geplante sp tere Nutzung des Modells im Tagesgesch ft In diesem Zusammenhang muss die Muster AG auch die Art und den Umfang der angebotenen Schulungen bewerten und pr fen ob der Dienstleister die Schulungen selbst durchf hren kann Werkzeugauswahl umfasst die Beurteilung ob der Dienstleister ber ge eignete Simulationswerkzeuge zur Bearbeitung der Aufgabenstellung verf gt und ob er evtl neutral das f r die Aufgabenstellung am besten geeignete ausw hlen kann Kooperation mit Werkzeughersteller bezeichnet die Pr fung ob der Dienstleister als vom Werkzeughersteller autorisierter Berater arbeitet 98 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase In diesem Zusammenhang will die Muster AG das Verh ltnis bewerten das den Dienstleister mit dem Hersteller des von ihm f r die Aufgaben stellung favorisierten Simulationswerkzeugs verbindet Ggf kann der Dienstleister auf die kurzfristige Bereitstellung von zus tzlich erforder lichen Funktionalit ten der Software hinwirken oder erh lt als Distribu tor des Simulationswerkzeuges Sonderkonditionen f r den Lizenzer werb die er an die Muster AG weitergeben kann Personalkontinuit t umfasst die Pr fungen und Bewertungen ob die f r die Simulationsstu
135. ertigstellung der Simulationsstudie Zu beachten ist dass die Abnahmekriterien realistisch und mit den im Projekt zur Verf gung stehenden Ressourcen erreichbar sein m ssen und daher hinsichtlich ihrer Machbarkeit kritisch zu pr fen sind Die endg lti gen Abnahmekriterien sind Bestandteil des Dokumentes Aufgabenspezi fikation 4 3 Datenbeschaffung und aufbereitung 119 4 2 4 Schulungsaufwand und Glossar Ein weiterer Punkt der in dieser Phase gekl rt werden muss ist der zu er wartende Schulungsaufwand der Mitarbeiter des Auftraggebers W hrend des gesamten Projektverlaufes m ssen Mitarbeiter des Auftraggebers mit dem Simulationsexperten kommunizieren Um dies zu erleichtern bzw erst zu erm glichen kann es je nach Grad der sp teren Modellnutzung beim Auftraggeber sinnvoll sein einen Kurs ber grundlegende Simula tionskenntnisse durchzuf hren Andererseits kann es zweckm ig sein den Simulationsexperten in branchenspezifische Techniken Maschinen Abl ufe etc einzuweisen Die zus tzliche Erstellung eines Glossars bringt die branchen und betriebs blichen Terminologien von Auftraggeber und Simulationsexperten in Einklang und schafft die Basis um unterschiedli che Herangehensweisen zur Probleml sung abzustimmen Insbesondere die Aufgabenspezifikation ist in der Regel in gro en Tei len von der Branchenterminologie des Auftraggebers gepr gt Die bran chenspezifischen Definitionen und Annahmen f hren of
136. eschehen Zur Bewertung der Angebote mit einem Punktbewertungsver fahren m ssen schlie lich den Erf llungsgraden der einzelnen Kriterien Punkte zugeordnet werden Die Muster AG legt dies ber Punkteskalen f r quantitativ und qualitativ formulierte Kriterien wie sie in den Abb 12 und 13 in Abschn 2 5 2 vorgestellt wurden fest Die nachfolgende Abb 17 zeigt exemplarisch die Punktvergabe f r das qualitativ formulierte Kriteri um Preisgestaltung in Abh ngigkeit der Erfahrungen und Erwartungen des Projektteams der Muster AG Die von der Muster AG vorgenommenen Formulierungen zur Festlegung des Soll Wertes bzw der Mindest und I dealerf llung sowie der m glichen Abstufungen sind in der Abbildung enthalten Tarife liegen ber Mindesterf llung Branchendurchschnitt Abrechnung gem Aufwand Aufwandsabsch tzung und nur wenige Reisen vorgesehen Absch tzung Reisekosten sind nachvollziehbar Tarife liegen nur leicht ber dem Branchenmittel aufwandsabh ngige Abrechnung Tarife entsprechen dem Branchendurchschnitt aufwandsabh ngige Abrechnung u P Festpreis auf Basis branchen blicher TaS Sonim ia Tarife jedoch sehr hohe Reisekosten Festpreisangebot Soll Wert Gesamtpreis ist nachvollziehbar Zusatzleistungen Tarife liegen unter n Branchendurchschnitt Idealerf llung Festpreisangebot Gesamtpreis ist nachvollziehbar optional sinnvolle Zusatzleistungen Sonderkonditionen m glich Punktzahl
137. espr chsf hrung und in der Motivationstheorie besitzt und somit schnell Entscheidungen herbei f hren kann Letzteres und die Aufgabe fachliche Interessenkonflikte zu vermeiden zu erkennen und zu l sen stellen an den Moderator eines Kick off Meetings f r eine Simulationsstudie fachspezifische Anforderun gen die ber die allgemeinen Projektmanagementf higkeiten hinausgehen Eine Sonderform ist die Einbeziehung externer Moderatoren von neutra ler dritter Seite Dies ist jedoch nur dann notwendig wenn die Brisanz der zu erfassenden Informationen oder der erwarteten Ergebnisse die Modera tion durch einen der Projektpartner nicht zweckdienlich erscheinen l sst Erfahrungsgem wird h ufig der Einfluss der Motivation aller Projekt beteiligten auf die Qualit t der Projektbearbeitung untersch tzt Das Kick off Meeting hat durch die pers nlichen Kontakte wesentlichen Einfluss darauf inwieweit die Bearbeiter des Auftraggebers und des Auftragneh mers zur synergetischen Zusammenarbeit motiviert werden Beim Kick off Meeting zun chst als unwichtig angesehene oder nicht erkannte Defizi te lassen sich sp ter oft nur mit hohem Aufwand kompensieren Beispiel hafte Situationen f r derartige Defizite sind 4 2 Aufgabendefinition 115 e Die Mitarbeiter des Auftraggebers f hlen sich bergangen oder bef rch ten von ihnen als nachteilig empfundene Ergebnisse e Die Mitarbeiter des Auftragnehmers haben die Relevanz der Simulati onsstud
138. eter in archivierten Logdateien vor Aller dings darf auch in diesem Fall der Aufwand zur Bereinigung und Transformation der Daten nicht untersch tzt werden In der Regel sind die IT Strukturen von Unternehmen historisch gewachsen Folglich existieren eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme von einfachen Textdateien bis hin zu komplexen Data Warehouse Management Systemen Die vorhandenen Daten liegen somit in verschiedenen Formaten vor und werden unter schiedlich oft aktualisiert Bei mehrfach verf gbaren Datens tzen zu glei chen Mess oder Strukturgr en stellt sich zudem die Frage welcher Da tensatz korrekt ist Aus Gr nden der Datenhaltung werden in einigen Betrieben nur aggregierte Messwerte z B Mittelwerte von Reparaturzei ten und nicht die Zeiten im Einzelnen vorgehalten In diesem Fall k nnen die Werte zwar korrekt sein aber die Granularit t der Daten f r ein Simu lationsmodell ist ggf zu grob 4 3 5 Anpassungstests Bei den ermittelten Rohdaten f r die Bestimmung von Verteilungen f r ein Simulationsmodell handelt es sich im statistischen Sinn um eine Stichpro be Entsprechend gibt es unterschiedliche Methoden zur Sch tzung von Verteilungen Anpassungstests Dabei werden statistische und graphisch visuelle Testverfahren unterschieden Bei den statistischen Tests wird die G te der Anpassung ber die Signifikanz einer Teststatistik bestimmt wo hingegen bei den graphisch visuellen Verfahren die bereinstimmung durc
139. f r dessen Durchf hrung berschaubar bleibt Dies bedeutet beispielsweise dass die Bandbreite der zu vergebenden Punkte relativ klein und die Punk te selbst nur ganzzahlig sein sollten In der Praxis hat sich entsprechend ei ne Punkteskala von 0 bis4 als ausreichend und praktikabel erwiesen VDI2225 1997 Die Punktvergabe je Forderung richtet sich dann nach dem jeweiligen Erf llungsgrad eines Kriteriums e Idealerf llung maximal m gliche Punktzahl in diesem Beispiel 4 Punkte e Sollerf llung ca 80 der maximalen Punktzahl in diesem Beispiel 3 Punkte da nur ganzzahlige Werte zugelassen e Mindesterf llung kleinste zu vergebende Punktzahl in diesem Beispiel 0 Punkte Diese Zuordnung erlaubt eine relativ einfache und eindeutige Punktver gabe Die Ist Werte der Eigenschaften der zu bewertenden Angebote oder Simulationswerkzeuge werden aber zumeist insbesondere bei den quanti tativen Anforderungen nicht genau den definierten Werten f r die Min dest die Soll oder die Idealerf llung entsprechen Bei einer Bewertung anhand von Kriterien auf Basis von tolerierten Forderungen bieten sich f r die Punktzuordnung in den Zwischenbereichen verschiedene Vergabericht linien an Die Darstellung in Abb 12 zeigt eine m gliche Punktzuordnung f r quantitativ formulierte Kriterien nN N 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte Kriteriendaten Mindesterf llung Soll Wert t p
140. f r die Durchf hrung einer Simulationsstudie muss in einem Unternehmen das Bewusstsein existieren dass eine metho disch und objektiv durchgef hrte Bewertung und Auswahl von Angeboten bzw Simulationswerkzeugen erforderlich sind die grunds tzlich pr zise Kenntnisse ber die zu simulierenden Prozesse bzw Systeme vorausset zen Dar ber hinaus sind Bewertung und Auswahl auf jeden Fall mit per sonellem und zeitlichem und somit auch mit finanziellem Aufwand ver bunden Eine bewusste Vermeidung dieses Aufwandes kann zur Auswahl eines unpassenden Angebotes oder eines f r die aktuelle Simulationsauf gabe ungeeigneten Werkzeuges f hren Daraus folgen in der Regel ein er h hter Arbeitsaufwand bei der Projektdurchf hrung h here Kosten oder sogar nicht verwendbare oder irref hrende Ergebnisse Daher wird insbe sondere solchen Unternehmen die zum ersten Mal die Simulation einset 3 3 Methodische Bewertung von Angeboten und Werkzeugen 89 zen wollen ausdr cklich geraten in den Aufwand einer ausf hrlichen Be wertung und Auswahl von Dienstleistern oder Werkzeugen zu investieren Hierbei ist es wichtig rechtzeitig mit dem Management die Beauftra gung der geplanten Simulationsstudie ggf die Beschaffung eines Simula tionswerkzeuges und die damit verbundenen Aufwendungen f r den jewei ligen Auswahlprozess abzustimmen Dabei ist auch ein Gesamtbudget f r die Durchf hrung der Simulationsstudie festzulegen In der Realit t f hren hing
141. fizieren nicht zu modellierende Systemkomponenten benennen deskriptive bzw semiformale Modellbeschreibung erstellen Anforderungen an das Modell in Bezug auf die sp tere Verwendung kl ren geplante Variationen der Modellparameter festlegen Daten und Informationsbedarf pr zisieren Auswirkungen von Datenmangel absch tzen nderungsvermerke Abnahme Zeichen Zeichen 204 Anhang A2 Checklisten Projektpartner Checkliste Phase we erg nzende Unterlagen Beam Aktivit t Anmerkungen Relevanz Dokument Bearbeiter Sensitivit tsanalysen durchf hren Annahmen f r die Systemanalyse begr nden Validierung des Konzeptmodells durchf hren Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version s iG R Zeichen Anhang A2 Checklisten 205 Projektpartner Checkliste Phase C8b Modellformalisierung erg nzende Unterlagen Deadline Aktivit t REIT Relevanz Dokument Bearbeiter Organisatorisches Regelm ig Abstimmungsgespr che der Projektpartner durchf hren erfolgreiche Validierung des formalen Modells best tigen Fachinhaltliches gem Konzeptmodell erforderliche Systemkomponenten formal beschreiben Steuerung des Systems formalisieren stochastische Parameter der Modellkomponenten festlegen Charakteristika der stochastische Parameter z B Mittelwert der Verteilung ermitteln Daten und Informationsbedarf insb f r stochastische Parameter weiter pr zisieren
142. ftraggeber die Aufgabenspezifikation Darin werden die Projektziele konkretisiert und ausf hrlich beschrieben welche Leistungen jeweils durch Auftragnehmer und Auftraggeber zu erbringen sind um diese Ziele zu erreichen s Aufgabenspezifikation in Abschn 2 2 3 Sofern ein Pflichtenheft nicht bereits als Bestandteil des Angebotes oder des Vertrages existiert kann die Aufgabenspezifikation f r den weiteren Projektverlauf als Pflichtenheft genutzt werden Die Auf gabenspezifikation bildet eine wichtige Grundlage der Abnahmeerkl rung Projektspezifische Abnahme oder Akzeptanzkriterien m ssen hier m g lichst genau formuliert werden Projektpl ne Ein Projekt wird in Abh ngigkeit der Inhalte und des Umfanges in einzel ne Arbeitspakete aufgeteilt Aus der funktionalen Anordnung der festge legten Arbeitspakete ergibt sich der Projektstrukturplan F r jedes Arbeits 22 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte paket werden die Dauer der Aufwand der Verantwortliche und die erfor derlichen Ressourcen eingeplant Anschlie end k nnen aus dem Projekt strukturplan weitere Projektpl ne wie Netz Termin Ressourcen und Kostenpl ne abgeleitet werden Die Notwendigkeit f r Projektpl ne w chst mit der Gr e der Projekte Ein Terminplan ist auch in kleinen Pro jekten sinnvoll w hrend andere Projektpl ne dort nicht explizit erstellt werden m ssen Weitere Informationen zu Projektpl nen befinden sich z B in Hem
143. g f r die Modellerstellung sind Im Folgenden werden die aus Sicht der Autoren wesentlichen und be sonders kritischen Aspekte bei der Erstellung der Aufgabenspezifikation behandelt 4 2 Aufgabendefinition 117 4 2 1 Festlegung der Systemgrenzen Die Systemgrenzen entscheiden ber die Gr e des zu erstellenden Mo dells und die notwendigen Datenbedarfe Wenn z B die Anlieferung in einem Produktionsbetrieb modelliert wird m ssen die entsprechenden Da ten ber den Lieferverkehr einschlie lich der gelieferten Komponenten vorliegen Wird dieser Bereich nicht in das Modell aufgenommen reichen Informationen ber die f r die Produktion zur Verf gung stehenden Kom ponenten aus Zur Festlegung der Systemgrenzen liefert die Zielbeschreibung die ent scheidenden Vorgaben Dort werden bereits in grober Form die Funkti onsweise des zu simulierenden Systems und die zu untersuchenden Sys temvarianten beschrieben Dabei liegt es in der Verantwortung des Auftragnehmers zu entscheiden ob die Aufgabe mit dem so beschriebenen System bearbeitet werden kann oder ob die Grenzen des Systems ver ndert werden m ssen Diese Bewertung kann sowohl zur Forderung nach einer Ausweitung der Systemgrenzen wenn wichtige Komponenten noch nicht enthalten sind als auch zur Verkleinerung des Systems wenn berfl ssige Komponenten vorhanden sind f hren Da die Entscheidung ber die Grenzen des zu modellierenden Systems kritisch f r den Erfolg der Simu la
144. gebnisse dokumentation lt a a arr aed Vv Ende der Simulationsstudie gt ag gt OD oN x ey z3 v Abb 1 Erweitertes Vorgehensmodell angelehnt an Rabe et al 2008 1 2 Vorgehen bei Simulationsprojekten 7 In Abb 1 sind die einzelnen Projektphasen als Ellipsen Phasenergeb nisse als K stchen mit abgerundeten Ecken dargestellt F r ein Simulati onsprojekt l sst sich damit das Vorgehensmodell in die vorbereitende De finitions und Angebotsphase Kap 3 die eigentliche Durchf hrung der Simulationsstudie Kap 4 und die Nachnutzung Kap 5 gliedern Die Definitions und Angebotsphase orientiert sich an einer ggf zu n chst nur groben Zielbeschreibung die sukzessive vervollst ndigt wird und in der Regel gemeinsam mit einem Angebot als Einstieg in das eigent liche Projekt gilt W hrend der Durchf hrung der Simulationsstudie sind nach der Kon kretisierung der Aufgabe in Form einer Aufgabenspezifikation die Phasen der Modellbildung Systemanalyse Modellformalisierung Implementie rung abzuarbeiten Hierbei sei darauf hingewiesen dass das auf dem Rechner ausf hrbare Modell das prim re Ziel der Modellerstellung ist Demgegen ber sind sowohl Konzeptmodell als auch formales Modell eher als Zwischenergebnisse der Modellbildung anzusehen Das Konzeptmodell auch konzeptuelles oder konzeptionelles Modell ist ein rein deskriptives Modell es dient einer ersten noch nicht formalen Beschreibung de
145. gen als auf die r umliche N he zum Dienstleister oder etwa dessen Kenntnisse ber die Branche der Muster AG Hier ist es dem Projektteam der Muster AG wichtiger dass der Dienstleister Erfah rung in seiner eigenen Branche also der Simulation hat und dies sowie 100 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase seine Arbeitsweise in einem strukturierten ordentlichen Angebot nach weist Das Projektteam konnte hingegen nicht festlegen ob zur Bewertung der Angebote die Preisgestaltung relevanter ist als die Darstellung der Bedienfreundlichkeit des zu entwickelnden Simulationsmodells Name Formularbezeichnung Projekt Auftrag Bewertungskriteriengewichtung Erweiterung und Umzug Verantwortung Max Mustermann Abt PPX Muster AG i f r Angebotsauswahl Simulationsdienstleister Bewertungskriterien EEE ici ol Z q pann Angebotsqualit t Risikoabdeckung verbleibende Kriterien ome 91 8 Gewichtsbeitrag g 1 08 ar mon Rona 27 08 07 M Mustermann Seite 1 von 1 Dokumentnummer Proj471107 KGew v1 Inatum Unterschrift Branchen kenntnis Projektlaufzeit R umliche Auftreten des Dienstleisters Preisgestaltung Schl ssigkeit Schulung Werkzeug auswahl Hersteller kooperation Personal kontinuit t Bedien freundlichkeit Simulations erfahrung Angebots qualit t N he Branchenkenntnis Projektlaufzeit R umliche N he Auftreten d Dienstl Hr PNN i ioj t itt
146. gew hlt werden muss aber zumindest innerhalb eines Projek tes f r alle Checklisten identisch sein Daher empfiehlt es sich wie bei spielhaft in Abb 7 dargestellt das eindeutige Checklistenk rzel ggf um weitere Ziffern oder Zeichen erg nzt zu verwenden Ebenso ist es sinnvoll in der Dokumentnummer einen Bezug zum Projekttitel herzu stellen e Das Feld Version dient zur Eingabe der aktuellen Versionsnummer einer Checkliste Da die einzelnen Formulare projektbegleitend ausgef llt bzw aktualisiert werden m ssen ist es notwendig die einzelnen Versi onen zu kennzeichnen um nderungen nachverfolgen zu k nnen Die Versionsnummer wird vom Projektverantwortlichen vergeben Hierbei ist die Vergabe einer neuen Versionsnummer von der Art oder dem Grad der nderung abh ngig Eine neue Versionsnummer ist zu verge ben wenn nderungen an vorgegebenen Eintr gen oder bereits ausge f llten Eingabefeldern vorgenommen werden s nderungsvermerke 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 49 nicht jedoch wenn lediglich ein neuer Bearbeitungsstatus f r eine Akti vit t dokumentiert wird e Die Angabe im Eingabefeld Datum gibt das Erscheinungsdatum der letzten offiziellen d h vom Projektverantwortlichen herausgegebenen Version einer Checkliste an Dabei kann diese offizielle Version z B aus der Zusammenf hrung verschiedener Arbeitsexemplare entstehen die von den einzelnen Bearbeitern w hrend der Durchf hrung der ein zelnen
147. gig von der Vorgehensreihenfolge ist bei jedem Pr fungsschritt mit positivem Ergebnis der zu erwartende Aufwand abzusch tzen Dazu geh rt der Aufwand f r die Sicherstellung der Verf gbarkeit z B Li zenzkosten f r Software und das Erreichen der Eignung z B berset zung von Dokumenten Schulung eines Mitarbeiters V amp V Ma nahmen zur Pr fung der G ltigkeit der nachzunutzenden Modelle Erweiterung der Modelle V amp V Ma nahmen w hrend der Modellerweiterung Umpro grammierung der Steuerung Die Wirtschaftlichkeit einer Nachnutzung ist darauf aufbauend an dem Verh ltnis zwischen dem zus tzlichen Aufwand der f r die Nachnutzung notwendig wird und dem Aufwand f r eine neue Modellierung zu bemes sen Bei einfachen Modellierungsaufgaben und geeigneten Werkzeugen kann eine neue Modellierung durchaus weniger aufw ndig also wirt schaftlicher als schon die berpr fung der Machbarkeit einer Nachnut zung sein Wenn die Wirtschaftlichkeit gegeben ist so ist wie in Abschnitt 5 2 schon dargelegt die Zweckm igkeit unter m glicher Einbeziehung zu s tzlicher weicher Faktoren zu bestimmen und zu dokumentieren Abschlie end sei zur Betrachtung von Machbarkeit und Zweckm ig keit noch hervorgehoben dass das Vorgehen bei der geplanten und der un geplanten Nachnutzung sich im Wesentlichen aufgrund des unterschiedli chen Zeitpunktes zu dem dieser Entscheidungsprozess durchgef hrt wird in der Gestaltungsfreiheit un
148. h den Vergleich von Kurven durchgef hrt wird Zu den statistischen Tests z hlen der Chi Quadrat Test der Kolmogorov Smirnov Test und der Anderson Darling Test Zu den graphisch visuellen Tests z hlen der Dich te Histogramm Vergleich der Quantilgraph Q Q Plot und der Wahr scheinlichkeitsgraph P P Plot Law und Kelton 2000 Diese Testverfah ren sind allerdings nicht trivial da entweder Annahmen vorher gepr ft werden m ssen oder die Ergebnisse der Interpretation bed rfen Daher ist 4 4 Phasen der Modellbildung 125 es sinnvoll die Verteilungssch tzung mit Hilfe von spezieller Software durchzuf hren In einigen Simulationswerkzeugen sind derartige Metho den bereits enthalten Aber selbst dann f hrt aufgrund der Komplexit t der Verfahren deren naive Anwendung meist nicht zum gew nschten Ergeb nis Daher sollte zur Durchf hrung statistischer Analysen grunds tzlich spezifische Fachkompetenz hinzugezogen werden 4 4 Phasen der Modellbildung In diesem Abschnitt werden Hinweise gegeben die f r alle Phasen der Modellbildung relevant sind Anschlie end werden die Phasen Systemana lyse Modellformalisierung und Implementierung Abb 1 im Einzelnen betrachtet Die zugeh rigen Checklisten orientieren sich an den einzelnen Phasen und werden in den entsprechenden Abschnitten behandelt An dieser Stelle m chten die Autoren auf ein g ngiges Problem vieler Simulationsstudien hinweisen Die Modellbildung wird oft auf Kosten der Durc
149. he Entwurf entworfen erl ut p 620 1 10 0 39 Darstellung APs logisch graphische transparent Simulations erfahrung Bereich Log Simulation vergleichb Referenzpr Angebotsqualitat Struktur Verst ndlichkeit iele Textbausteine knapp verst ndlich detailliert und Ordentlichkeit inweise a Alternat strukturiert ordentl sehr ordentlich Punktsumme ne a an oss os Nutzwet O O 211 198 Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme qualitative Kriterien Berufserfah rung in Sim vergleichb Projekte 9 72 strukturiert mehrj hrige f detaillierte vorgenensw ordentlicher Eindruck profession Eindruck tionen Darst d An igebotselem Oj Proj471107 ABew v1 29 08 07 Alternative Kriterium Zeichen Alternative Kriterium Datum Zeichen Abb 18 Punktbewertungsverfahren zur Angebotsbewertung im Rahmen der Si mulationsstudie der Muster AG 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie In diesem Kapitel wird die Umsetzung des grundlegenden Qualit tskriteri ums Systematische Projektdurchf hrung aus Abschn 1 1 im Projektver lauf also von der Aufgabendefinition bis hin zur Durchf hrung der Expe rimente sowie der Analyse und Pr sentation der Simulationsergebnisse erl utert Gleichzeitig flie en auch die Kriterien zur Erreichung einer kon sequenten Dokumentation und einer kontinuierlichen Integration des Auf traggebers Kap
150. he Funktionalit ten das Modell speziell f r den betriebsbegleitenden Einsatz bieten soll und welche weiteren Anforderungen zu beachten sind Die Anforderungen k nnen dabei nach allgemeinen Anforderungen die auch bei anderen Softwareprojekten von Bedeutung sind und Gesichtspunkten die speziell bei Simulationsprojekten eine Rolle spielen differenziert werden Allgemeine Anforderungen Bei Softwareprojekten sind im Lastenheft u a folgende Anforderungen zu formulieren e Erstellung einer anwendergerechten Bedienoberfl che e Anbindung an das IT System des Anwenders teil automatisches Ein lesen von Eingangsdaten Weiterverarbeitung der Ergebnisse e Schulungsma nahmen Erstellung eines Bedienhandbuchs Schulung f r ausgew hlte Mitarbeiter 86 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase e Wartung und Pflege Bereitstellung einer Hotline Anpassung der Soft ware bei nderungen der Ausgangsbedingungen Nicht alle genannten Punkte sind f r jedes Simulationsprojekt relevant Beispielsweise kann das Simulationsmodell auch abgekoppelt als eigen st ndige L sung implementiert werden Bei kleineren Modellen ist die Be reitstellung einer Hotline wahrscheinlich nicht erforderlich Im Rahmen der Projektdefinition muss daher gekl rt werden welche Software und Modellanforderungen in dem jeweils speziellen Fall vorliegen Spezielle Anforderungen bei Simulationsprojekten Bei Simulationsprojekten kommen zus tzlich zu den allg
151. hensweisen und die detaillierte Beschreibung einer f r Simulationsstudien in Produktion und Logistik spezifischen Vorge hensweise zur V amp V geben Rabe et al 2008 2 3 Durchg ngige Verifikation und Validierung 33 2 3 1 Die Begriffe Verifikation Validierung und Test Vereinfacht formuliert untersucht Verifikation Aspekte der Korrektheit ei nes Modells Ist das Modell richtig und Validierung Aspekte der Eig nung Ist es das richtige Modell Balci 2003 VDI 3633 2008 Aller dings lassen sich Verifikation und Validierung in der praktischen Durchf hrung nur schwer trennen Balci 1998 Reine Verifikationsaufga ben z B Vergleich einer Software Implementierung mit der Spezifikati on sind zwar von der Validierung getrennt durchf hrbar die Mehrzahl der V amp V Techniken zeigt aber nur Abweichungen zwischen dem tats chli chen Verhalten und dem erwarteten Verhalten eines Modells auf Ob diese Abweichungen aus einer fehlerhaften Umsetzung hier greift die Verifika tion oder einer fehlerhaften Spezifikation des Modells hier greift die Va lidierung herr hren ist von untergeordnetem Interesse Bei der V amp V an gewandte Techniken lassen sich daher nicht vollst ndig in Verifikationstechniken und Validierungstechniken unterscheiden und wer den zusammenfassend auch mit dem Oberbegriff Tests bezeichnet Als Beispiel sei das strukturierte Durchgehen eines Konzeptmodells ge nannt bei dem Simulationsfachleute mit
152. hf hrung der Experimente zu stark betont Die Studie muss auf jeden Fall so geplant und durchgef hrt werden dass nach der Implementierung des Modells noch ausreichend Zeit f r die Experimente bleibt da in der Regel erst dabei ein Gro teil der Erkenntnisse gewonnen werden kann 4 4 1 Allgemeine Betrachtungen Neben den Ans tzen und Verfahren die typisch f r die jeweiligen Phasen des Modellierungsprozesses sind gibt es zwei Fragestellungen die immer wieder zum Tragen kommen e Mit welchem Modellierungsansatz erstelle ich das Modell e Welcher Detaillierungsgrad ist f r die Modellkomponenten angemes sen Bei beiden Fragestellungen ist die Antwort nicht einfach weshalb im mer wieder von der Kunst des Modellierens gesprochen wird Balci 1989 Die Problematik liegt hierbei in der Natur der Sache Es gibt nicht nur genau ein Modell das geeignet ist die L sung einer Fragestellung zu unterst tzen sondern viele gleichwertige Aus diesem Grund h ngt die konkrete L sung nicht nur von der Aufgabenstellung sondern auch von der Erfahrung und den Vorlieben des Modellierers ab Im Folgenden wird versucht diese Unsch rfe bei der Auswahl des Modellierungsansatzes durch erg nzende Hinweise zu verringern 126 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie Die hier beschriebene Herangehensweise ist praxisorientiert aber unter weitgehender Ber cksichtigung der von Becker et al 1995 f r die Pro zessmodellierung besc
153. hriebenen Grunds tze ordnungsgem er Modellie rung Richtigkeit Das Modell muss in Struktur und Verhalten das reale Sys tem korrekt abbilden Relevanz Nur die Teile des Systems werden modelliert die zur Erf l lung der Aufgabe notwendig sind Der Detaillierungsgrad der Modell komponenten ist passend gew hlt Klarheit Das Modell ist anschaulich Bei der Modellierung werden die Aspekte Strukturiertheit bersichtlichkeit und Lesbarkeit ber cksich tigt Vergleichbarkeit Mit unterschiedlichen Methoden erstellte Modelle f hren zu denselben Erkenntnissen Systematischer Aufbau Die Modellerstellung erfolgt nach nachvollzieh baren konsistenten Grunds tzen Vorgehensweisen zur Modellierung Die typischerweise bei der Systemanalyse verwendeten Vorgehensweisen zur Modellierung VDI 3633 2008 oder auch Modellierungsans tze ent sprechen weitgehend denen des Softwaredesigns Reussner 2006 Top down Beim Top Down Entwurf wird in der Regel mit einem sehr abstrakten Systemmodell begonnen und dann werden entscheidende Komponenten detaillierter weiter entwickelt So k nnen sehr schnell gu te Modelle entstehen wenn der Simulationsexperte wei f r welche Modellkomponenten diese Verfeinerung durchgef hrt werden muss und vor allem f r welche nicht Die Gefahr bei diesem Ansatz besteht darin Aufwand an der falschen Stelle zu verschwenden Bottom up Aufbauend auf kleinen Komponenten werden gr ere Struk turen gebildet Der B
154. hritte des Auftraggebers die noch vor dem ersten gemein samen Gespr ch stattfinden werden daher an dieser Stelle nicht behandelt Zu Grundsatzentscheidungen der Projektvorbereitung sei auf Abschnitt 2 1 und auf die Checkliste C7 Projektvorbereitung auf Auftraggeberseite ver wiesen 3 1 1 Inhalte des ersten gemeinsamen Gespr ches Das erste gemeinsame Gespr ch zwischen potentiellem Auftragnehmer und Auftraggeber dient der Konkretisierung und Vervollst ndigung der ggf schon vorliegenden Zielbeschreibung In diesem Buch dient der Beg riff Erstes gemeinsames Gespr ch als Zusammenfassung der gesamten Kommunikation die in dieser Phase des Projektes zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer stattfindet Dazu k nnen durchaus mehrere Termine erforderlich sein Die Rolle des Auftraggebers nimmt beispielsweise eine Planungsabtei lung eines Produktions oder Handelsunternehmens ein Anlagen oder F rdertechniklieferant ein Generalunternehmer oder ein Beratungsunter nehmen ein Der Auftragnehmer ist ein Planungs oder Simulations dienstleister ein Forschungsinstitut eine universit re Einrichtung oder ei ne Simulationsabteilung im Hause des Auftraggebers In Vorbereitung des ersten gemeinsamen Gespr ches sind neben der Festlegung von Ort und Zeitpunkt insbesondere eine rechtzeitige Bekannt gabe des Termins an einen abgestimmten Teilnehmerkreis zu gew hrleis ten um einen effizienten Gespr chsverlauf und eine m glichst umfassende B
155. htbare Verhalten des Simulationsmodells bewerten da f r ihn die internen Vorg nge im Simulationsmodell nur in Ausnahmef llen transpa rent sind Ggf muss der Auftragnehmer hier erg nzende Informationen be reit halten Eine Voraussetzung f r die Abnahme eines Modells zur be triebsbegleitenden Simulation ist die Einweisung des Auftraggebers in die Bedienung des Simulationsmodells Ein Handbuch muss in diesem Fall al le Bedienvorg nge in der Terminologie des Auftraggebers beschreiben Als Ergebnis seiner Pr fungen muss der Auftraggeber entweder die Pro jektabnahme in der Regel schriftlich erkl ren oder dem Auftragnehmer eine Liste noch offener Punkte berreichen Die Abarbeitung der offenen Punkte kann ggf nochmals eine beschr nkte Abnahme nach sich ziehen 5 Nachnutzung von Simulationsmodellen Die Nutzung von Simulationsmodellen nach Abschluss einer Simulations studie und die Verwendung verf gbarer Simulationsmodelle in einer lau fenden Simulationsstudie werden immer wieder diskutiert Das Spektrum der erneuten Nutzung Re use reicht von der Nutzung des gesamten Mo dells ber die Nutzung von Bausteinen die Nutzung einzelner Funktionen bis hin zur Verwendung von Programmcode Ausz gen wobei die ber g nge flie end sind Pidd 2002 Nachgenutzt werden aus Komplexit ts gr nden nicht ganze Modelle sondern eher einzelne berschaubare Kom ponenten oder Codefragmente Pidd 2002 S 772 Dieses Kapitel legt seinen S
156. htigsten Inhalte der Gesamtdokumentation zusammen und kann wie folgt gegliedert werden Zielsetzung und Randbedingungen der Simulationsstudie Verwendete Eingabedaten und getroffene Annahmen Aufbau des Simulationsmodells Steuerungsstrategien Varianten des Modells Experimentpl ne Simulationsergebnisse Analyse und Bewertung Ma nahmen zur Verifikation und Validierung Aussagen zur Nachnutzung des Modells Die Abschlussdokumentation entsteht in der Regel aus Ausz gen oder einer Zusammenfassung der bereits erstellten Dokumente zu den Ergebnis sen der einzelnen Phasen der Simulationsstudie Details zum Simulations modell sind nicht erforderlich Dagegen kann eine kurze Erkl rung was Simulation ist und was sie leisten kann zu Beginn der Dokumentation sinnvoll sein Checkliste C717 Abschlussdokumentation Projektabnahme Im Anschluss an eine Abschlusspr sentation und soweit gefordert eine bergabe der Abschlussdokumentation sind die Ergebnisse der Simulati onsstudie formal abzunehmen Betrachtungsgegenstand der Abnahme sind die Experimentpl ne die die durchgef hrten Simulationsexperimente do kumentieren sowie die Ergebnisse der Simulation ggf einschlie lich der abgeleiteten Interpretation Voraussetzung f r die Projektabnahme ist die vollst ndige Abarbeitung und Dokumentation aller in der Aufgabenspezi fikation definierten Arbeiten durch den Auftragnehmer und die Erf llung der dort benannten Anforderungen und Abnahme
157. i 14 4 5 4 6 4 3 Konzeptmodell S 2 fa g 4 ro 43 3 J 43 j 3 6 3 i IN J 2 Aufgabenspezifikation E 22 J 2 J 82 J 2 gt 2 4 Zielbeschreibungy 4 D g g T Cx e RC EC RED IC amp d gt g 4 g PER zZ ER AR 2R BR W R Rohdaten Y or ia fis S e d d 4 4 4 4 4 gt lt q a 4 J 2A J BA J EA J OA INGA gt Auer A Aufbereitete Daten Abb 2 V amp V Vorgehensmodell in der Simulation vereinfacht nach Rabe et al 2008 Kap 6 Wie aus dem V amp V Vorgehensmodell ablesbar ist w chst der Umfang der zu bearbeitenden V amp V Elemente im Verlauf der Simulationsstudie Zus tzlich nimmt die Zahl der in einem V amp V Element anwendbaren V amp V Techniken von Phase zu Phase zu Typische Ablauftests Animati on Trace Analyse sind z B erst m glich wenn zumindest f r ein Teil system ein ausf hrbares Modell vorliegt Die berpr fung des Modells in der Diskussion mit einem Fachexperten Face Validity kann dagegen in jeder Phase vorgenommen werden Die vollst ndige Anwendung aller geeigneten Techniken f r jedes V amp V Element ist aus wirtschaftlichen Gr nden nicht sinnvoll zumal der Modellbildungsprozess in der Regel Iterationen unterliegen wird die auch eine Wiederholung von V amp V Aktivit ten erfordern Qualit t bestimmt sich daher auch aus der bewussten Entscheidung f r spezifische Tests zu jedem einzelnen V amp V Element Dar ber hinaus k n
158. ichtig regelm ig Kontakt zum Auftraggeber zu halten ihn ber den Bearbeitungsstand zu informie ren und ihn so am Entstehen des Simulationsmodells teilhaben zu lassen Tauchen bei der Modellierung Fragen auf die sich aus der Aufgabenspezi fikation nicht beantworten lassen kann so schnell eine gemeinsame L sung gefunden werden Verifikation und Validierung sowie die abschlie ende Modellabnahme sind ebenfalls wichtige gemeinsame Schritte Das Wissen des Auftragge bers ber das System und dessen Verhalten ist hier unerl sslich Es unter st tzt ma geblich den V amp V Prozess und tr gt somit zur Sicherstellung der Validit t und Glaubw rdigkeit des Simulationsmodells bei In der sich an die Modellabnahme anschlie enden Experimentphase le gen Auftragnehmer und geber gemeinsam den endg ltigen Experiment plan fest bestimmen die Vorgehensweise f r die Experimentdurchf hrung und die Art der Simulationsergebnisse Die bereits zu Projektbeginn durchgef hrten gemeinsamen Gespr che zur Bestimmung des Modell zwecks und der Untersuchungsziele sowie die abgestimmte Aufgabenspe zifikation stellen die Ausrichtung der Experimentdurchf hrung im Sinne der geplanten Untersuchungsziele sicher Die Erreichung der Untersu chungsziele und die Erf llung der gemeinsam definierten Abnahmekrite rien best tigt der Auftraggeber durch die abschlie ende Projektabnahme Da Simulationsexperimente berwiegend neue Erkenntnisse und damit auch neue kr
159. ie rungsgrad spricht beispielsweise e der Einfluss einer Systemkomponente bzw ihrer Attribute auf das Er gebnis oder die Systemleistung e die begrenzte Kapazit t einer Systemkomponente e die Wichtigkeit des zeitlichen Verhaltens oder e die Wichtigkeit des Ortes einer Systemkomponente Ein niedriger Detaillierungsgrad kann erreicht werden durch das e das Ersetzen des Verhaltens und der Eigenschaften einer Systemkompo nente durch einfache mathematische Funktionen das Zusammenfassen von Modellkomponenten das Zusammenfassen von Prozessschritten das Ersetzen von hnlichen Abl ufen durch Stellvertreter oder das Ignorieren von Ausrei ern Zusammenfassend l sst sich feststellen dass die Festlegung des Detail lierungsgrades in allen F llen eine Ermessensentscheidung ist bei der der Modellierungsaufwand gegen den Nutzen abgewogen werden muss 4 4 2 Systemanalyse Das Ziel der Systemanalyse Abb 1 besteht darin das Konzeptmodell zu erstellen um die f r die Modellformalisierung und Implementierung n ti gen Grundlagen zu schaffen Die Systemanalyse beginnt mit einer Struk tur und Funktionsanalyse des zu modellierenden Systems Dabei werden auf der Basis der Aufgabenspezifikation folgende Aufgaben vertiefend bzw erstmals durchgef hrt e Festlegung der Systemgrenzen e Festlegung der zu betrachtenden Systemgr en Eingabegr en Ausga begr en interne Systemzust nde Bestimmung modellrelevanter Systemkompo
160. ie Mitarbeiterschulungen eingespart hat Aus Kostengr nden wurden Wartungsarbeiten nicht so oft durchgef hrt wie vom Maschinenhersteller empfohlen die Anzahl der St rungen hat deswegen zugenommen Bei der Durchf hrung des ersten Gespr ches ist daher stets zu ber ck sichtigen dass m glicherweise Ursachen f r ein Problem beabsichtigt o der unbeabsichtigt nicht oder nur sehr z gerlich angesprochen werden 3 2 Das Angebot Das Angebot selbst stellt die wesentliche schriftliche Grundlage f r die sp tere Auftragsabwicklung dar und muss die auf die Aufgabenstellung fokussierten Inhalte des gemeinsamen Gespr ches aus Sicht des sp teren Auftragnehmers m glichst umfassend wiedergeben Hierzu geh rt auch die Pr fung inwieweit auf spezifische W nsche des Auftraggebers einge gangen werden kann und ob auf Auftraggeber oder Auftragnehmerseite keine firmenpolitischen Restriktionen gegen eine Zusammenarbeit spre chen Vor Beginn der Angebotserstellung sind die vorliegenden Unterlagen des potentiellen Auftraggebers Layouts Anlagendokumentationen usw hinsichtlich ihrer Verwendung zu pr fen Es ist jedoch keinesfalls notwen dig die Inhalte im Angebot wieder aufzunehmen ein eindeutiger Verweis auf das jeweils verwendete Dokument ist ausreichend Des Weiteren ist zu kl ren ob der potentielle Auftraggeber bereits Kun de des Unternehmens ist ob ggf spezielle Kooperationsvertr ge vorliegen die ber cksichtigt werden m ssen und
161. ie f r den Auftraggeber nicht erkannt e Eine hinreichende bereinstimmung bez glich der Aufgabenstellung konnte nicht erreicht werden F r die Vermeidung solcher Defizite tr gt der Moderator des Kick off Meetings wesentliche Mitverantwortung 4 2 Aufgabendefinition In der Phase der Aufgabendefinition wird die aus der Sicht des Auftrag gebers formulierte Zielbeschreibung zu einer detaillierten Aufgabenspezi fikation weiterentwickelt Checkliste C6 Aufgabendefinition Die Aufgabenspezifikation mit der genauen Beschreibung des zu l sen den Problems ist von eminenter Bedeutung weil ein Modell immer die problemspezifisch verk rzte pragmatische Abbildung eines realen Sys tems ist Wenn unklar ist was zu welchem Zweck modelliert wird kann auch nicht entschieden werden welche Komponenten des realen Systems z B einer Fabrik nur grob und welche detaillierter abgebildet werden m ssen Bei einer unzureichenden Aufgabenspezifikation ist die Gefahr gro dass die Modellkomponenten mit unpassendem Detaillierungsgrad erstellt werden Dabei wird aus subjektivem Sicherheitsempfinden oft de tailreicher als zur Probleml sung n tig modelliert In Konsequenz verrin gert sich dadurch die gew nschte Handhabbarkeit des Modells Jedoch kann es auch passieren dass durch eine zu grobe Modellierung f r die Probleml sung entscheidende Komponenten unzureichend abgebildet werden und damit das Problem nicht oder nur unzureichend gel st werden
162. iele f r solche Informationen sind Layouts die nicht mehr dem Ist Stand entsprechen oder Beschreibungen der Prozesse und Materialfl sse die f r Au enstehende nicht unmittelbar verst ndlich sind Erg nzende Beschreibungen sowie gemeinsame Besich tigungen und Diskussionen von vorhandenen Anlagen Ausr stungen Ver suchsst nden usw variieren dabei branchen und unternehmensabh ngig Nicht zuletzt ist um einen gesicherten gemeinsamen Wissensstand her zustellen die pers nliche Teilnahme der ausf hrenden Personen auf Seiten der Auftraggeber und Auftragnehmer am Kick off Meeting unbedingt er forderlich 4 1 2 Ergebnisse des Kick off Meetings Die Ergebnisse des Kick off Meetings orientieren sich an den oben ge nannten Gespr chsinhalten und umfassen mindestens folgende Punkte e Best tigte Liste der Arbeitspakete 112 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie e Verbindliche Zusammenstellung der vorliegenden Informationen sowie ggf Festlegung eines abgestimmten Vorgehens zur Beschaffung fehlen der Informationen e Verantwortlichkeiten und zust ndige Bearbeiter f r alle festgelegten Arbeitspakete e Ansprechpartner beim Auftraggeber mit Aufgabenzuordnung e Detaillierter Zeitplan mit Meilensteinen F r die Qualit t einer Simulationsstudie sind ber diese essentiellen Er gebnisse hinaus weitere Voraussetzungen bestimmend und innerhalb des Kick off Meetings zu schaffen wie z B Bildung eines effizienten
163. ierung umfangreichen Support leistet Hierbei ist erforderlich vertraglich festzulegen ob der Hersteller die Ergebnisse seiner Arbeit f r die weitere Pr sentation bzw als Referenz oder sogar als Bestandteil von Bibliotheken einsetzen darf oder ob die Ergebnisse voll st ndig und ausschlie lich in das Eigentum des Auftraggebers bergehen 160 5 Nachnutzung von Simulationsmodellen 5 5 Unterstutzende Modelleigenschaften F r die Nachnutzung sind ber die vorab aufgef hrten Voraussetzungen hinaus unterst tzende Modelleigenschaften wie Parametrisierbarkeit und Modularisierung zu beachten Parametrisierbarkeit Modelle werden als parametrisierbar bezeichnet wenn sie nicht nur f r ei nen ausgew hlten Parametersatz gelten sondern f r einen zul ssigen Wer tebereich definiert sind F r alle Parameter eines Simulationsmodells sinn volle und zul ssige Wertebereiche z B F rdergeschwindigkeit von 0 2 bis 1 m s im Modell umzusetzen und zu verifizieren und zu validieren ist jedoch mit hohem Aufwand verbunden Daher ist es sinnvoll nur ausge w hlte Parameter im Rahmen getesteter Bereiche einer sp teren Ver nde rung zug nglich zu machen Der zul ssige Wertebereich f r diese ausge w hlten Parameter ist grunds tzlich hinreichend f r eine sp tere Nutzung zu dokumentieren besser noch durch geeignete softwaretechnische L sungen abzusichern z B durch automatische berpr fung der Eingaben mit Fehlermeldung bei Wert ber
164. igt die Beschreibung eines Arbeitspa ketes an einem Beispiel Arbeitspaket 1 AP 1 Herstellung der Technischen Klarheit Das Arbeitspaket beinhaltet die Beschaffung Sichtung und berpr fung aller notwendigen Unterlagen f r Projektabwicklung und Konkretisierung der Ziel beschreibung Aufgabenstellung in Form einer Aufgabenspezifikation Zur Untersuchung der Anlage entsprechend der formulierten Projektziele wird un ter Verwendung des vorliegenden Systemlayouts NBG_4711 vom 01 01 2005 insbesondere folgende Information zus tzlich ben tigt technische Daten der Regalbedienger te Qualifikationsprofile des Kommissionierpersonals Beschreibung der Kommissionierstrategie mitprotokollierte Auftragsdaten vom 02 06 01 07 Die Arbeitszeiten der Kommissionier werden nach REFA Angaben angenom men Stichpunktartig werden ebenfalls Zeiterfassungen vor Ort zur berpr fung der Annahmen durchgef hrt s AP 2 Verantwortlich Auftragnehmer in Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber Insbesondere sind die o a Dokumente seitens des Auftraggebers bereit zu stel len Zeitrahmen 03 2008 Ergebnis Detaillierte Aufgabenspezifikation Abb 15 Beispiel f r eine Arbeitspaketbeschreibung 82 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase Die Arbeitspakete sind mit Zwischenergebnissen Meilensteinen und Terminen in einem Projektplan aufzuschl sseln Auch ist es sinnvoll soweit m glich bereits die Projektbesprechungen hin
165. ikante Zunahme von St rungen aufweisen Diese Charakteristik ist im Modell A weil nicht be n tigt nicht abgebildet Die Nachnutzung des Modells erfordert deshalb neben der Modellierung der Steuerung zus tzlich die explizite Vorgabe des taktzahlabh ngigen St rverhaltens f r jede betroffene Maschine Die not wendige Erg nzung und Ver nderung f hrt zu einem Modell B Die Simulationsergebnisse von Modell B weisen aus dass mit Zunahme der Taktzahl die effektive Ausbringung nur im unteren Bereich w chst 5 7 Entscheidungshilfen bei ungeplanter Nachnutzung 165 Abb 20 graue S ulen und danach aufgrund der st ndigen Zunahme von St rungen wieder abnimmt 1200 1000 O Modell A E Modell B 800 600 400 Ausbringung in St ck min 200 0 Saa re ee ever g SP Taktzahl in St ck min Abb 20 Vergleich der Ergebnisse von Modell A und Modell B Ohne die entsprechende Modell nderung von Modell A zu Modell B w re nicht nur eine generell zu hohe Anlagenleistung vorhergesagt wor den sondern auch der Betrieb bei einer Taktzahl empfohlen worden bei der au er einer unzureichenden Ausbringung auch noch ein zus tzliches St rungsrisiko und unn tig hohes Verschlei potential resultieren Die im Beispiel aufgef hrte Problematik der Modelleignung kann grunds tzlich mit einer konsequenten V amp V aufgedeckt und gel st werden Dies setzt jedoch voraus dass das zu nutzende Modell nicht implizit als sch
166. in 50 3 Qualit tssichernde Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase ousssesssusssnnssnnssnnssnnssnnssnnssnnnsnnnsnnnsnnnsnsnssonnsonnnsnnssnnnnne 69 3 1 Projektdefinition eeresseesseesseeenneneennnenneennnennee essen een 69 3 1 1 Inhalte des ersten gemeinsamen Gespr ches 70 3 1 2 Ergebnisse des ersten gemeinsamen Gespr ches 75 3 1 3 Regeln zur Diskussion der Zielbeschreibung 76 3 2 Das Angebots nn 2 anal 78 3 2 1 Grundlegende Inhalte des Angebotes 79 3 2 2 Angebotsumfang uneseeeeeesneesnnennnnennennne essen 80 3 2 3 Aspekte der Modell und Projektabnahme 83 3 2 4 Aspekte f r die betriebsbegleitende Simulation 85 3 2 5 Dokumentation der Ergebnisse 86 X Inhaltsverzeichnis 3 3 Methodische Bewertung von Angeboten und Werkzeugen 87 3 3 1 Grunds tzliche Vorgehensweise 88 3 3 2 Angebotsauswahl uesesessessnennsennnennennennnen 92 3 3 3 Werkzeugauswahl ucesseeeeesseeneeenenennnennnnnnn 108 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie 109 4 1 Kick off Meeting a ea nhielari nainis 110 4 1 1 Inhalte des Kick off Meetings neneenneneen 110 4 1 2 Ergebnisse des Kick off Meetings neneeen 111 4 1 3 Gestaltung eines Kick off Meetings nenene 112 4 2 Aufgabendefinition cssesesesenseenseenneennennneennennnennennnenn 115 4 2 1 Fest
167. inden Bei terminlicher Enge und berschaubarem Projektinhalt ist es heute in der Praxis nicht un blich nach dem Kick off Meeting nur noch eine Ergebnispr sentation bei Projektende durchzuf hren obwohl sich das Projektteam ber die Risiken einer feh lenden Abstimmung durchaus bewusst ist Nachfolgend werden in Abschnitt 4 1 1 inhaltliche Aspekte des Kick off Meetings erl utert die f r die Qualit t der gesamten Simulationsstudie Bedeutung besitzen In Abschnitt 4 1 2 wird beschrieben wie die Erf l lung der zuvor diskutierten inhaltlichen Anforderungen organisatorisch ef fektiv unterst tzt werden kann 4 1 1 Inhalte des Kick off Meetings Das Kick off Meeting f hrt Auftraggeber und Auftragnehmer mit dem Ziel zusammen alle f r die Durchf hrung der Studie notwendigen Festle gungen und Vorgehensweisen so detailliert abzustimmen und zu dokumen tieren dass ab diesem Zeitpunkt eine qualit tskonforme und arbeitsteilige Projektbearbeitung m glich wird Detaillierungsgrad und Verbindlichkeit der hier geschlossenen Vereinbarungen m ssen so gestaltet sein dass eine hinreichende Sicherheit gegen ber inhaltlichen und terminlichen Risiken geschaffen wird Die Qualit t einer Simulationsstudie wird ma geblich 4 1 Kick off Meeting 111 dadurch beeinflusst dass die Vereinbarungen als Ergebnis des Kick off Meetings verbindlich erf llbar und einvernehmlich getroffen werden In diesem Punkt unterscheidet sich eine Simulationsstudie
168. ine sorgf ltige Projektvorbereitung erstes grundlegendes Qualit tskrite rium s Abschn 1 1 beinhaltet eine pr zise Zielbeschreibung und damit eine klar definierte Aufgabenstellung Diese stellt als Ausgangspunkt eines Projektes bei einer externen Beauftragung ggf zus tzlich erg nzt um ein Angebot f r alle beteiligten Projektpartner zu Projektbeginn ein gemein sames Verst ndnis ber den Betrachtungsgegenstand und das Untersu chungsziel sicher und legt die organisatorischen Rahmenbedingungen f r die Projektdurchf hrung fest Das nachfolgende Kapitel beschreibt welche Aspekte vor Beginn einer Simulationsstudie zu kl ren sind und wie ein qualitativ hochwertiges An gebot inhaltlich ausgestaltet sein sollte Dar ber hinaus wird der Prozess der Angebotsauswahl ber den Einsatz eines geeigneten Verfahrens zur Angebotsbewertung systematisiert Dies impliziert auch die m glicherwei se notwendige Auswahl eines Simulationswerkzeuges im Rahmen der Si mulationsstudie 3 1 Projektdefinition Um ein Projekt ordnungsgem und zweckorientiert umsetzen zu k nnen ist vor Beginn des Projektes und damit auch vor einer vertraglich verein barten Zusammenarbeit zwischen Projektpartnern hier z B Simulations dienstleister und Anlagenbetreiber die Zielbeschreibung im Sinne eines gemeinsamen Verst ndnisses zu formulieren Hierbei werden je nach Pro jektumfang und der in dem Unternehmen blichen Verfahrensweise bei der Projektvergabe un
169. ines bestehenden Modells f r ei ne neue Fragestellung Wird das Modell einer Palettieranlage z B als Teilmodell zur Generierung von Eingangsdaten f r die Untersuchung eines Hochregallagers genutzt so ist es nicht zwangsl ufig geeignet die Palet tierung selbst zu analysieren Derartige Unterschiede m ssen aus der Do kumentation einfach und sicher erkennbar sein Sehr spezifische Anforderungen an die Dokumentation hinsichtlich softwaretechnischer Details werden in den folgenden F llen einer Nach nutzung gestellt 1 Der ver nderte Modellzweck erfordert einen Eingriff in die innere Struktur oder den inneren Algorithmus der zu nutzenden Modelle Beispiel Die Anfahrcharakteristik einer Produktionsanlage soll f r den neuen Modellzweck detaillierter abgebildet werden 2 Das vorhandene Modell muss in eine andere Systemumgebung ein gebunden werden z B Integration des Modells in einen Leitstand In diesem Fall sind insbesondere die Modellschnittstellen exakt und vollst ndig zu dokumentieren 5 4 Weitere Voraussetzungen f r die Nachnutzung 159 Selbst wenn das Modell f r den neuen Untersuchungszeck nur ber vor definierte Parameter ver ndert werden soll ist die Dokumentation zwin gend notwendig In diesem Fall sind z B die zul ssigen Wertebereiche der Parameter ber die Dokumentation zu ermitteln und unzul ssige Para meterkonstellationen abzufragen Sollte die Dokumentation hier ber keine Aussagen machen ist vor der Nut
170. ingungen sind zwingend in der Formulierung der Zielbeschreibung zu ber cksichtigen Festlegung der einzusetzenden L sungsmethoden In diesem Zusammenhang sind die m glichen L sungsmethoden wie ana lytische Methoden Simulations oder auch Optimierungsverfahren gegen einander abzuw gen und auch die Simulationswiirdigkeit Abschn 2 1 ei ner Aufgabenstellung d h die Zweckm igkeit des Einsatzes der Simulation als Probleml sungsmethode zu diskutieren Dies ist von ent scheidender Bedeutung f r den direkten und indirekten Erfolg der Studie Die direkten Erfolgsfaktoren beziehen sich auf die anschlie ende oder auch sp tere Ergebnisnutzung und umsetzung indirekte Erfolgsfaktoren umfassen eine nachhaltige Nutzbarkeit der Modelle Kap 5 Nicht zwangsl ufig muss die Simulation immer die geeignete Probleml sungs methode sein Nach Kl rung der Punkte 1 6 erscheint in einigen F llen auch eine a nalytische Methode ausreichend Sinnvoll kann es daher sein verschiedene L sungsmethoden bei der weiteren Projektdefinition einzubeziehen Erg nzend sind auch die grunds tzliche Leistungsf higkeit der einzuset zenden Methoden sowie Hinweise auf m gliche zeitliche oder auch inhalt liche Risiken Inhalte des Gespr ches zwischen den potentiellen Projekt partnern s auch Kap 2 Festlegung der zu verwendenden Hard und Software F r die Bearbeitung einer Aufgabe k nnen in der Regel unterschiedliche Softwarewerkzeuge eingesetzt
171. ion ausgelastet werden dass der Erhalt der Kompe tenz auf Dauer gew hrleistet ist Zur Frage ob die Simulation mit eigenen Kr ften oder von einem exter nen Dienstleister durchgef hrt werden soll sei u a auch auf VDI 3633 2008 sowie Noche und Wenzel 1991 verwiesen Aufgabenstellung eindeutig formulieren und vorbereiten Bevor mit der Auswahl eines Simulationswerkzeuges und ggf eines exter nen Simulationsdienstleisters begonnen werden kann muss die Aufgaben stellung aus Sicht des Auftraggebers eindeutig und nachvollziehbar formu liert werden s Erstellung des Dokumentes Zielbeschreibung in Abschn 2 2 1 Dabei ist es erforderlich dass der Modellzweck d h die Art und das Ziel der Modellnutzung unmissverst ndlich dargestellt wird Dar ber hinaus muss der Auftraggeber alle bereits zur Verf gung stehen den relevanten Informationen und Daten zur Bearbeitung der Aufgaben stellung ermitteln sowie etwaige Konditionen und Restriktionen definie ren Hierzu kann bereits auch die Ermittlung m glicher Kriterien f r die Abnahme des Simulationsmodells und der Simulationsstudie z hlen Auswahl eines Dienstleisters Hat sich der Auftraggeber zur Vergabe einer Simulationsstudie an einen Dienstleister entschlossen so ist dieser sorgfaltig und unter Verwendung m glichst objektiver Kriterien auszuw hlen Eine M glichkeit ist hier die 18 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte konsequente Anwendung einer Bewe
172. ionsmodells auf eine neue Version des Simulationswerkzeuges Als wesentlich diffiziler und oft noch vollkommen unm glich erweist sich die bertragung eines Modells auf ein anderes Simulationswerkzeug Eine Grundbedingung f r die Portierbarkeit ist das Vorliegen identischer forma ler Beschreibungsformen f r ein Simulationsmodell 5 6 Geplante Nachnutzung F r die geplante Nutzung nach dem Ende der Simulationsstudie sind zwei sehr unterschiedliche Einsatzf lle charakteristisch 1 Aufbau von Standardmodellen Wieder und Weiterverwendung 2 Betriebsbegleitende Simulation d h eine Weiterverwendung des Modells in einem anderen Kontext Praktisch erweist sich aber eine geplante Nachnutzung eines Modells oft nicht als losgel ste Studie nach dem definitiven Ende eines Projektes son dern ist aufgrund der Planbarkeit als Teil von Abschnitten eines Gesamt projektes aufzufassen Aufbau von Standardmodellen Die Motivation f r eine Wieder und Weiterverwendung ist insbesondere durch eine m gliche Aufwandsminimierung bei der Modellerstellung ge geben Ferner wird durch die Nachnutzung bereits gepr fter Modelle auch eine erh hte Sicherheit angestrebt Diese ist jedoch durch die Nachnutzung nicht automatisch gegeben In Analogie zu Softwareprojekten in denen z B entwickelte Pro grammbibliotheken f r mathematische Grundfunktionen einer geplanten Nachnutzung dienen wird auch dieser Gedanke der geplanten Nachnut zung in vielen Simula
173. it unter Ber cksichtigung der Randbedingungen im Jahr 2020 oder die berpr fung der Funktionali t t eines geplanten Systems als vorbereitende Ma nahme f r die Realisie rung Festlegung des Betrachtungsgegenstandes Der Betrachtungsgegenstand umfasst den Gegenstand der Untersuchung d h das konkrete reale oder geplante System mit klar definierten System grenzen Hier sind auch systemspezifische Sachzusammenh nge und Auf f lligkeiten z B bereits bekannte Engp sse saisonale Schwankungen zu diskutieren Des Weiteren ist aufzuzeigen welche Wechselwirkungen im System nur zu bestimmten Zeiten auftreten beispielsweise in der Hoch lastphase des Weihnachtsgesch fts oder wenn eine bestimmte Baureihe in der Anlage produziert wird H ufig werden zur Diskussion des Betrach tungsgegenstandes das Anlagenlayout oder eine Prozessbeschreibung zugrunde gelegt Auch Besichtigungen des zu untersuchenden Systems o der einer Referenzanlage k nnen hilfreich f r die Kl rung der systemspe zifischen Zusammenh nge sein Ein an dieser Stelle ggf auch zu diskutierender Aspekt ist die sinnvolle Abstraktion des Betrachtungsgegenstandes und damit der Detaillierungs grad der sp ter zu erstellenden Modelle Fachliche Relevanz in Bezug auf die Fragestellung einerseits und m glicher Modellierungsmehraufwand andererseits bestimmen dabei die praktikable Umsetzung Beispielsweise muss zur Untersuchung des Maschinendurchsatzes das Produktionsverhal ten d
174. iten besser festge stellt werden kann ob das Modell falsch oder die Implementierung fehler haft war Eine Schwierigkeit bei der Erstellung eines formalen Modells besteht darin nicht bereits f r ein bestimmtes Simulationswerkzeug sondern f r eine bestimmte Problemstellung zu modellieren Dadurch k nnen effizien tere Alternativen bereits in der formalen Modellentwicklung unabh ngig von einem konkreten Simulationswerkzeug entstehen Einsatz stochastischer Komponenten Neben den bereits oben behandelten Grunds tzen zur Modellierung Abschn 4 4 1 ist bei der Modellformalisierung noch die Entscheidung ber den Einsatz stochastischer Komponenten zu treffen Typischerweise enthalten Produktions und Logistiksysteme Komponenten mit einem sto chastischen Verhalten Diese existieren beispielsweise zur Beschreibung von zeitverbrauchenden Ressourcen z B Prozess oder Transportzeitver teilungen oder von Zustands nderungen von Systemkomponenten z B Ausfall oder Reparaturzeitverteilungen Stochastische Komponenten ha ben oft einen entscheidenden Einfluss auf das Systemverhalten Daher sind die entsprechenden stochastischen Komponenten im Simulationsmodell mitentscheidend f r die Qualit t des Modells und m ssen deshalb mit Be dacht eingesetzt werden Der Aufwand zur Ermittlung der Parameter ist bei diesen Modellkomponenten erheblich h her als bei denen f r die nicht stochastischen Bestandteile des Systems Abgleich der Erkenntniss
175. kreises Seit 1987 aktives Mitglied der Ar beitsgemeinschaft Simulation ASIM und seit 2005 stellvertretender Sprecher der Fachgruppe simulation in Produktion und Logistik Leiter des Fachausschusses Ge sch ftsprozessmodellierung und Mitglied im Fachausschuss A5 Modell bildungsprozesse im Fachbereich A5 Modellierung und Simulation des Vereins Deutscher Ingenieure F rdertechnik Materialfluss und Logistik VDI FML Chairman des EU Projekt Clusters Ambient Intelligence Technologies for the Product Life Cycle Leitung und Mitglied unter schiedlicher Programmkomitees Lehrauftrag an der Technischen Univer sit t Berlin ber 120 Publikationen davon mehrere Herausgeberschaften 218 Anhang A3 Die Autoren dieses Buches Prof Dr rer nat habil Oliver Rose geb 1966 Mathematikstudium an der Universit t W rzburg Promotion und Habilitation Operational Model ling and Simulation in Semiconductor Manufactu ring im Fach Informatik an der Universit t W rzburg Seit Oktober 2004 Professur f r Model lierung und Simulation am Institut f r Angewandte A Informatik der Fakult t Informatik der TU Dres den 2001 2003 Leitung der deutschen Beteiligung am Factory Operations Research Center Project Scheduling of Semiconductor Wafer Fabrication Facilities von SRC Semiconductor Research Corporation und International Sematech Aktu elle Arbeitsgebiete Modellierung und Simulation komplexer Produktio
176. kriterien Die Checkliste C9b Projektabnahme im Anhang dieses Buches unterst tzt die Abnahme 2 3 Durchgangige Verifikation und Validierung Ein wesentliches Qualit tskriterium der Simulation ist die durchg ngige Verifikation und Validierung Abschn 1 1 und damit die Beantwortung der Fragen ob das Modell konsistent ist ob es alle f r die Aufgabenstel lung wesentlichen Eigenschaften des abgebildeten Systems enth lt und ob 32 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte es f r den Untersuchungszweck angemessen ist Diese Modelleigenschaf ten lassen sich allerdings im Allgemeinen nicht formal nachweisen Daher ist das tats chliche Ziel der Verifikation und Validierung V amp V die Errei chung der Glaubw rdigkeit des Modells Das Modell wird als glaubw rdig eingestuft wenn die beteiligten Personen insbesondere diejenigen die auf Basis des Modells Entscheidungen treffen von der G ltigkeit des Modells f r die jeweilige Aufgabenstellung berzeugt sind Zur Herstel lung der Glaubw rdigkeit ist besonders der im Qualit tskriterium benannte Aspekt der Durchg ngigkeit zu beachten Die beschriebenen Unsicherheiten bei der Herstellung der Glaubw r digkeit verst rken die Forderung dass jede einzelne Projektphase einer de finierten Prozessqualit t gen gen muss Abschn 1 1 Die Untersuchung der G ltigkeit muss sich im Sinne der geforderten Durchg ngigkeit auf al le Phasenergebnisse einer Simulationsstudi
177. ktbewer tungsverfahren von Gerhard 1998 gibt es zahlreiche weitere Verfahren f r die Bewertung und Auswahl von Angeboten oder Simulationswerk zeugen Beispiele sind verschiedene Arten von Rangreihen graphische Darstellungsformen wie Werteprofile die Nutzwertanalyse nach Zange meister 2000 oder die technisch wirtschaftliche Bewertung von Entw r fen gem der VDI Richtlinie 2225 1997 Grunds tzlich stellt ein geeignetes Verfahren zur objektiven Bewertung vorliegender Angebote oder Simulationswerkzeuge die konsequente An wendung eines Schemas dar das e quantitative und qualitative Kriterien gleicherma en ber cksichtigt e eine gewichtete und eine ungewichtete Bewertung erm glicht e eine direkte Gegen berstellung der Auspr gungen einzelner Eigenschaf ten der Alternativen f r jedes Kriterium erm glicht e die Bewertung berschaubar transparent und nachvollziehbar gestattet und e verschiedene Auswertem glichkeiten beinhaltet Das Schema f r ein Punktbewertungsverfahren nach Gerhard 1998 ist in Abb 14 in ein direkt f r die Bewertung und Auswahl von Angeboten f r Simulationsstudien bzw von Simulationswerkzeugen anwendbares Formular bertragen worden Die einzelnen Bereiche und Felder dieses Formulars werden nachfolgend n her erl utert e Der Kopfbereich des Formulars enth lt in Analogie zum Formular Be wertungskriteriengewichtung neben dem Namen und der Zielstellung des Formulars die bergeordneten I
178. l 3 Aktivit t erg nzende Unterlagen Deadline Anmerkungen Relevanz Dokument Bearbeiter Priorit t Organisatorisches Unterlagen aus der Projektvorbereitung auf Auftraggeberseite bereitstellen vgl C1 Unterlagen zu den Ersten Gespr chen mit Dienstleistern bereitstellen vgl C2 f r Angebotsauswahl zusammenstellen Fachinhaltliches Bewertungskriterien aus in der Zielbeschrei bung formulierten Anforderungen ableiten Bewertungskriterien aus Randbedingungen ableiten Bewertungskriterien klassifizieren Ja Nein und tolerierte Forderungen sowie W nsche relevante Bewertungskriterien durch Kriteriengewichtung ermitteln Mindest Soll und Ideal Erf llung f r alle Bewertungskriterien festlegen Punktvergabe f r quantitative und qualitative Bewertungskriterien festlegen Vorauswahl der vorliegenden Angebote anhand der Ja Nein Forderungen treffen Angebote anhand relevanter Bewertungskrite rien mit Punktbewertungsverfahren bewerten Dienstleister mit dem hinsichtlich der Aufgabenstellung besten Angebot beauftragen Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version 5 i ii R Zeichen Anhang A2 Checklisten 195 Projektpartner Checkliste Phase C4b Werkzeugauswahl Deadline Aktivit t ee Ue Relevanz Dokument Bearbeiter Priorit t Organisatorisches Unternehmen in Bezug auf vorhandene Simulationswerkzeuge pr fen vorhandene Simulationswerkzeuge hinsichtlich Eignung
179. lci O 1990 Guidelines for successful simulation studies In Balci O Sadowski RP Nance RE Hrsg Proceedings of the 1990 Winter Simulation Conference S 25 32 Balci O 1994 Validation verification and testing techniques throughout the life cycle of a simulation study In Tew JD Manivannan S Sadowski DA Seila AF Hrsg Proceedings of the 1994 Winter Simulation Conference S 215 220 Balci O 1998 Verification Validation and Testing In Banks J Hrsg Handbook of Simulation John Wiley amp Sons New York Balci O 2003 Validation verification and certification of modeling and simula tion applications In Chick S Sanchez PJ Ferrin E Morrice DJ Hrsg Pro ceedings of the 2003 Winter Simulation Conference S 150 158 Balci O Nance RE 1985 Formulated problem verification as an explicit re quirement of model credibility In Simulation 45 2 August 1985 15 27 Balci O Ormsby WF Carr JT III Saadi SD 2000 Planning for verification vali dation and accreditation of modeling and simulation applications In Joines JA Barton RR Kang K Fishwick PA Hrsg Proceedings of the 2000 Winter Simulation Conference S 829 839 Balzert H 1998 Lehrbuch der Software Technik Software Management Soft ware Qualit tssicherung Unternehmensmodellierung Spektrum Akademi scher Verlag Berlin Balzert H 2005 Lehrbuch Grundlagen der Informatik 2 Aufl Spektrum Aka demischer Verlag M nchen Banks J 1998 Handbook of Simulation
180. legung der Systemgrenzen nenenneneenneennenn 117 4 2 2 Sp tere Modellverwendung eeenenn 117 4 2 3 Festlegung der Abnahmekriterien en 118 4 2 4 Schulungsaufwand und Glossar 119 4 3 Datenbeschaffung und aufbereitung eneneeeneen 119 4 3 1 Erhebung von Informationen und Daten 121 4 3 2 Ma nahmen bei Datenmangel oder berfluss 122 4 3 3 Daten f r die betriebsbegleitende Simulation 123 4 3 4 Typische Fehleinsch tzungen eeee 123 4 3 5 AnpassungstestS nessennseennnsenssnsensnnnennnnnnnnnnnnennnnen 124 4 4 Phasen der Modellbildung uneeeeeenneenneenenen 125 4 4 1 Allgemeine Betrachtungen neeneneneneenn 125 44 2 Systemanialyse cs vcestaecccisescccbvssewscesctvededscacessdecieeesttaseesd 130 4 4 3 Modellformalisierung eeneneneenn 133 4 4 4 Implementierung usenseesenseeseennennnnennnenn nn e 135 4 5 Experimente und Analyse ucneensensenseenseennennneennennnnnnnnnnnnenn 139 4 5 1 Bestimmung der L nge der Einschwingphase 140 4 5 2 Durchf hrung wiederholter Simulationsl ufe 142 4 5 3 L nge und Anzahl von Simulationsl ufen 143 4 5 4 Konfidenzintervalle eneeene 144 4 5 5 Verwendung der statistischen Versuchsplanung 145 4 5 6 Interaktive Simulation
181. lgenden nur kurz die Auswirkungen von Benutzereingriffen erl utert wenn diese Interaktionen bei Simulationsstudien zur Leistungsbewertung erfolgen Aus statistischer Sicht f hren Interaktionen zur Laufzeit dazu dass die einzelnen L ufe nicht vergleichbar sind d h w hrend der Erzeugung von Messergebnissen zum langfristigen Systemverhalten f hren Eingriffe in den Simulationslauf von Au en zu statistisch unbrauchbaren Ergebnissen Sobald die Eingriffe jedoch dazu dienen die Emulation der Umwelt des simulierten Systems in sinnvoller Weise zu erg nzen k nnen sie durchaus ihre Berechtigung haben Es bleibt jedoch zu kl ren wie der Einfluss die ser Interaktionen in die Messwerterfassung geeignet zu integrieren ist 4 5 7 Ergebnisauswertung darstellung und interpretation Die Auswertung Darstellung und Interpretation der Simulationsergebnisse ist eine nicht zu untersch tzende Aufgabe Das gilt nicht so sehr weil da bei aufwendige Algorithmen zum Einsatz kommen sondern vor allem weil die Ergebnisse erst in die Sprache des Auftraggebers bersetzt werden m ssen Jede Branche hat ihre eigene Terminologie und ihre eigene Dar stellungsweise von Systemleistungsdaten Hier muss es dem Auftragneh mer gelingen die Erwartungen des Auftraggebers zu ermitteln und dann zu treffen Selbst wenn die Verfahren zur Aufbereitung des Inhalts nach dem Stand der Technik angewendet wurden kann die Arbeit durch den Auf traggeber als qualitativ minder
182. ls der Spezifikation entspricht Weiterhin sind die Parameterwerte und Last daten mit der Aufgabenspezifikation abzugleichen Hinsichtlich der durch gef hrten Validierungsma nahmen kann beispielsweise gepr ft werden ob das Simulationsmodell wie vereinbart mit bekannten Anlagendaten abgeglichen wurde und welche Ergebnisse daraus abzuleiten sind Sind spezielle Eigenschaften des Modells f r eine geplante Weiterverwendung vereinbart ist zu pr fen ob das Simulationsmodell diese Eigenschaften auch besitzt Sind in der Aufgabenspezifikation weitere Bedingungen f r die Modellabnahme formuliert ist auch die Erf llung dieser Bedingungen zu best tigen 4 5 Experimente und Analyse 139 Als Ergebnis der Pr fung erkl rt der Auftraggeber schriftlich und in ei ner angemessenen Frist entweder die Modellabnahme oder legt gemeinsam mit dem Auftragnehmer eine Liste der offenen Punkte fest Formal muss der Auftraggeber die Modellabnahme erteilen und ist da her streng genommen auch allein f r die Pr fung des Modells und der er stellten Dokumentationsunterlagen zust ndig H ufig verf gt der Auftrag geber jedoch nicht ber das notwendige Simulations Know how f r eine solch umfangreiche Pr fung oder m chte den Zeitaufwand f r die Mo dellabnahme m glichst gering halten Deshalb ist es in der Praxis blich dass der Auftragnehmer den Auftraggeber bei der Modellabnahme unter st tzt Bei der Vorstellung des Modells stellt er alle f r
183. ls weitgehend objektiv anerkannt werden Das Verfahren zur Ermittlung der relevanten Bewertungskriterien wird mit Hilfe eines Formulars wie in Abb 8 vorgestellt durchgef hrt In die sem Formular wird f r jedes Kriterium mit einem eindeutigen Symbol ver 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 55 merkt ob es relevanter z B weniger relevant z B oder gleich relevant z B o hinsichtlich der Angebots oder Softwareauswahl als ein anderes Kriterium ist Ist eine Entscheidung unklar so sind die ent sprechenden Kriterien eindeutiger zu definieren Formularbezeichnung Projekt Auftrag Bewertungskriteriengewichtung Verantwortung EERTE c v T 2 kA D 3 3 a y Risikoabdeckung verbleibende Kriterien a w T eea Abb 8 Formular zur Gewichtung von Bewertungskriterien nach Gerhard 1998 Die jeweilige Summe der Notierungen eines Kriteriums k dient als Ma f r dessen absolute Relevanz Diese Summen liefern jeweils als Pro dukt mit dem Gewichtsbeitrag g Gl 2 2 einer einzelnen Notierung den Gewichtsfaktor g f r jedes Kriteriums k Gl 2 1 F r die Bestim 56 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte mung des Gewichtsbeitrages g werden nach Durchf hrung aller paarwei sen Vergleiche die insgesamt vergebenen Notierungen gez hlt Dabei gilt g g x Anzahl des Kriteriums k 2 1 wobei 1 ai my 2 2 Ube
184. lte aus dem formalen Modell Kapitel 4 Beschreibung der Implementierung der Datenstrukturen Wiederverwendbare Komponenten bernahme und Erg nzung der Inhalte aus dem formalen Modell Kapitel 5 Verweis auf externe Dokumentationen verwendeter Teilmodelle oder Bibliotheken Anhang Al Dokumentstrukturen 183 Dokument Simulationsergebnisse Annahmen bernahme der Annahmen und Vereinfachungen aus dem ausf hrbaren Modell Kapitel 1 und 3 Verwendete Datenbasis und verwendete Modellversion Anzahl der unabh ngigen Simulationsl ufe pro Parametersatz und Simulationszeitraum der einzelnen Simulationsl ufe Beschreibung des Einschwingverhaltens Experimentpl ne bernahme der entsprechenden Anforderungen aus der Aufgabenspezifikation Kapitel 6 Festlegung der zu variierenden Parameter und der zu betrachtenden Wertebereiche Umfang der Ergebnisaufzeichnung Durchzuf hrende Experimente Erwartete Abh ngigkeiten der Ergebnisse von den Parametern Ergebnisse aus den Experimenten Systematische Ablage der Experimentergebnisse Beschreibung wesentlicher Erkenntnisse f r einzelne Parameters tze Beschreibung wesentlicher Erkenntnisse aus Experimenten Ergebnisanalyse und Schlussfolgerungen aus den Experimenten 184 Anhang Al Dokumentstrukturen Dokument Rohdaten Einordnung bernahme der Informationen aus der Aufgabenspezifikation Kapitel 3 Erg nzende organisatorische Angaben Datene
185. m Auftraggeber abzusch tzen Dabei sind pauschale Aussagen ber die prinzipielle Verf gbarkeit von Informationsquellen nicht hilfreich Viel mehr muss gekl rt werden welche Informationen und Daten in welcher Form zur Verf gung gestellt werden k nnen Der Auftragnehmer be schreibt dazu die Datenanforderungen hinsichtlich der Granularit t und Qualit t sowie der Dateninhalte und Datenformate Der Auftraggeber stellt Informationen ber den Ort der Datenquellen die Spezifikation der Schnittstelle die Aktualit t der Daten und die H ufigkeit der Aktualisie rung zur Verf gung Die Festlegung der Datenanforderungen an das Konzeptmodell w hrend der Systemanalyse steht in engem Bezug zu den Phasen der Datenbeschaf fung und aufbereitung s hierzu die Hinweise in Abschn 4 3 Sp tere Verwendung des Simulationsmodells Damit nach der Systemanalyse die Modellformalisierung gelingt muss der Auftragsspezifikation zu entnehmen sein wie das Simulationsmodell bzw die damit erzeugten Ergebnisse sp ter beim Auftraggeber verwendet wer den sollen zur Modellnachnutzung s Kap 5 Es ist z B wenig sinnvoll f r ein einmaliges Projekt eine Bibliothek mit speziell auf den Auftragge ber abgestimmten Simulationsbausteinen aufzubauen 4 4 3 Modellformalisierung Nach Erstellung des Konzeptmodells beginnt die schwierigste Phase des Modellierungsprozesses der Aufbau des formalen Modells Checkliste C8b Modellformalisierung Hier besteht der Zw
186. mehrere neue Strukturvarianten erfordern Das nachfolgende Beispiel soll diese Aussagen praktisch unterstreichen wobei das Augen merk auf exemplarische Probleme bei der Qualit tssicherung gerichtet ist und nicht dem Anspruch einer detaillierten Projektbeschreibung gen gen soll Beispiel Modellerweiterung um Geschwindigkeitssteuerung Im Rahmen eines Angebotsvergleichs f r eine Verpackungsanlage im Hochleistungsbereich werden in einem Modell A Maschinen mit fester Taktzahl abgebildet F r diese Taktzahl werden auch feste Werte f r den mittleren St rungsabstand und die mittlere St rungsdauer vorgegeben Nach Abschluss des Simulationsprojektes und Entscheidung f r einen Hersteller werden neue Zuwachsraten f r die Produktion prognostiziert Diese liegen deutlich ber den bisher in der Simulation mit Modell A er reichten Leistungen Eine Ma nahme um die Leistungsreserven zu er schlie en ist die Aufschaltung einer Maschinen und Anlagensteuerung Wird f r diese nachnutzende Untersuchung das bisherige Modell A unver ndert eingesetzt w rde die zus tzliche Steuerung mit zunehmender Takt zahl eine ad quate Leistungserh hung bewirken d h aus der h chsten Taktzahl resultiert die gr te Ausbringung Abb 20 wei e S ulen Diese Simulationsaussage ist grunds tzlich falsch Ursache f r diesen Fehler ist dass schnell laufende Maschinen wie die im Beispiel modellierten Verpa ckungsautomaten mit h heren Taktzahlen eine signif
187. men der ASIM Kassel Dresden N rnberg Wiesbaden Dresden Oktober 2007 Sigrid Wenzel Matthias Wei Simone Collisi B hmer Holger Pitsch und Oliver Rose Inhaltsverzeichnis T Einf hruns icsccccccicccisesiscacsscccesseosvssvanss scsteedncseenodseesteesaccenaoddscdacovacesenaeses 1 1 1 Kriterien f r Qualit t in Simulationsprojekten cnene 2 1 2 Vorgehen bei Simulationsprojekten unneneeneeeneenenenn 5 1 3 Partner in einem Simulationsprojekt cnnenenennennennenn 9 1 4 Aufbau des Buches enensensessensennensnennennnnnn 10 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte 13 2 1 Grundsatzentscheidungen bei der Projektvorbereitung 14 2 2 Konsequente Dokumentation unneerssesseessneesneeenenennnnnne nennen 18 2 2 1 Dokumente in Projekten ueseneenenenneenennennn 20 2 2 2 Erg nzende Dokumente in Softwareprojekten 24 2 2 3 Dokumente in Simulationsprojekten nnee 25 2 3 Durchg ngige Verifikation und Validierung 31 2 3 1 Die Begriffe Verifikation Validierung und Test 33 2 3 2 Anwendung von V amp V Techniken eene 33 2 3 3 Durchg ngige Anwendung von V amp V osses 34 2 4 Kontinuierliche Integration des Auftraggebers 36 2 5 Systematische Projektdurchf hrung eenee 38 ZA Checklisten srl Bmsiisisasiekelss 38 2 32 Methoden wre isn
188. mentierung gegeben die bei vie len Simulationsprojekten zur Anwendung kommen k nnen Die Trennung von Daten und Modell wirkt in den meisten F llen quali t tssteigernd Wie bei der modernen Softwareentwicklung sollen auch bei der Entwicklung von Simulationsmodellen Daten und funktionale Be schreibung m glichst nicht gemischt werden Dies ist z B dadurch m g lich dass die Bandlaufgeschwindigkeit nicht als Zahlenwert in das Mo dellobjekt f r ein F rderbandsegment geschrieben wird sondern eine Geschwindigkeitsvariable als Platzhalter eingesetzt wird die in einem zentralen Datenbereich des Modells belegt wird Dieses Vorgehen hat den gro en Vorteil dass die Modellparameter einfacher ge ndert und gewartet werden k nnen Zudem ist klarer erkennbar welche Daten f r das Modell ben tigt werden Dies gilt sowohl f r einmalig ben tigte Daten zur Mo dellerstellung als auch f r regelm ig zur Verwendung des Modells zu ermittelnde Daten Durch eine einheitliche Datenschnittstelle wird au er dem die Kommunikation zwischen dem Modellbenutzer und dem Bereit steller der Daten weniger fehleranf llig Die Trennung von physikalischem Modell und Steuerungsregeln ist bei der Abbildung von komplexen Systemen in der Regel vorteilhaft In den meisten Simulationswerkzeugen enthalten die f r den Modellaufbau ver 4 4 Phasen der Modellbildung 137 wendbaren Komponenten bereits Steuerungsregeln z B Abfertigungsre geln wie FIFO First in Fir
189. mit den h chsten Nutzwert liefert Die Muster AG wird Angebot 2 ausw hlen und entsprechend Dienst leister B mit der Durchf hrung der Simulationsstudie beauftragen 106 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase Abschlie end sei noch einmal darauf verwiesen dass die Bewertungen und die daraus abgeleitete Entscheidung der Muster AG als Beispiel die nen und mit dem Ziel konstruiert worden sind die Methode einfach und nachvollziehbar darzustellen 3 3 3 Werkzeugauswahl Dieses Buch behandelt in erster Linie die Durchf hrung von Simulations studien und beschreibt daher keine Kriterien f r die Auswahl des Simula tionswerkzeuges da diese bereits in der VDI3633 Blatt 4 1997 umfas send dargestellt werden Grunds tzlich ist die Vorgehensweise zur Angebotsauswahl Ab schn 3 3 2 auf die Auswahl eines Simulationswerkzeuges f r eine Simu lationsstudie bertragbar sofern entsprechende Kriterien definiert und f r die Bewertung der Simulationswerkzeuge herangezogen werden Auch die Definition der Bewertungskriterien zur Werkzeugauswahl ist u a auf die jeweiligen Einsatzziele im Unternehmen auf die vornehmlich zu simu lierenden Prozesse und Systeme auf die jeweilige Branche auf die indivi duellen Anforderungen der Anwender bzw des Unternehmens und schlie lich auf die aktuelle Aufgabenstellung auszurichten Die Checkliste C4b Werkzeugauswahl stellt die grunds tzliche Vorge hensweise bei der Auswahl eines Simulations
190. mmkomitees
191. mrich und Harrant 2002 oder Burghardt 2001 Risikoanalyse Risiken im Projekt bestehen in potentiellen Abweichungen zwischen dem geplanten und dem tats chlichen Projektverlauf oder in der Gefahr uner warteter oder nicht auszuschlie ender negativer Ereignisse Nicht erkannte oder untersch tzte Risiken k nnen einen erheblichen Einfluss auf das Pro jektergebnis haben F r jedes Projekt empfiehlt sich daher eine Risikoana lyse durchzuf hren und zu dokumentieren Dabei werden m gliche Risi ken erfasst und bez glich ihrer Eintrittswahrscheinlichkeit und Tragweite bewertet M gliche Risiken in einem Simulationsprojekt sind u a e Abwicklungsrisiko Beispielsweise entstehen h here Personalkosten als geplant um die Simulationsstudie termingerecht fertig zu stellen e Informationsrisiko Z B sind Informationen ber das zu untersuchende System fehlerhaft oder unvollst ndig und f hren zu unbrauchbaren Er gebnissen e Verifikations und Validierungsrisiko Das verwendete Simulations werkzeug weist interne Fehler auf oder richtige Simulationsergebnisse werden fehlerhaft interpretiert und umgesetzt Zur Reduzierung der wichtigsten identifizierten Risiken m ssen geeig nete Ma nahmen festgelegt werden Besprechungsprotokolle In jedem Projekt finden Besprechungen mit ggf unterschiedlichen Teil nehmerkreisen statt ber diese Besprechungen ist stets ein Protokoll zu erstellen und zeitnah an alle Projektbeteiligten zu verteil
192. n nderungen am Leistungsumfang sind keineswegs ein Zeichen f r schlechte Planung sondern im obigen Beispiel sogar ein Beweis f r erste Erfolge der Simulationsstudie Aus Qualit tssicht ist es wichtig dass solche nderungen mit einer Erl uterung ber den jeweili gen Grund der nderung dokumentiert werden Sind beispielsweise zu s tzliche Datenerhebungen oder umfangreichere Modellierungsarbeiten als urspr nglich geplant notwendig m ssen ggf die bestehenden Kosten und Terminpl ne angepasst werden Abschlussdokumentation Die Abschlussdokumentation wird dem Auftraggeber am Ende des Projek tes bergeben Sie fasst alle wichtigen Projektergebnisse zusammen Zu beachten ist dass die Abschlussdokumentation in der Terminologie des Auftraggebers formuliert sein muss Der Inhalt beschr nkt sich auf das aus Sicht des Auftraggebers Wesentliche Sinnvoll ist zu Beginn das ur spr ngliche Projektziel zu nennen und in den folgenden Ausf hrungen darzustellen auf welchem Weg dieses Ziel erreicht wurde s Abschlussdo kumentation und Abschlusspr sentation in Abschn 2 2 3 Abnahmeerkl rung Am Projektende nach der Abschlusspr sentation und der bergabe der Abschlussdokumentation findet die eigentliche Projektabnahme statt Der Auftraggeber muss w hrend einer angemessenen Frist pr fen ob und in wie weit die erzielten Ergebnisse den Anforderungen und Abnahmekri terien aus der Aufgabenspezifikation gen gen Die Abnahmeerkl
193. n dass die oben aufgef hrten Bewertungskriterien und insbesondere deren hier ge nannten Hintergr nde sowie die nachfolgende Gewichtung beispielhaft sind und keinesfalls als allgemeing ltig angesehen werden d rfen Bestimmung der relevanten Bewertungskriterien Die Bestimmung der relevanten Bewertungskriterien erfolgt in drei Stufen 1 Die Muster AG muss zun chst eine Klassifizierung der aufgestellten Bewertungskriterien vornehmen d h die Kriterien m ssen in 3 3 Methodische Bewertung von Angeboten und Werkzeugen 99 Ja Nein Forderungen tolerierte Forderungen und W nsche eingestuft werden 2 Die Ja Nein Forderungen sowie die W nsche werden zun chst aus sortiert Ja Nein Forderungen m ssen von den Angeboten unter allen Umst nden erf llt werden Diese Kriterien dienen w hrend des Aus wahlprozesses f r die Angebote zur Vorselektion Die W nsche wer den erst dann ber cksichtigt wenn anhand der verbleibenden Krite rien keine Angebotsauswahl getroffen werden kann 3 Die Kriterien auf Basis der als qualitativ bzw quantitativ tolerierbar eingestuften Forderungen werden von der Muster AG unter Anwen dung des Verfahrens der gewichteten Rangreihe mit Grenzwertklau sel hinsichtlich ihrer Relevanz f r die vorliegende Aufgabenstellung ausgewertet Im Hinblick auf die Zielbeschreibung der geplanten Simulationsstudie hat der Projektverantwortliche der Muster AG zusammen mit dem Projekt team die Kriterien Zeitliche V
194. n eine Einordnung der Checklisten in das erweiterte Simulationsvorgehensmodell ist Abb 3 zu entnehmen 188 Anhang A2 Checklisten h Projektpartner Relevanz Dokument Bearbeiter Dokumentnummer zu vn Priorit t Deadline Checkliste Phase C1 Projektvorbereitung auf 5 Verantwortung Auftraggeberseite en erg nzende Unterlagen Aktivit t Anmerkungen Organisatorisches Projektteam aus Personen involvierter Fachabteilungen des Unternehmens bilden Projektverantwortlichen benennen Dienstleister recherchieren ausw hlen und zum ersten Gespr ch einladen Fachinhaltliches Ausgangssituation und Problemstellung klar und verst ndlich formulieren Untersuchungszweck und alle Anwendungsziele festlegen Aufgabenstellung eindeutig und nachvollziehbar formulieren Randbedingungen f r Durchf hrung der Simulationsstudie festlegen Gegenstand der Untersuchung klar und eindeutig festlegen Informationen zum Untersuchungsgegenstand zusammenstellen L sungsmethoden pr fen und m gliche L sungswege festlegen Simulationsw rdigkeit pr fen und begr nden Akzeptanz f r die Methode Simulation im Unternehmen sicherstellen langfristige Planung des Unternehmens Auftragsvergabe entscheiden intern oder extern nderungsvermerke Zeichen Zeichen Projektpartner Relevanz Dokument Bearbeiter Dokumentnummer zn Priorit t Deadline Anhang A2 Checklisten 189 Checkliste Phase
195. n Grenzwert Zker auf 7 bis 9 zu erh hen um weitere weniger relevante Kriterien vom Bewertungsverfahren auszuschlie en Eine sinnvolle und handliche Anzahl an verbleibenden Bewertungskriterien liegt im Bereich von 6 10 Kriterien vorausgesetzt dass mit diesen eine Risikoabdeckung von min destens 80 erreicht wird Die einzelnen Bereiche und Felder des Formulars zur Bewertungskrite riengewichtung werden nachfolgend n her erl utert 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 57 e Der Kopfbereich des Formulars enth lt vergleichbar zum Checklisten formular Abschn 2 5 1 neben dem Namen und der Zielstellung des Formulars die bergeordneten Informationen zum Simulationsprojekt Abb 9 Name Formularbezeichnung Projekt Auftrag Bewertungskriteriengewichtung Simulationsstudie Musterwerk Verantwortung 2 Muster AG Max Mustermann Abt XY 123 fur Auswahl Simulationsdienstleister Abb 9 Kopfbereich des Formulars zur Bewertungskriteriengewichtung Das Feld Name im Kopfbereich des Formulars bietet die M glichkeit den Namen und das Logo der eigenen Firma einzutragen Dieses Feld hat keine organisatorische Bedeutung Im Eingabefeld Formularbezeichnung wird spezifiziert f r was ge nau die Bewertungskriterien gewichtet werden Dies k nnen z B die Auswahl eines Dienstleisters bei Angeboten ber Simulationsstudien oder die Auswahl eines Simulationswerkzeuges sein In das Feld Projekt Auftrag ist eine g
196. n Klassen und ihren Auf bau zu dokumentieren Ist schon absehbar dass das Simulationsmodell in Zukunft erweitert oder modifiziert werden soll sollten entsprechende Hinweise in die Dokumentation eingef gt werden Benutzerhandbuch Ein Benutzerhandbuch ist eine Bedienungsanleitung f r ein Softwarepro dukt die sich ausdr cklich an den Endnutzer der Software richtet Es um fasst u a eine Erl uterung des Funktionsumfanges der m glichen Ein und Ausgabedaten sowie der Fehler und Statusmeldungen Ein Benutzer handbuch geht dagegen nicht auf Details der Implementierung des Pro gramms ein Wenn der Auftraggeber selbst Simulationsexperimente durchf hren m chte so ist ihm zusammen mit dem Simulationsmodell ein solches Be nutzerhandbuch zu bergeben Darin ist z B detailliert zu beschreiben wie Parameter nderungen am Simulationsmodell vorgenommen werden wie ein Simulationslauf gestartet wird in welcher Form die Ergebnisse ei nes Simulationslaufs vorliegen und wie sie zu interpretieren sind 2 2 3 Dokumente in Simulationsprojekten Die in einem Simulationsprojekt zu erstellenden Dokumente bauen sowohl auf allgemeinen Dokumenten der Projektdurchf hrung als auch auf Do kumenten f r Softwareprojekte auf Diese sind teilweise f r Simulations projekte inhaltlich anzupassen und neu zu strukturieren Dar ber hinaus gibt es weitere f r die Simulation spezifische Dokumente Die simulati 26 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r
197. n der Definitions und Angebotsphase Nachfolgend sind exemplarisch einige Bewertungskriterien f r das hier vorgestellte fiktive Beispiel des Angebotsauswahlverfahrens der Muster AG aufgef hrt und hinsichtlich der zugrunde liegenden Fragestellungen oder Aussagen die bei der Pr fung jedes Angebotes zu kl ren sind kurz erl utert Diese Kriterien lassen sich aber sehr leicht ggf mit einer ande ren Gewichtung siehe unten sowie mit anderen Spezifikationen f r die Mindest die Soll und die Idealerf llung auf jedes andere Simulations projekt bertragen e Branchenkenntnis bedeutet dass beim Bewertungsverfahren die Ange bote dahingehend zu pr fen sind ob der jeweilige Dienstleister Kennt nisse in der Branche der Muster AG besitzt e Mehrsprachigkeit bezeichnet den Wunsch dass im Hinblick auf die sp tere Nutzung des Simulationsmodells durch eigene Mitarbeiter der Mus ter AG die Bedienoberfl chen des Modells sowie die Hilfe und die Do kumentation auch in Deutsch zur Verf gung gestellt werden sofern Deutsch nicht die Standardsprache oder eine ausw hlbare Sprache des verwendeten Simulationswerkzeuges ist e Zeitliche Verf gbarkeit bezieht sich auf die Ergebnisse der Simulations studie Da die Muster AG die Ergebnisse f r die weitere Planung des Umzuges ben tigt stellt dieses Kriterium in diesem Beispiel eine Ja Nein Forderung dar Eine Verz gerung bei der Durchf hrung der Simulationsstudie k nnte den Umzug der Produktio
198. n der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie detaillierte bibliografische Daten sind im Internet ber http dnb d nb de abrufbar 2008 Springer Verlag Berlin Heidelberg Dieses Werk ist urheberrechtlich gesch tzt Die dadurch begr ndeten Rechte insbesondere die der bersetzung des Nachdrucks des Vortrags der Entnahme von Abbildungen und Tabellen der Funk sendung der Mikroverfilmung oder der Vervielf ltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen bleiben auch bei nur auszugsweiser Verwertung vorbehalten Eine Vervielf ltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Gren zen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9 September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zul ssig Sie ist grunds tzlich verg tungspflichtig Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen Handelsnamen Warenbezeichnungen usw in diesem Buch berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen und Markenschutz Gesetzgebung als frei zu betrachten w ren und daher von jedermann benutzt werden d rften Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze Vorschriften oder Richtlinien z B DIN VDI VDE Bezug genommen oder aus ihn
199. n der Muster AG ge f hrden e Projektlaufzeit umfasst den Zeitpunkt zu dem ein Dienstleiter mit der Durchf hrung der geplanten Simulationsstudie beginnen kann die in den Angeboten kalkulierte Dauer f r die Studie sowie die Darstellung von geplanten Unterbrechungen in der Bearbeitung aufgrund von ande ren Projekten des Dienstleisters oder aufgrund von Urlaubszeiten e Vollst ndigkeit bedeutet dass die Angebote hinsichtlich der Behandlung aller in der Aufgabenstellung der Muster AG enthaltenen sowie aller im ersten Gespr ch diskutierten Elemente sowie hinsichtlich der Ber ck sichtigung aller Randbedingungen zu pr fen sind Dieses Kriterium kann als Ja Nein Forderung verwendet werden so dass nur vollst ndige Angebote der weiteren Bewertung zugef hrt werden Alternativ kann ein Dienstleister zur Nachbesserung seines Angebotes aufgefordert wer den e R umliche N he bedeutet dass das Unternehmen des Dienstleisters in der N he des Auftraggebers angesiedelt ist Zur Reduzierung von Rei sekosten sowie f r kurzfristig erforderliche Besprechungen zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer kann es nach Ansicht der Muster AG sinnvoll sein 3 3 Methodische Bewertung von Angeboten und Werkzeugen 97 Auftreten des Dienstleisters betrifft den Eindruck den die Mitarbeiter der Muster AG im ersten Gespr ch vom Dienstleister erhalten haben Bei der Angebotsauswahl ist daher zu bewerten ob die Mitarbeiter des Dienstleisters mit den in die Simula
200. n die grunds tzliche Machbarkeit positiv einge sch tzt werden und es stellt sich wie am Anfang dieses Abschnittes schon angesprochen die Frage der Zweckm igkeit Das verbindende Glied zwischen der Machbarkeit und der Zweckm igkeit ist wiederum die Wirtschaftlichkeit Die Betrachtung der Zweckm igkeit stellt sich al lerdings keineswegs nur als eine wirtschaftliche Frage So k nnen auch weitere so genannte weiche Faktoren wie Ausbildungs und Marketingas pekte oder Eigeninteresse eines Beteiligten f r oder gegen die Zweckm Bigkeit einer Nachnutzung sprechen Eine Nachnutzung kann also durch aus prinzipiell machbar und wirtschaftlich vertretbar aber im konkreten Fall beispielsweise aus Wettbewerbsgr nden nicht zweckm ig sein So wird mitunter auch die Suche nach einer eigenst ndigen neuen L sung wichtiger als die Aufwandsminimierung sein Andererseits kann die exem plarische Nachnutzung z B innerhalb der Lehre oder der Forschung auch dann relevant sein wenn die Wirtschaftlichkeit eine neue Modellierung nahe legen w rde Obige Aussagen sind gerade auch bei der geplanten Nachnutzung d h also der bewussten Herbeif hrung der grundlegenden Verf gbarkeit und Eignung zu beachten so dass im Falle der erneuten Nutzung die Machbar keit und Zweckm igkeit auch mit hinreichender Sicherheit gegeben sind 5 3 Pr fung von Machbarkeit und Zweckm igkeit Je gr er der nderungsgrad Untersuchungsziel oder gegenst
201. n und Verantwortlichkeiten f r jede Pro jektphase Dies setzt eine Bestimmung der Aufgaben der beteiligten Akteure voraus In erster Linie sieht die Rollenverteilung das Wechselspiel zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer in ihrer Rolle als Projektpartner vor Der Auftragnehmer erweist sich hinsichtlich der Studie als Dienstleister und zwar unabh ngig davon ob es sich um ein externes Unternehmen oder ei ne interne Organisationseinheit handelt Der Auftraggeber ist grunds tz lich der Nutzer der Simulationsergebnisse Insbesondere aus Sicht des ex ternen Auftragnehmers stellt sich der Auftraggeber auch als Kunde der Simulationsdienstleistung dar Das Projektteam selbst wird sowohl auf Seiten des Auftragnehmers als auch auf Seiten des Auftraggebers hinsichtlich seiner Aufgaben differen ziert So sind auf beiden Seiten jeweils ein verantwortlicher Projektleiter Verantwortung Managementebene ein oder auch mehrere Mitarbeiter zur operativen Abwicklung der jeweiligen Aufgaben in den einzelnen Pro jektphasen Mitarbeiterebene sowie ggf fachspezifische Ansprechpartner in unterschiedlichen Abteilungen mit ausgewiesenem Fachwissen Infor mationsebene zu benennen In Abh ngigkeit von der Unternehmensgr e einerseits und von dem Umfang des geplanten Projektes andererseits kann der Grad der Differenzierung der Aufgabenbereiche allerdings schwanken So ist es f r beide Seiten keine Seltenheit dass auch Aufgaben in Perso nalunion abgewickelt w
202. n von Logistik Materialfluss und Produktionssystemen Grundlagen VDI Handbuch Materialfluss und F r dertechnik 8 Beuth Berlin VDI Richtlinie 3633 Blatt 2 1997 Simulation von Materialfluss und Produkti onssystemen Lastenheft Pflichtenheft und Leistungsbeschreibung fiir die Simulationsstudie VDI Handbuch Materialfluss und F rdertechnik 8 Beuth Berlin VDI Richtlinie 3633 Blatt 3 1997 Simulation von Materialfluss und Produkti onssystemen Experimentplanung und auswertung VDI Handbuch Materi alfluss und F rdertechnik 8 Beuth Berlin VDI Richtlinie 3633 Blatt 4 1997 Simulation von Materialfluss und Produkti onssystemen Werkzeugauswahl VDI Handbuch Materialfluss und F rder technik 8 Beuth Berlin VDI Richtlinie 3633 Blatt 11 2003 Simulation und Visualisierung VDI Handbuch Materialfluss und F rdertechnik 8 Beuth Berlin VDI Richtlinie 4499 Blatt 1 2006 Die Digitale Fabrik Grundlagen VDI Handbuch Materialfluss und F rdertechnik 8 Beuth Berlin Wei M Collisi B hmer S Krauth J Rose O Wenzel S 2004 Qualit tskriterien f r Simulationsstudien Wunsch oder Wirklichkeit In Mertins K Rabe M Hrsg Experiences from the Future New Methods and Applications in Simu lation for Production and Logistics Fraunhofer IRB Verlag Stuttgart S 239 250 Literatur 175 Wenzel S Bernhard J 2008 Definition und Modellierung von Systemlasten f r die Simulation logistischer Systeme In Nyhuis P Hr
203. n werden wenn keiner der vorgenannten Gr nde zwingend f r ein Treffen beim Auftraggeber oder Auftragnehmer spricht und durch den neutralen Ort eine Optimierung der Reiseorganisation und Ter minabstimmung m glich wird z B wenn sich die Projektpartner oh nehin auf einer Messe oder Konferenz treffen 4 Die Einsparung von Zeitaufwand und Reisekosten steht auch beim verteilten Kick off Meeting z B ber eine Videokonferenz im Vor dergrund Der erreichbare Effekt wird hierbei noch deutlicher als bei den vorab angesprochenen F llen durch die inhaltliche und technisch organisatorische Vorbereitung bestimmt Auch fortschrittliche Tech nik kann den pers nlichen Kontakt nicht vollst ndig ersetzen Unabh ngig vom gew hlten Ort sind f r das Kick Off Meeting Bedin gungen zu schaffen und durch die Teilnehmer einzuhalten die eine vom Tagesgesch ft ungest rte Gespr chsdurchf hrung erlauben Die besondere Bedeutung der Moderation eines Kick off Meetings re sultiert aus der Notwendigkeit innerhalb eines oft stark eingeschr nkten Zeitraumes eine gro e Anzahl von Informationsfl ssen zwischen Personen mit differenzierten Erfahrungswelten Kenntnissen und Motivationen er folgreich zu initiieren und zielgerichtet zu koordinieren Die Auswahl des Moderators f r das Kick off Meeting ist deshalb an seinen individuellen Erfahrungen bei der Durchf hrung vergleichbarer Projekte zu orientieren Hilfreich ist wenn der Moderator Kompetenzen zur G
204. ndard Simulationswerkzeugen Festpreis inklusive Schulung zzgl Support 61 000 00 e sehr knapp aber strukturiert aufgebaut und alle geforderten Elemente verst ndlich dargestellt geplante Vorgehensweise teilweise nicht eindeutig nachvoll ziehbar da Arbeitspakete nicht einzeln aufgef hrt mehrere Alternativen f r Bedienoberfl che des Simulations modells detailliert graphisch dargestellt und erl utert alle An forderungen und W nsche ber cksichtigt Support nur f r Simulationsmodell ordentlicher Gesamteindruck Sonderkonditionen bei Abschluss eines mehrj hrigen Sup portvertrag f r Simulationsmodell und werkzeug sehr erfahrener Dienstleister mit Branchenkenntnissen freie Kapazit ten ab November des Jahres veranschlagte Projektlaufzeit ca 2 Monate Festpreis ohne Schulung und Support 57 000 00 Arbeitspakete f r geplantes Simulationsmodell klar struktu riert beschrieben detailliert ausgearbeiteter Entwurf f r Bedienoberfl che unter Ber cksichtigung der im ersten Gespr ch diskutierten Anfor derungen und W nsche Schulung und Support f r Modell und Werkzeug zu branchen blichen Tarifen Erscheinungsbild des Angebotes ist sehr professionell Sonderkonditionen f r ben tigte Lizenzen aufgrund Partner vertrag mit Softwarehersteller zahlreiche vergleichbare Referenzprojekte in den vergangenen 7 Jahren verf gbar ab September des Jahres Projektlaufzeit ca 2 Monate 104 3 Ma nahmen in der Defini
205. nen Falls beispielsweise vor kurzem ein gravierender Ausfall geschah wird das auf die Verf gbarkeitssch tzung einen negativen Einfluss haben wohingegen eine lange Periode der Ausfallfreiheit zu sehr optimistischen Aussagen f hren wird Alternativ zur Befragung bietet sich daher die manuelle Selbst oder Fremdbeobachtung und die automatische Beobachtung H mberg et al 2004 Jodin u Mayer 2005 durch den Auf tragnehmer oder den Auftraggeber an Zu den Methoden der manuellen Beobachtung geh ren bei der Selbstbeobachtung z B das Berichtswesen bei der Fremdbeobachtung Zeitaufnahmen Multimomentaufnahmen sowie das Messen und Z hlen Auf diese Art k nnen aber nur Daten erfasst wer den die ausreichend h ufig messbar sind wie etwa Prozesszeiten F r Ausfallzeiten ist diese Methode nicht anwendbar da der Messzeitraum in der Regel viel zu kurz ist um statistisch signifikante Sch tzwerte zu erhal ten Die automatische Beobachtung umfasst das automatische Z hlen das automatische Messen und das automatische Identifizieren z B ber Bar codes oder ber das ber hrungslose Lesen und Speichern von Daten mit tels Radio Frequency Identification Devices RFID ber derartige Tech nologien sind inzwischen fast alle Prozessdaten zu erfassen Die hiermit 122 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie erzeugten Datenvolumina sind allerdings f r die Datenaufbereitung nicht zu untersch tzen Bei der Datenerfassung kann der Auft
206. nen unterschiedliche Randbedingungen wie Umfang und Komplexit t des Simulationsprojektes Einsatz des Modells z B im laufenden Betrieb oder Art der verwendeten Beschreibungsmittel eine spezifische Anpassung des Vorgehensmodells erforderlich machen Rabe et al 2008 Abschn 6 2 36 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte 2 4 Kontinuierliche Integration des Auftraggebers Simulationsstudien lassen sich nur mit einem Auftraggeber als aktivem Partner abwickeln s auch Abschn 1 3 sowie Tabelle 1 zur Zuordnung der Akteure zu den Aufgaben innerhalb eines Simulationsprojektes Dies imp liziert auch dass Projekt und Ergebnisqualit t nur gemeinsam mit dem Kunden bzw dem Auftraggeber erreicht werden kann Auftraggeber und Beraterteam m ssen w hrend der gesamten Dauer des Simulationsprojek tes in enger Kooperation und Kommunikation miteinander stehen s auch Liebl 1995 S 224 Die wesentlichen Facetten einer kontinuierlichen In tegration des Auftraggebers als viertes grundlegendes Qualit tskriterium werden im Folgenden anhand des typischen Ablaufs eines Simulationspro jektes in Produktion und Logistik erl utert Beim Start der Simulationsstudie wird das Projektteam benannt das aus Mitarbeitern des Auftraggebers und des Auftragnehmers besteht In einem solchen interdisziplin ren Team aus Experten verschiedener Fachgebiete wie zum Beispiel Maschinenbau Elektrotechnik Informatik und Mathe matik muss eine gemeinsam
207. nenten Bestimmung der M glichkeit der Zerlegung des Systems in Teilsysteme Definition der Beziehungen zwischen Systemkomponenten Best tigung der zu erfassenden Informationen und Daten Anschlie end wird festgelegt welche Systemvarianten modelliert und welche Parametervariationen nach der Modellbildung untersucht werden sollen In der Checkliste C8a Systemanalyse wird das Vorgehen zur Sys 4 4 Phasen der Modellbildung 131 temanalyse das im Folgenden n her erl utert wird zusammengefasst Nach Fertigstellung des Konzeptmodells m ssen Auftraggeber und nehmer beispielsweise in einem gemeinsamen Workshop pr fen ob ihre Vorstellungen bereinstimmen und ob das Konzeptmodell tats chlich f r die Bearbeitung der Fragestellung hinreichend und angemessen d h vali de ist Zur Validierung eines Konzeptmodells sei auf Rabe et al 2008 verwiesen Auswertung der Aufgabenspezifikation Durch die Aufgabenspezifikation haben Auftragnehmer und Auftraggeber den f r die Modellierung des Systems notwendigen Rahmen abgestimmt Die Grenzen des zu modellierenden Systems seine wichtigsten Kompo nenten und ihr Zusammenwirken sind bereits grob beschrieben Des Wei teren ist bereits in die Aufgabenspezifikation eingeflossen welche Form der Modellnutzung geplant ist z B ob das Modell im operativen Betrieb eingesetzt wird oder ob es zur Planungsunterst tzung ben tigt wird Die Informationen die der Auftragnehmer nutzen kann bestehen so wohl
208. nes Kriteriums zur Bewertung der Angebots oder Softwarealternativen erlaubt e Der Fu bereich enth lt Informationen zur Berechnung der Kriterienge wichte g sowie zur Auswertung der Bewertung Abb 11 Die Spalte Grenzwert enth lt die verwendeten Grenzwerte ger zur Selektion der relevanten Kriterien Die Angabe eines zweiten Wertes ist hier nur erforderlich wenn nach Definition der ersten Grenze eine sehr hohe Risikoabdeckung gegeben und gleichzeitig noch eine un handlich gro e Zahl an Kriterien verblieben ist Grenzwert Risikoabdeckung verbleibende Kriterien 2 WY a aa Gewichtsbeitrag g 2 38 Abnahme 14 08 07 IM Whustermann Datum Unterschrift KBew 4711 Abb 11 Fu bereich des Formulars zur Bewertungskriteriengewichtung In die Spalte Risikoabdeckung wird jeweils die Summe der Gewichts faktoren g der Kriterien die nach Anwendung eines Grenzwertes f r die sp tere Bewertung verbleiben eingetragen Die Spalte verbleibende Kriterien enth lt die Zahl der Bewertungskri terien die nach Anwendung eines Grenzwertes f r die Bewertung der Angebote oder Simulationswerkzeuge verbleiben Das Feld Summe enth lt die Anzahl der insgesamt im Formular vergebenen Symbole zur Kennzeichnung eines relevanteren Kriteri ums beim paarweisen Vergleich Das Feld Gewichtsbeitrag g enth lt das nach Gl 2 2 berechnete Ge wicht eines positiven Symbols beim paarweisen Vergleich In das Feld Dokumentnummer ist eine
209. nflusst ggf die Art der sp teren Model lierung und die M glichkeiten zur Parametrisierung des Modells Die Nut zungsformen reichen von der ausschlie lichen Verwendung der Ergebnisse im Rahmen des Projektes ber eine eingeschr nkte Parametrier und Expe rimentierbarkeit des Modells f r einen Anwender beim Auftraggeber bis hin zur vollst ndigen Nutzung des Modells ggf auch innerhalb anderer Projekte F r die Art der Nutzung spielt auch eine Rolle ob das Modell weiterhin nur in der Planung oder auch zur Beantwortung von Fragen im operativen Betrieb eingesetzt werden soll Abschn 3 2 4 Festlegung von Annahmen und Rahmenbedingungen Kein System ist so einfach dass nicht auch Annahmen oder Rahmenbe dingungen benannt werden m ssen Oftmals f llt es den beteiligten Pro jektpartnern allerdings schwer diese zu formulieren da sie gar nicht als solche erkannt werden Beispiele sind Die notwendigen Neuinvestitionen in die Anlage d rfen nicht mehr als 2 000 000 betragen Die Personal kosten d rfen nicht steigen Die Anlieferung von Ware kann nur vormit tags zwischen 9 00 Uhr und 11 00 Uhr erfolgen Die reale Anlage wurde im Vergleich zum vorliegenden Layout bereits ver ndert In den mitpro tokollierten Datenbest nden sind nicht alle erforderlichen Informationen 74 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase enthalten Es liegen nur Monatsdaten f r die Analyse vor Derartige An nahmen und Rahmenbed
210. nformationen zum Simulationspro jekt Die einzelnen Felder werden bei der Vorstellung des Formulars zur Bewertungskriteriengewichtung detailliert erl utert Abb 8 und 9 64 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte Formularbezeichnung Projekt Auftrag Punktbewertungsverfahren Verantwortung Kopfbereich Bewertungskriterien Alternativen Erf llungswerte Beschreibung S Alternative 1 BR Alternative j Kriterium 1 H __ Kriterium m Kriterienart ANNA ANNA meh IW NNN NY NE NY quantitative Kriterien Arbeitsbereich Begriindung qualitative Kriterien NN NEN Inne nn WAAAY AH Wertigkeit Dokumentnummer Anderungsvermerke Abnahme ative teri atum eichen ai Seite ternative Abb 14 Formular f r das Punktbewertungsverfahren nach Gerhard 1998 ANNAN LFA ANNA AN NVA In T 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 65 e Im Arbeitsbereich des Formulars wird die Bewertung der Alternativen hinsichtlich jedes vorab mit Hilfe des oben erl uterten Gewichtungspro zesses als relevant f r die vorliegende Aufgabenstellung einer Simulati onsstudie eingestuften Kriteriums vorgenommen Der Arbeitsbereich ist in separate Bereiche f r die Kriterienart d h f r quantitative und quali tative Kriterien aufgeteilt Abb 14 Die Rubrik Bewertungskriterien enth lt neben einer kurzen aber pr zisen Kriterienbeschreibung Spalten f r die zugeh rigen Erf
211. ng Aktivit t erg nzende Unterlagen Deadline Anmerkungen Relevanz Dokument Bearbeiter Priorit t Ergebnisse auf Plausibilit t pr fen geeignete Form der Ergebnisdarstellung w hlen und abstimmen Zusammenhang zwischen Parametern und Ergebnisgr en darstellen Relevanz der Ergebnisse f r das Projektziel verdeutlichen Bezeichnungen der Ergebnisdarstellung an Anforderungen des Auftraggebers anpassen plausible Ergebnisinterpretation erarbeiten Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version B i ii R Zeichen Anhang A2 Checklisten 211 Projektpartner Checkliste Phase C11 Abschlussdokumentation erg nzende Deadline Aktivit t Unterlagen Anmerkungen Bearbeiter Organisatorisches Inhalt auf die Zielvorgaben des Auftraggebers ausrichten in der Terminologie des Auftraggebers schreiben Fachinhaltliches Projektziel und Unterziele erl utern kurze Einf hrung zur Simulationstechnik schreiben Struktur des bzw der Modelle darlegen Modellvarianten erl utern feste und variable Parameter des Modells benennen typische Materialfl sse im Modell beschreiben verwendete Steuerungslogiken Materialfluss Produktion kurz erl utern durchgef hrte V amp V Ma nahmen erl utern Simulationsergebnisse dokumentieren Schlussfolgerungen aus der Interpretation der Simulationsergebnisse darstellen auf Nachnutzung des Modells eingehen Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme
212. ng s auch Abschn 2 3 weise und der zu verwendenden Metho sowie Abnahme des Modells s auch den fiir Verifikation und Validierung Abschn 3 2 3 sowie der Abnahmeverantwortlichkeiten Zeitpunkte Abnahmekriterien AP 6 Dokumentation und Pr sentation Auflistung der zu verwendenden Formen der Ergebnisse sowie Abnahme der der Ergebnisdarstellung Statistiken A Projektergebnisse s auch Abschn nimationen Charts 3 2 3 Benennung der zu dokumentierenden In halte sowie Form und Umfang von Do kumentation und Pr sentation AP7 Ubergabe Beschreibung der Ubergabemodalitaten berlassung von Ergebnissen und wie Art und Umfang der zu bergeben Modellen beim Auftraggeber den Modelle und Ergebnisse Art Um fang und Zeitraum der Installation Art der Archivierung von Daten und Model len 3 2 3 Aspekte der Modell und Projektabnahme Wie bereits oben aufgef hrt m ssen im Angebot m glichst auch erste Kri terien f r die Abnahme eines Modells sowie f r die Abnahme der Projekt ergebnisse d h die Ergebnisse der Simulationsstudie festgelegt werden s Checklisten C9a Modellabnahme und C9b Projektabnahme sowie Kap 4 zur Durchf hrung der Modell und Projektabnahme 84 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase Die Erf llung dieser Abnahme oder auch Akzeptanzkriterien ist ein Ma f r die Glaubw rdigkeit Credibility die der Anwender dem Mo dell zuweist Balci et al 2000 Robinson 2004 Rabe et al 2008 A
213. ngen auf der Basis gekoppelter Modelle Bernhard u Wen zel 2003 Mertins et al 1998 Rabe 2003 Stra burger et al 1998 und die Integration der Simulation in die Digitale Fabrik VDI 4499 2006 Hier sind Aufbau und Nutzung vernetzter Modelle ber ein integriertes Daten management ebenso Ziele wie die Zusammenarbeit in interdisziplin ren Teams und die Umsetzung der daraus resultierenden kollaborativen Pla nungsprozesse Im Gegensatz zu einer Simulationsstudie ist also nicht nur ein Modell mit unterschiedlichen Varianten und Versionen aufzubauen sondern prim r sind auch Fragen der Qualit t im Kontext der Vernetzung mehrerer Modelle der Wieder und Weiterverwendung der Modelle sowie der Parallelisierung von Planungsprozessen zu beantworten An dieser Stelle haben die Autoren des Buches entschieden nicht den zweiten Schritt vor dem ersten zu machen Die Qualit tskriterien f r die Durchf hrung von Simulationsprojekten sind grundlegend ihre weiterf hrende Anwen dung f r vernetzte Modelle bzw f r Modelle in der Digitalen Fabrik Wenzel et al 2005 beinhaltet nach dem jetzigen Kenntnisstand die Not wendigkeit der Erweiterung der Qualit tskriterien beim Aufbau und bei der Nutzung vernetzter Modelle allerdings unabh ngig von dem jeweili gen Modelltyp 1 2 Vorgehen bei Simulationsprojekten Vorgehensweisen f r die Durchf hrung von Simulationsstudien werden an unterschiedlichen Stellen in der Literatur behandelt Law u Kelton 20
214. ngen zu definieren und entsprechende Handlungsempfehlungen zu deren Erf llung abzuleiten und in die zugeh rigen Checklisten als Aktivit ten einzutragen bzw zu s tzliche Checklisten aufzusetzen Zur besseren bersicht empfiehlt sich die Aktivit ten entsprechend ihrer Ausrichtung innerhalb einer Projektphase zu ordnen Wie in Abb 4 dargestellt wird hier eine Unter scheidung der Aktivit ten in organisatorische und fachinhaltliche Akti vit ten vorgeschlagen e In jeder Checkliste sind die empfohlenen Aktivit ten mit organisatori schen Informationen versehen Hierzu z hlt u a eine Nummer die je weils in der Spalte Lfd Nr vorgegeben ist Abb 6 und lediglich der Er leichterung eines Bezuges auf eine Handlungsempfehlung dient Die laufende Nummer definiert keine Reihenfolge in der Abarbeitung der in der Checkliste aufgef hrten Aktivit ten Die Bearbeitungsfolge bleibt dem Projektverantwortlichen berlassen sofern keine logische Folge der Aktivit ten besteht In vielen F llen k nnen Aktivit ten auch zeit lich parallel ausgef hrt werden Grunds tzlich ist jedoch eine Reihen folge durch die Vergabe von Priorit ten sowie die Einstufung in organi satorische und fachinhaltliche Aktivit ten gegeben da organisatorische Aufgaben berwiegend zur Vorbereitung innerhalb einer Projektphase dienen e ber die Eingabefelder in der Spalte Relevanz wird gekennzeichnet ob eine Aktivit t im Rahmen des aktuellen Simulationsprojektes
215. ngt Bei stark schwankendem Systemverhal ten ist jedoch eine hohe Anzahl von L ufen notwendig um eine ausreichend gro e Stichprobe f r das typische Systemverhalten zu gewin nen Abschn 4 5 4 Selbst die Frage ob bei einem vorgegebenen zeitlichen Rahmen f r die Experimente wenige lange L ufe oder viele kurze L ufe zu h herer statis tischer Qualit t f hren ist pauschal nicht zu beantworten da dies vom je weiligen Modell abh ngt 4 5 4 Konfidenzintervalle Bei einer gegebenen Stichprobe und vorgegebenen Vertrauenswahrschein lichkeit z B 95 gibt das Konfidenz oder Vertrauensintervall an mit welcher Wahrscheinlichkeit der wahre statistische Parameter meistens der wahre Mittelwert in diesem Intervall liegt Konfidenzintervalle werden h ufig als Qualit tsma f r statistische Parameter herangezogen In der Theorie ist der ermittelte Sch tzwert f r den Parameter umso plausibler je kleiner das Konfidenzintervall bei gegebener Vertrauenswahrscheinlich keit ist In der Praxis unterliegt die Berechnung der Konfidenzintervalle jedoch immer strengen Annahmen in Bezug auf die Verteilung der Mess werte der Stichprobe und deren Korrelation Oft werden z B normalver teilte unkorrelierte Werte vorausgesetzt Dies trifft aber bei Ergebnissen von Simulationsexperimenten so gut wie nie zu Die Annahmen sind in grober N herung g ltig wenn Mittelwerte von mehreren unabh ngigen L ufen in der Stichprobe betrachtet werden Besond
216. nhang A3 Die Autoren dieses Buches F Tan Dr Ing Holger Pitsch geb 1967 Studium der E lektrotechnik und Promotion an der Universitat Duisburg Essen von 1995 bis 2003 wissenschaftli cher Mitarbeiter an der Universitat Duisburg Essen Fachgebiet Elektromechanische Konstruktion der Abteilung Elektro und Informationstechnik der Fa kult t f r Ingenieurwissenschaften Seit 2003 Leiter der Incontrol Enterprise Dynamics GmbH mit Standorten in Wiesbaden und Duisburg und damit in Deutschland sterreich der Schweiz sowie in Osteuropa verantwortlich f r die Aktivit ten des niederl ndischen Herstellers der Simulationssoftware Enterprise Dynamics seit August 2007 zus tzlich verantwortlich f r den internatio nalen Vertrieb von ShowFlow einem weiteren Simulationswerkzeug aus dem Hause Incontrol Enterprise Dynamics Seit 2004 Mitglied der Arbeitsgemeinschaft Simulation ASIM Mitglied im Programmkomitee der ASIM Fachtagung Simulation in Produktion und Logistik in Kassel 2006 Anhang A3 Die Autoren dieses Buches 217 Dr Ing Dipl Phys Markus Rabe geb 1961 Phy sik Studium an der Universit t Konstanz Promo tion an der Technischen Universit t Berlin Ab 1986 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunho fer Institut f r Produktionsanlagen und Konstruk tionstechnik IPK in Berlin seit 1995 als Abtei lungsleiter Leiter der Abteilung Unternehmens logistik und prozesse und Mitglied des Institutslei tungs
217. niger entscheidend Vorteilhaft ist allerdings die Pr sentation beim Auftragge ber da dort verschiedene Zielgruppen einfacher adressiert werden k nnen Der Zeitraum in dem der Termin der Abschlusspr sentation liegen kann wird durch den geplanten Projektabschluss vorgegeben Unter Qualit tsge sichtspunkten ist es notwendig die Ergebnisse so zeitnah wie m glich zu pr sentieren Bei der Terminwahl ist jedoch der Abschluss vorbereitender Arbeiten in Absprache mit dem Auftraggeber zu ber cksichtigen Dazu geh ren u a 1 Rechtzeitige bersendung vorl ufiger Abschlussdokumente durch den Auftragnehmer Die Projektverantwortlichen des Auftraggebers haben die Aufgabe diese Unterlagen allen betroffenen Personen zeit gerecht zur Verf gung zu stellen Geschieht dies nicht nur selektiv oder zu sp t kann w hrend der Pr sentation nicht auf diesen Inhalten aufgebaut werden Abschn 2 2 1 und Abschn 2 2 3 2 Abstimmung der vorl ufigen Dokumente mit dem Auftraggeber Da bei sind offene Fragen nderungs und Erg nzungsw nsche des Auftraggebers hinsichtlich der ihm vorliegenden Dokumente zu kl ren In wieweit offene Punkte beispielsweise im Rahmen der Pr sen tation der Abschlussdokumentation oder sogar durch ein Folgepro jekt zu beantworten sind ist zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer abzustimmen Der Teilnehmerkreis wird im Wesentlichen ber das Projektziel und die damit in Verbindung stehenden Personen bestimmt und dem
218. nkt der Aktivit t Deadline sp testens zu Beginn einer Projektphase gemeinsam vom Projektverant wortlichen und den Bearbeitern abzustimmen Die eindeutige Zuord nung der Aktivit ten zu Personen unterst tzt das Verantwortungs bewusstsein und die Motivation des Einzelnen Ferner k nnen bei Fehlern und Verz gerungen Ansprechpartner schnell ausfindig gemacht sowie Ursachen z gig behoben werden Grunds tzlich ist es m glich dass als Bearbeiter auch der Auftraggeber bzw Mitarbeiter des Auftrag gebers eingetragen wird Dies ist insbesondere bei Anwendung der Checkliste C7 Projektvorbereitung auf Auftraggeberseite der Fall Der Projektverantwortliche muss f r die einzelnen Aktivit ten Priorit ten vergeben und kann diese entsprechend in die Spalte Priorit t eintra gen Der Vorschlag in Abb 6 sieht eine Unterscheidung von 1 hohe Priorit t bis 3 niedrige Priorit t vor Die Priorit tenvergabe erm glicht einerseits die Festlegung einer Reihenfolge in der Bearbeitung der Akti vit ten bei prinzipiell zeitlich parallel durchf hrbaren Aufgaben und kennzeichnet andererseits die Wichtigkeit einzelner Aktivit ten In die Spalte Deadline ist f r jede als relevant eingestufte Aktivit t der Termin einzutragen zu dem eine Aktivit t sp testens abgeschlossen sein muss In Verbindung mit der Priorit tenvergabe ergibt sich somit auch f r Bearbeiter die mehrere Aktivit ten einer Phase durchzuf hren haben zumeist eine klare Bear
219. nnung fehlender Informationen und Hinweis auf Datenapproximation oder generierung Ber cksichtigung von Schnittstellenstandards Geplante Modellnutzung Zeitraum der Nutzung Anwenderkreis und qualifikation Art der Modellnutzung L sungsweg und methode Vorgehensbeschreibung einschlie lich Projektschritte und Terminplan Aufgabenverteilung im Projektteam Einzusetzende L sungsmethode n Einzusetzende Hard und Software Anforderungen an Modell und Modellbildung Allgemeine Anforderungen an das Modell Modellierungsvorgaben Anforderungen an Ein und Ausgabeschnittstellen des Modells Anforderungen an Experimentdurchf hrung und Ergebnisdarstellung 180 Anhang Al Dokumentstrukturen Dokument Konzeptmodell Aufgabenspezifikation und Systembeschreibung Vervollst ndigung und Aktualisierung der Inhalte aus der Aufgabenspezifikation insb Kapitel 1 2 4 6 berblick ber die Systemstruktur Identifikation von Teilsystemen und bergeordneten Prozessen Festlegung der Systemgrenzen Grunds tzliche Annahmen Festlegung der Eingabegr en Festlegung erforderlicher Ausgabegr en Art und Umfang der gew nschten Visualisierung Beschreibung der Systemvarianten Modellierung der Systemstruktur Festlegung von Modellstruktur und Teilmodellen Beschreibung bergeordneter Prozesse im Modell Detaillierungsgrad der Teilmodelle Beschreibung organisatorischer Restriktionen Beschreibung der Schnittstellen nach au en Mod
220. ns systeme operative Materialflusskontrolle komplexer Produktionssysteme Informationstechnologische Unterstiitzung von Simulationsprojekten wis senschaftlicher Beirat von SAX IT Mitglied der Arbeitsgemeinschaft Si mulation ASIM der GI der IEEE des INFORMS College on Simulati on Mitglied in mehreren nationalen und internationalen Programm komitees Anhang A3 Die Autoren dieses Buches 219 Dr Ing Matthias Wei geb 1958 Maschinenbau studium an der Technischen Universit t Dresden Promotion Grundlagen der Steuerungsstrategie pa rallel verketteter Verpackungsmaschinen an der Technischen Universit t Dresden 1985 1992 wissenschaftlicher Assistent an der Technischen Universit t Dresden mit den T tig keitsschwerpunkten Automatisierung und Simulati on von Verpackungs und Verarbeitungsanlagen 1988 1989 wissenschaftlicher Sekret r des For schungsprogramms Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen der Kon struktion 1991 Projektbearbeiter am Fraunhofer Institut f r Materialfluss und Logistik IML Dortmund Bereich Verpackungslogistik Ab 1993 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut f r Konstruktions technik und Anlagengestaltung Dresden IKA Projektleiter f r Analyse Optimierung und Simulation von Verpackungsanlagen f r Lebensmittel Kosmetika und Pharmazeutika Sprecher der Arbeitsgruppe Qualit tskriterien der ASIM Fachgruppe simulation in Produktion und Logistik 220 Anhang A3 Die A
221. ntation aller Projektaktivit ten Aus der Formulierung alle wird deut lich dass die Dokumentation bei einem Simulationsprojekt weit mehr um fasst als nur die Abschlussdokumentation die dem Auftraggeber bei Projektende bergeben wird Zur Dokumentation einer Simulationsstudie geh ren somit alle Dokumente und Modelle die im Verlauf der Studie er stellt werden aber z B auch Folien f r Zwischenpr sentationen oder nur f r interne Zwecke bestimmte Beschreibungen des Modellaufbaus und des Modellierungsstils Diese Dokumente sind entsprechend zu verwalten und nach Abschluss der Studie gemeinsam mit der Schlussdokumentation zu archivieren Die Dokumentation entsteht so idealerweise im Projektverlauf und wird nicht erst verfasst wenn die Simulationsstudie abgeschlossen ist Im Folgenden wird erl utert welche Dokumente in einem Simulationsprojekt relevant sind und welche Ma nahmen zu ergreifen sind um das Qualit tskriterium 2 2 Konsequente Dokumentation 19 konsequente Dokumentation zu erf llen Vorschl ge zur Dokumentation von Simulationsstudien sind beispielsweise auch in Liebl 1995 S 233 236 und Bel Haj Saad et al 2005 S 102 195 zu finden Zu beachten ist dass der Begriff Dokument nicht zwangsl ufig mit einem einzigen Dokument im Sinne eines abgeschlossenen Berichtes oder einer Textdatei gleichzusetzen ist Eine Dokumentation z B die Aufga benspezifikation kann aus mehreren einzelnen Dokumentteilen z B Lay
222. ntit tstyp lt name gt Benennung des Entit tstyps Verwendung der Daten Beschreibung der Datenstruktur Vorgehen bei der Datenbeschaffung Konsistenz und Fehlerfreiheit Replizierbarkeit der Datenbeschaffung Daten und Systemverf gbarkeiten Verantwortlichkeiten Standards auf Entit tstypebene Entit tstypen bergreifende Plausibilit tspr fungen Anhang Al Dokumentstrukturen 185 Dokument Aufbereitete Daten 1 Einordnung Verwendungszweck der aufbereiteten Daten im Modell Bezug zu den Rohdaten Organisatorischer Rahmen 2 Aufbereitung der Datenentit ten des Typs lt name gt Benennung des Entitatstyps Beschreibung der Datenstruktur Vorgehen bei der Datenaufbereitung Plausibilitatsprufungen und qualit tssichernde Ma nahmen 3 Entit tstypen bergreifende Plausibilit tspr fungen Anhang A2 Checklisten Im Folgenden sind die wesentlichen Handlungsanleitungen des Buches als Checklisten zusammengestellt C1 Projektvorbereitung auf Auftraggeberseite C2 Erstes Gespr ch C3 Angebotserstellung C4a Angebotsauswahl C4b Werkzeugauswahl C5 Kick off Meeting C6 Aufgabendefinition C7a Datenbeschaffung C7b Datenaufbereitung C8a Systemanalyse C8b Modellformalisierung C8c Implementierung C9a Modellabnahme C9b Projektabnahme C10 Durchf hrung von Experimenten C11 Abschlussdokumentation C12 Abschlusspr sentation C13 Nachnutzung Abschnitt 2 5 1 erl utert den Aufbau der Checkliste
223. o schlecht interpretierbar w ren Fertigungs oder auch Palettieranlagen mit Leistungsvorgaben von 5 5 Unterst tzende Modelleigenschaften 161 beispielsweise 0 02 St ck min Diese Aussagen gelten analog f r die Pa rametrisierung von Strecken und Mengen An dieser Stelle sei deshalb noch einmal auf die eingangs betrachtete Unterscheidung zwischen Mach barkeit und Zweckm igkeit einer Nachnutzung verwiesen Auftraggeber und Auftragnehmer m ssen auch in diesen F llen gemeinsam zwischen der Aufwandsminimierung und der Plausibilit t und Interpretationssicherheit abw gen Programmierbarkeit Unter Programmierbarkeit wird die M glichkeit zur nutzerseitigen Pro grammierung von Funktionalit ten innerhalb eines Modells verstanden Als Beispiel sei die Erweiterung eines vorhandenen Modells um eine Hardware in the loop Simulation genannt die im Allgemeinen auch die M glichkeit der Programmierung auf der Ebene der SPS Schnittstellen er fordert Die Programmierbarkeit eines Modells setzt zus tzliche z T auch in formationstechnische Kenntnisse voraus und ist im Unterschied zur Para metrisierbarkeit und Modularisierung keine generell einzufordernde Mo delleigenschaft f r die Nachnutzung Im Allgemeinen d rfte die Nutzung systeminterner Funktionalit ten eines geeigneten Simulationswerkzeuges effektiver sein F r h ufig ben tigte Funktionalit ten ist eine Erweiterung des Simulationswerkzeuges gegen ber der projektspezifischen Prog
224. ojektdurchf h rung und damit f r die Erf llung des f nften grundlegenden Qualit tskri teriums bieten dabei die f r dieses Buch ausgearbeiteten Checklisten die speziell f r den praktischen Einsatz im Projektalltag f r alle Phasen eines Simulationsprojektes konzipiert sind Abschn 2 5 1 und im Anhang Noch vor Beginn der Simulationsstudie sind im Rahmen des Projektes die Auswahl eines Angebotes und ggf eines Simulationswerkzeuges vor zunehmen Gerade diese beiden Entscheidungen k nnen ma geblich den Erfolg der Simulationsstudie beeinflussen Allzu oft werden hier Entschei dungen auf Basis subjektiver oder falsch bewerteter Kriterien gef llt die sp ter zu Schwierigkeiten bei der Durchf hrung der Simulationsstudie f h ren k nnen Abhilfe k nnen hier Methoden zum Ermitteln relevanter Be wertungskriterien und zur Bewertung und Auswahl eines Angebotes bzw eines Simulationswerkzeuges schaffen Abschn 2 5 2 2 5 1 Checklisten Die Checklisten im Anhang dienen der Unterst tzung von Auftraggeber und nehmer und beinhalten jeweils eine Zusammenstellung konkreter Handlungsempfehlungen die in jeder einzelnen Projektphase zur Erf l 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 39 lung der grundlegenden Qualit tskriterien beitragen Der bewusst anwen dungsunabh ngige Charakter der Handlungsempfehlungen erm glicht so mit auch eine branchen bergreifende Verwendung Dies bedeutet einer seits dass der Projektverantwortliche
225. okumentation und Rechtssicherheit als auch unterst tzende Aspekte z B Programmierbarkeit und Modularisierung der Nachnutzung in weiteren Abschnitten dieses Kapitels differenziert 154 5 Nachnutzung von Simulationsmodellen Zwei abschlie ende Abschnitte stellen sowohl ausgew hlte Besonderhei ten der geplanten als auch der ungeplanten Nachnutzung heraus 5 1 Definitionen F r die erneute Nutzung Re use von Simulationsmodellen nach Projek tende sind die Begriffe Wiederverwendung und Weiterverwendung ge br uchlich Die Wiederverwendung von Modellen wird in Anlehnung an das Soft waremanagement Balzert 1998 als eine systematische Nutzung von Mo dellen oder Modellteilen verstanden die eine bestimmte Funktionalit t ei nes realen Systems repr sentieren und mit geringem Anpassungsaufwand zur Untersuchung einer hnlichen Fragestellung bei einem anderen System genutzt werden k nnen Die Untersuchungsziele bleiben unver ndert das zu untersuchende System weicht von dem urspr nglich modellierten Sys tem ab Lehmann et al 2000 Die Weiterverwendung bezieht sich auf die Verwendung eines Modells in einem anderen Kontext mit neuen Untersuchungszielen z B f r eine sp tere Phase des Lebenszyklus eines Systems Ein Modell das f r die Planung erstellt wird kann beispielsweise f r den Betrieb weiterverwendet werden indem Modellelemente entfernt und durch die Funktionen realer Systemkomponenten z B Steuerungssignale ersetzt w
226. on Projekten transparent und nachvollziehbar zu gestalten so dass auch im Nachhinein etwa bei Beanstandung der Ergebnisse Fehler ermittelt und Verantwortlichkeiten eindeutig gekl rt werden k nnen Abb 4 stellt ein speziell auf die Erf llung der f nf grundlegenden Qua lit tskriterien Abschn 1 1 f r Simulationsprojekte zugeschnittenes Checklistenformular vor Dieses Formular bietet eine strukturierte ber sicht aller Handlungsempfehlungen die in einer Projektphase ber cksich tigt werden m ssen Die Empfehlungen sind jeweils als Aktivit t formu 42 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte liert und bilden somit eine Art Arbeitsplan f r die Projektbeteiligten Der Aufbau des Formulars bietet zahlreiche M glichkeiten die Ausf hrung der einzelnen Aktivit ten nachvollziehbar zu planen den Status zu protokollie ren sowie ggf die Ergebnisse zu dokumentieren Je nach Anzahl der definierten Aktivit ten kann eine Checkliste aus mehreren Seiten bestehen und somit als Sammlung mehrerer Formularbl t ter vorliegen Dokumentnummern und Seitenzahlen erm glichen eine ein deutige und nachvollziehbare Dokumentordnung und ablage des f r den Ausdruck im DIN A4 Format entwickelten Checklistenformulars 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 43 Kopfbereich Arbeitsbereich itsbereich Organisatorisches Fachinhaltliches Fu bereich Datum
227. on Software and Model Reuse A Polemic In Y cesan E Chen CH Snowdon JL Charnes JM Hrsg Proceedings of the 2002 Winter Simulation Conference S 772 775 Rabe M 2003 Simulation of Supply Chains International Journal of Automotive echnology and Management 3 3 4 368 382 Rabe M Hellingrath B 2001 Handlungsanleitung Simulation in Produktion und Logistik Society of Computer Simulation Erlangen Rabe M Junge M Schmuck T Wenzel S 2004 Verifikation und Validierung Motivation Aufgaben und Herausforderungen In Mertins K Rabe M Hrsg Experiences from the Future Fraunhofer IRB Verlag Stuttgart S 251 261 Rabe M Spieckermann S Wenzel S 2008 Verifikation und Validierung f r die Simulation in Produktion und Logistik Vorgehensmodelle und Techniken Springer Berlin Reussner R 2006 Handbuch der Software Architektur Dpunkt Verlag Heidel berg Robinson S 2002 General concepts of quality for discrete event simulation European Journal of Operational Research 138 1 103 117 Robinson S 2004 Simulation The Practice of Model Development and Use John Wiley amp Sons Chichester Robinson S Pidd M 1998 Provider and customer expectations of successful simulation projects Journal of the Operational Research Society 49 3 200 209 Sadowski DA Sturrock DT 2006 Tips for the successful practice of simulation In Perrone LF Wieland FP Liu J Lawson BG Nicol DM Fujimoto RM Hrsg Proceedings of the 2006 WSC S 67
228. on ausreichend berpr ft angesehen wird und dessen Dokumentation 166 5 Nachnutzung von Simulationsmodellen die vereinfachten Modellierungen und deren Konsequenzen klar erkennen l sst Auch in diesem Beispiel setzt eine qualit tskonforme L sung voraus dass e das branchenbezogene Fachwissen im Beispiel taktzahlabh ngiges St rverhalten von Schnelll ufern bei den Projektpartnern vorliegt e das bisherige Modell so dokumentiert wird dass der bewusst gew hlte Abstraktionsgrad im Beispiel feste eingestellte Taktzahl mit festen Werten f r den mittleren St rungsabstand und die mittlere St rungsdau er erkennbar ist e das bisherige Modell um die neuen notwendigen Funktionen im Bei spiel Steuerung ver nderliches St rverhalten erweiterbar ist Der letzte Aspekt kann in vielen F llen auch eine grunds tzliche Frage der Eignung des Simulationswerkzeuges sein Ist die notwendige Funktio nalit t mit dem bisher genutzten Werkzeug nicht direkt modellierbar wird im Allgemeinen versucht diese Funktionalit t e durch Aufteilung in Einzelvarianten im Beispiel mehrere Varianten mit fester aber unterschiedlicher Taktzahl und zugeh rigem Ausfallver halten e durch Modellierungstricks im Beispiel jeweils mehrere Maschinen mit fester aber unterschiedlicher Taktzahl und zugeh rigem St rverhal ten parallel zu und abzuschalten oder e durch Neuprogrammierung anzun hern Diese scheinbar effektiven L sungswege sind
229. onsprojektes ist nicht durch ein einzelnes prak tisch nutzbares Qualit tsma bestimmbar sondern kann nur ber ein nach vollziehbares methodisches Vorgehen gesichert werden Die erarbeiteten und in den folgenden Kapiteln diskutierten Qualit tskriterien sind als ein erprobtes Grundger st f r dieses methodische Vorgehen zu betrachten Die Autoren erheben jedoch weder einen Anspruch auf Vollst ndigkeit der Kriterien noch fordern sie die vollst ndige Einhaltung der hier vorgestell ten Kriterien Ziel des Buches ist allen an einem Simulationsprojekt betei ligten Akteuren Handlungsempfehlungen zu bieten um ein nachpr fbares und reproduzierbares Qualit tsniveau f r Simulationsprojekte auf dem Ge biet von Produktion und Logistik zu erreichen Die jeweiligen Aussagen gelten im Aufgabenfeld von Produktion und Logistik branchen bergrei fend Das Buch orientiert sich in seinem Aufbau an dem vorgestellten Vorge hensmodell Abb 1 Kapitel 2 geht als einf hrendes Kapitel auf die grunds tzlichen Qualit tskriterien im Rahmen eines Simulationsprojektes ein und diskutiert insbesondere auch die im Vorfeld einer Beauftragung beim Auftraggeber zu kl renden Punkte Kapitel 3 erl utert Ma nahmen 1 4 Aufbau des Buches 11 zur Erf llung der Qualit tskriterien innerhalb der Definitions und Ange botsphase und systematisiert Zielformulierung erstes Gespr ch sowie An gebotserstellung und auswahl Die eigentliche Durchf hrung der dann bea
230. onsstudien werden die Experimente mit einem lee ren System gestartet das sich dann in der Anfangsphase des Simulations laufes mit den beweglichen Objekten wie z B Kunden oder Auftr gen f llt Da in der betrieblichen Praxis die Systeme aber meist nicht leer sind spiegeln die Modelle w hrend der Einschwingphase nicht das typische Systemverhalten wider Wegen der geringen Auftragszahl sind beispiels weise die Auftragsdurchlaufzeiten viel geringer als blich Wenn Mess werte aus der Einschwingphase mit in die Systembewertung einflie en werden folglich die Ergebnisse verf lscht Um die Einschwingphase zu verk rzen kann das Modell vor dem Start des Simulationslaufes bereits mit beweglichen Objekten initialisiert werden indem z B Puffer mit einer typischen Menge Material bef llt werden Prinzipiell stellt sich bei diesem Ansatz die Frage wie dieser typische Anfangszustand bestimmt werden kann Zus tzlich besteht nicht in allen Simulationsumgebungen die M g lichkeit auf einfache Weise Startkonfigurationen festzulegen Bei terminierenden Systemen besteht die Einschwingphasenproblematik nicht da grunds tzlich alle Messwerte f r das Systemverhalten typisch und somit relevant sind Statistische Verfahren Bei der Bestimmung der L nge der Einschwingphase gibt es zwei Typen von Verfahren rein statistische und graphisch visuelle Beide Verfahrens arten nutzen zur Berechnung den Verlauf einer typischen Messgr e wie des Bestands ode
231. ottom Up Entwurf kommt meist dann zur Anwen dung wenn bereits kleinere Modellkomponenten zur Verf gung stehen sei es durch Bausteine aus Bausteinbibliotheken oder durch Teilmodelle aus Vorg ngerprojekten Bei diesem Ansatz besteht prinzipiell die Ge fahr zu viele Details zu integrieren da bereits auf der Detailebene be gonnen wird Der bereits vorhandene Vorrat von Teilmodellen oder Bausteinen verleitet den Entwickler auch dazu nur diese Komponenten zu verwenden und aus Bequemlichkeit keine neuen Modellierungsideen in Betracht zu ziehen 4 4 Phasen der Modellbildung 127 e Middle out Beginnend mit der am wichtigsten erachteten Komponente der Probleml sung z B dem Fertigungsengpass wird um dieses Mo dellteil die zur Funktion notwendige Umgebung entwickelt Wenn schon in der Fr hphase des Projektes eine L sungs oder Modellie rungsidee besteht wird oft der Middle out Entwurf verwendet Diese Vorgehensweise ist weniger strukturiert und entspricht nicht den bli cherweise in der Literatur zu findenden Entwurfsparadigmen Dies be deutet aber nicht notwendigerweise dass sie schlechter sein muss Im Projektalltag ist diese sehr pragmatische Methode oft anzutreffen In der Modellierungspraxis wird in der Regel keiner dieser Ans tze in Reinkultur verwendet Vielmehr ist ein Verfahren blich bei dem in meh reren Iterationen alle Ans tze verwendet werden Man beginnt mit einem groben Modell Top down und versucht dann f r m gli
232. private Beziehun gen zu einem Dienstleister oder zu Mitarbeitern eines Softwareherstel lers k nnen sowohl positive als auch negative Entscheidungen ungeach tet inhaltlicher und technischer Aspekte motivieren Ferner k nnen pers nliches Empfinden sowie der individuelle Geschmack wie etwa das Gefallen bzw das Missfallen der graphischen Bedienoberfl che ei nes Werkzeuges die Entscheidung beeinflussen e Unkenntnis ber Bewertungsverfahren Die Aufgabenstellung einer Si mulationsstudie bzw die zur Verf gung stehenden Prozess und Sys teminformationen werden nicht geeignet in gewichtete Bewertungskrite rien umgesetzt so dass ein Bewertungsverfahren nicht zum optimalen Werkzeug bzw nicht zur Auswahl des besten der vorliegenden Dienst leistungsangebote f hrt Mitarbeitern die einen Dienstleister beauftra 90 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase gen sollen wird mitunter gar nicht kommuniziert welche Aufgaben und Randbedingungen berhaupt relevant sind und beachtet werden m ssen e Motivationsmangel Um den eigenen Aufwand bei der Werkzeugaus wahl zu reduzieren werden ungepr ft die Werkzeuge eingesetzt die be reits im Unternehmen vorhanden sind oder von Dritten wie z B Unter nehmen der gleichen Branche eingesetzt werden Hierbei wird nicht ber cksichtigt ob auch die Aufgabenstellungen f r die Simulation und die Randbedingungen des zu analysierenden Prozesses identisch oder zumindest vergleichbar sind Di
233. r tehersteller im In und Ausland an Das variantenreiche st ndig erweiterte bzw wechselnde Sortiment der Kunden bedingt bei der Muster AG ein breites Produkt spektrum bei jeweils hohen St ckzahlen und kurzen Lieferzeiten Die Auf tragslage der Muster AG ist gut und wird aufgrund des Erfolges der bereits vorhandenen Kunden sowie weiterer Anfragen k nftig noch anwachsen Die derzeitige Produktion ist langfristig jedoch nicht mehr in der Lage die Auftr ge fristgerecht zu bearbeiten einerseits sind die vorhandenen Res sourcen d h Maschinen F rdereinrichtungen und Transportmittel nicht ausreichend andererseits behindert bereits heute die hausinterne Logistik die Produktionsprozesse Die Unternehmensf hrung hat daher beschlossen die Produktion kurz fristig an einen anderen Standort zu verlagern und hat dazu eine gr ere derzeit leerstehende Produktionshalle in der N he erworben Der Umzug bei gleichzeitiger Erweiterung und Reorganisation der Fertigung soll be reits zum n chsten Jahreswechsel erfolgen Von einem Kunden der Muster AG der sich vor einigen Monaten in einer hnlichen Situation befand ist bekannt dass Umstrukturierung und Erweiterung mit Hilfe einer Simulati onsstudie geplant und optimiert wurden und schlie lich ohne l ngeren Produktionsausfall erfolgreich umgesetzt werden konnten Der bei der Muster AG f r die Produktionserweiterung eingesetzte Projektleiter wurde daher von der Unternehmensleitung beauftragt
234. r Anlage gemessen wird was als Leistungs steigerung anzunehmen ist und ob bzw zu welchem Zeitpunkt nach Been digung der Studie diese Form der Abnahme der Ergebnisse erfolgen kann Zudem muss bedacht werden dass ggf eine Leistungssteigerung der An lage mit den zur Verf gung stehenden Ma nahmen in der vom Auftragge ber gew nschten H he nicht erreicht werden kann 3 2 4 Aspekte f r die betriebsbegleitende Simulation Bei der betriebsbegleitenden Simulation wird ein Simulationsmodell re gelm ig im Anlagenbetrieb eingesetzt um den Betriebsablauf mit simula tionsbasierten Entscheidungen zu unterst tzen Als Beispiele sind die Be wertung einer Auftragsreihenfolge oder die Analyse der Auswirkungen von St rzeiten auf den Betriebsablauf zu nennen Ein betriebsbegleitend einzusetzendes Simulationsmodell muss weitergehende Anforderungen er f llen als ein Modell f r eine herk mmliche Simulationsstudie Daher ist in der Regel auch ein h herer Zeitaufwand f r die Erstellung eines derarti gen Modells einzuplanen Gr nde hierf r sind der geforderte Detaillie rungsgrad des Modells zur Beantwortung der im laufenden Betrieb anfal lenden Fragestellungen bei gleichzeitig kurzen Simulationslaufzeiten die Synchronisation des Simulationsmodells mit den Unternehmensdaten und die Bereitstellung einer ad quaten Bedienoberfl che f r den nicht zwangs l ufig simulationserfahrenen Anwender Im Angebot ist daher erg nzend zu spezifizieren welc
235. r Dienstleister nicht nur den Support f r das von ihm erstellte Modell sondern auch f r das einge setzte Simulationswerkzeug leisten kann Formulierung der Bewertungskriterien Wie in Abschnitt 2 5 2 beschrieben k nnen die zur Bewertung der Ange bote ben tigten Kriterien aus den in der Zielbeschreibung formulierten An forderungen sowie aus den Randbedingungen abgeleitet werden Dar ber hinaus k nnen weitere Bewertungskriterien u a ggf aus vergleichbaren fr heren Aufgabenstellungen in einem Unternehmen aus Richtlinien so wie aus Mitarbeiterinterviews gewonnen werden Die Zahl der Bewer tungskriterien kann dabei sehr gro werden so dass im weiteren Verlauf des Auswahlprozesses zun chst eine Reduzierung auf die im Sinne der je weils vorliegenden Aufgabenstellung relevanten Kriterien erforderlich wird Bei der Ableitung der Bewertungskriterien ist darauf zu achten dass diese unabh ngig voneinander sind und zudem alle an die L sung in die sem Falle die Simulationsstudie gestellten relevanten Anforderungen ab decken Zudem ist es f r das Verfahren der Gewichtung der Kriterien wichtig dass alle Kriterien m glichst positiv formuliert werden um nicht etwa durch den Wortlaut die Bedeutung eines Kriteriums f r die gesuchte L sung zu beeinflussen So ist beispielsweise nicht Einschr nkungen in der zeitlichen Verf gbarkeit sondern zeitliche Verf gbarkeit als Krite riumswortlaut zu verwenden 96 3 Ma nahmen i
236. r ab zubildenden Realit t in der sowohl die Systemgrenzen als auch alle grunds tzlichen Systemfunktionen mit ihren Wechselwirkungen enthalten sind Das formale Modell konkretisiert und formalisiert die im Konzept modell beschriebenen Sachzusammenh nge die dann in dem ausf hrba ren Modell implementiert werden Wie in Kapitel 4 dargestellt wird k n nen einzelne Modellierungsphasen entfallen bzw in Abh ngigkeit von dem jeweils eingesetzten Simulationswerkzeug inhaltlich oder zeitlich miteinander verschmelzen Dies impliziert jedoch dass die Beschreibung der Ergebnisse der verbleibenden Modellierungsphasen auch eine Doku mentation der Ergebnisse der nicht explizit durchgef hrten Phasen bein halten muss Zeitlich parallel zur und streng vernetzt mit der Modellbildung erfolgen ebenfalls basierend auf der Aufgabenspezifikation die Datenbeschaf fung und aufbereitung Dem Stellenwert der Daten in einer hinreichenden Granularit t und Qualit t f r die Modellbildung und Simulation Rech nung tragend werden diese Schritte nicht wie in der Literatur h ufig zu finden in die Modellbildung subsummiert sondern separat betrachtet Dem Detaillierungsgrad des Vorgehensmodells entsprechend werden al lerdings nur die beiden Schritte Datenbeschaffung und aufbereitung un terschieden Eine vollst ndige Ausarbeitung des Informationsgewinnungs prozesses zur Bereitstellung von Eingangsdaten f r Simulationsmodelle ist z B in Bernhard
237. r ausw hlen rechtliche Voraussetzungen pr fen Fachinhaltliches Eignung der Dokumentation und des Modells pr fen Eignung des Werkzeuges pr fen Machbarkeit aufgrund der Eignungsbewertung einsch tzen Wirtschaftlichkeit einer Nachnutzung zur Beurteilung der Zweckm igkeit bewerten weiche Faktoren zur Beurteilung der Zweckm igkeit bewerten Nachnutzbarkeit abschlie end bewerten Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version 3 5 B Zeichen Anhang A3 Die Autoren dieses Buches Dipl Inf Simone Collisi B hmer geb 1968 Infor matikstudium an der Universit t Erlangen N rnberg Von 1996 bis 1998 angestellt bei der encad Ingeni eurgesellschaft in N rnberg seit 1998 angestellt bei der Siemens AG in N rnberg Unternehmensbereich Industrial Solutions and Services I amp S Gesch fts gebiet Postal Automation PA Gesch ftszweig Par cel amp Systems PS Aufgabengebiete Simulations studien Consulting sowie Anlagenplanung und pro jektierung in den Branchen Postautomatisierung Paket und Briefsortierung und Lagerlogistik f r einen internationalen Kundenkreis Lehrt tigkeit an der Universit t Erlangen N rnberg seit 1999 Mitglied des Siemens internen Expertenkreises Virtual Engineering seit 1999 Mitglied der Arbeitsgemeinschaft Simulation ASIM Mitglied im Programmkomitee der ASIM Fachtagungen Simulation in Produktion und Logistik in Duisburg 2002 und Kassel 2006 216 A
238. r der Durchlaufzeit Die rein statistischen Methoden wie z B der Schruben Test Schruben et al 1983 zielen darauf ab die Be stimmung der Einschwingphase zu automatisieren Der Simulationsnutzer gibt ein G tekriterium vor und ein Algorithmus berechnet aus mehreren Pilotl ufen die dazu passende L nge der Einschwingphase Das scheint auf den ersten Blick eine Vereinfachung f r den Simulationsanwender darzu stellen In der Praxis zeigt sich jedoch dass die Aussagen dieser Testver fahren nicht immer verl sslich sind weil die Korrektheit der Testmethoden auf Annahmen beruhen die im praktischen Betrieb in der Regel nicht ge pr ft werden und auch h ufig nicht zutreffen Das hat zur Folge dass die Qualit t der Ergebniserfassung wegen der falschen L nge der Einschwing phase stark leiden kann und der Schruben Test eine nicht vorhandene sta tistische Sicherheit vorgaukelt Ist die Einschwingphase zu kurz werden untypische Messwerte in die Bewertung aufgenommen Ist sie zu lang wird Simulationszeit verschwendet die zur Messwerterfassung h tte ge nutzt werden k nnen Im Zweifelsfall empfiehlt sich eine l ngere Ein schwingphase zu verwenden da die Verschwendung von Ressourcen der Gefahr fehlerhafter Ergebnisse vorzuziehen ist 142 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie Graphisch visuelle Verfahren Verl sslichere Aussagen werden in der Regel durch den Einsatz von gra phisch visuellen Verfahren gewonnen wie z
239. r die Gewichtsfaktoren g l sst sich dann die Relevanz jedes Kriteri ums im Hinblick auf die aktuelle spezifische Aufgabenstellung einer Si mulationsstudie oder die Auswahl eines Simulationswerkzeuges ermitteln Nicht relevante Kriterien k nnen auf diese Weise sofort aus dem weiteren Bewertungsverfahren eliminiert werden F r eine eindeutige Abgrenzung der relevanten von den nicht relevanten Kriterien wird ein Grenzwert ger definiert Alle Kriterien f r die die Ungleichung amp k lt amp ker mit z B E ker ze 0 05 9 2 3 gilt werden bei der Bewertung der vorliegenden Angebote ausgeschlos sen Die verbleibenden Kriterien sollten jedoch 80 bis 90 der Gesamt relevanz umfassen Ist dies nicht der Fall sind die gew hlten Kriterien hin sichtlich Vollst ndigkeit und gegenseitiger Unabh ngigkeit zu berpr fen Stellt sich andererseits anhand der ermittelten Gewichtsfaktoren heraus dass ein einzelnes Kriterium relevanter ist als alle anderen betrachteten Kriterien zusammen so m ssen die Entscheidungen der Rangreihe gepr ft und das entsprechende Kriterium ggf separiert werden Ferner muss ge pr ft werden ob ein solches Kriterium eventuell f r die Auswahl eines Angebotes ausreicht In diesem in der Realit t eher seltenen Fall kann auf die Durchf hrung eines Bewertungsverfahrens verzichtet werden Liegt hingegen die Risikoabdeckung unter Verwendung eines Grenz wertes Zigr 5 oberhalb von 90 so ist zu empfehlen de
240. r f cs Simulationsstudie Aufgaben Aufgaben I definition spezifikation l l l I Systemanalyse D gt Konzeptmodell I 7 wi Dat aten I beschaffung Rohdaten i RS 62 Pi 2a Modell Formales 53 Ey Modell Ec J Sol E E D os 5 Datenauf Aufbereitete an bereitung Daten ee g Implemen D gt Ausf hrbares cS l E Modell 6 I og l Experimente D gt Simulations l Abschluss und By ergebnisse I dokumentation lt a A as O Vv Ende der Simulationsstudie gt st D gt eel gt O 3 oN SSS yy 22 y Abb 3 Einordnung der Checklisten in das erweiterte Vorgehensmodell 2 5 Systematische Projektdurchf hrung 41 Die Checklisten C7a Datenbeschaffung und C7b Datenaufbereitung helfen dem Auftraggeber aber auch dem Auftragnehmer bei der Bereit stellung und Aufbereitung der f r die Simulation erforderlichen Daten Der Auftragnehmer kann f r die Modellerstellung auf die Checklisten C8a Sys temanalyse C amp b Modellformalisierung und C amp c Implementierung zur ck greifen Vor der Durchf hrung der Simulationsexperimente muss eine Abnahme der erstellten Modelle durch den Auftraggeber erfolgen Die hierzu erfor derlichen Ma nahmen sind in der Checkliste C9a Modellabnahme zu sammengefasst Die Checkliste C70 Durchf hrung von Experimenten dient in der Phase der Experimentdurchf hrung der unterst tzenden Be gleitung des Auftragnehmers Zum Projektende sind aus Qualit
241. r zusammen passen Eine Arbeit mit einer alten Version des Werkzeuges wird h ufig uneffektiv sein e cine Bewertung von zwei oder mehreren Varianten der vergleichbaren Produktionsanlage mit unterschiedlichen Modellen Werkzeug Version Abbildungsweg kritisch ist und im Allgemeinen als unsicher abzuleh nen ist Schlussfolgerung Die vorangestellten Betrachtungen weisen eindeutig darauf hin dass es nicht nur nicht effektiv sondern auch objektiv unm glich ist alle Modelle f r jegliche sp tere Nachnutzung vorzubereiten Deshalb muss gepr ft werden ob das vorhandene Modell f r den geplanten Einsatzfall nach nutzbar ist Dazu m ssen mindestens folgende Bedingungen erf llt sein e Das Modell ist grunds tzlich geeignet hinreichende Passf higkeit f r die neue Aufgabenstellung e Die Dokumentation ist so hinreichend dass ein Validierungsprozess machbar und eine effektive Einarbeitung in das Modell und erfolgreiche Ver nderungen am Modell m glich sind e Der f r die Simulationsstudie vorgesehene Bearbeiter muss ber das notwendige problembezogene Fachwissen und ausreichende werkzeug spezifische Simulations sowie ggf Programmierfertigkeiten verf gen e Das f r das Ursprungsmodell genutzte Werkzeug steht zur Verf gung und ist auch f r die neue Aufgabenstellung geeignet e Das Modell ist vorzugsweise modular aufgebaut und parametrisierbar Letztendlich ergibt sich die Entscheidung f r eine Nachnutzung stets aus der Rela
242. raggeber erheblich zur Qualit tssteigerung beitragen weil er in der Regel sein System besser kennt als der Auftragnehmer und somit eher Messungen in f r den Unter suchungszweck typischen Betriebsphasen durchf hren kann An dieser Stelle muss noch darauf hingewiesen werden dass f r eine Vielzahl relevanter Messungen insbesondere personenbezogener oder personennaher Daten die Zustimmung des Betriebsrates notwendig ist Die durch die Genehmigungsphase m gliche Verz gerung des Projektes muss eingeplant werden Unabh ngig von der Herkunft der Daten obliegt es dem Simulationsex perten die Daten auf Plausibilit t zu testen Hierzu bietet sich an bekannte Planungsdaten wie Produktionszahlen und Kennzahlen heranzuziehen um die Messwerte zu pr fen Bei Abweichungen muss ermittelt werden ob der Fehler bei der Messung oder bei der Verarbeitung der Rohdaten aufge treten ist M glicherweise liegt auch ein Interpretationsfehler seitens des Simulationsexperten vor Die Auswertung von Daten muss daher immer in enger Abstimmung mit dem Auftraggeber erfolgen Die Qualit t des Simulationsmodells h ngt ma geblich von der Qualit t der Eingabedaten ab Wenn Material zur Anwendung kommt das nicht re pr sentativ f r das zu modellierende System ist oder zu unsicheren Aussa gen bei den angewendeten statistischen Methoden f hrt hat dies nicht verwendbare Simulationsergebnisse und in letzter Konsequenz falsche Entscheidungen zur Folge 4 3
243. raggebers zu spezifischen Daten und zum Systemver halten der Anlage befragt zu Erhebungsmethoden s Abschn 4 3 1 In al len F llen muss erg nzend zu den Angaben in der Aufgabenspezifikation neben den eigentlichen Informationen und Daten das konkrete Vorgehen 28 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte der Datenbeschaffung dokumentiert werden Checkliste C7a Datenbe schaffung und Dokumentstruktur DR Rohdaten Aufbereitete Daten Die zur Verwendung f r die Simulation aufbereiteten Daten entstehen durch Bereinigung Strukturierung und Verdichtung der Rohdaten Bei spielsweise sind fehlerhafte Datens tze mittels Plausibilit ts und Konsis tenzpr fungen zu identifizieren ggf zu korrigieren oder ebenso wie feh lende Daten neu zu beschaffen Insbesondere bei Planungsstudien k nnen bestimmte Gegebenheiten des Systems noch unbekannt sein In solchen F llen m ssen Auftragnehmer und Auftraggeber einvernehmlich Annah men treffen Die f r die Datenaufbereitung ausgef hrten Schritte sind nachvollzieh bar zu dokumentieren und in diesem Zusammenhang getroffene Annah men sind ausdr cklich zu kennzeichnen Dar ber hinaus sind der Verwen dungszweck im Modell und der Bezug zu den Rohdaten zu benennen So sind z B f r die Verdichtung der Rohdaten in Form einer statisti schen Verteilung die Verteilungsfunktion die Koeffizienten sowie die ein gesetzten statistische Verfahren inklusive der daraus erhaltenen Ergebnis
244. ram mierung zu bevorzugen Modularisierung Die modulare Strukturierung eines Modells sieht vor dass das Modell aus eigenst ndigen Teilmodellen aufgebaut wird die getrennt voneinander ge testet werden k nnen Die Teilmodelle k nnen ihre Eignung vorausge setzt in einem anderen Kontext wieder verwendet werden Weiterhin kann in einem modular aufgebauten Modell leichter ein einzelnes Modul z B das Modell eines manuellen Lagers ersetzt werden um unterschied liche Systemtechniken z B die Potentiale der Einf hrung eines automati schen Lagersystems zu untersuchen Die Modularisierung setzt die Parametrisierbarkeit der einzelnen Teil modelle grunds tzlich voraus Mitunter reicht ein Parameter um ein Mo dell alternativ mit z B drei vier oder mehr parallel betriebenen Arbeits pl tzen oder Maschinen zu generieren 162 5 Nachnutzung von Simulationsmodellen Portierbarkeit Die Portierbarkeit eines Modells ist gegeben wenn seine Nutzung auch unter von dem urspr nglichen Werkzeug abweichender Software oder Hardware m glich ist Die Notwendigkeit f r dieses Vorgehen kann u a gegeben sein wenn das Simulationsmodell z B in Leitst nde integriert werden soll das Simulationswerkzeug nicht mehr zur Verf gung steht o der die Eignung des bisher genutzten Werkzeuges f r die neue Aufgaben stellung nicht hinreichend gegeben ist Ein einfacher und im Allgemeinen unkritischer Fall ist die Portierung des Simulat
245. re Controller dient muss beispielsweise die Steuerung explizit au erhalb des Simulationsmodells erfolgen Neben dem Einsatz bei der Controllerimplementierung wird dieser Ansatz auch bei der Entwicklung und dem Test von Steuerungssystemen eingesetzt Neben den obigen Implementierungshinweisen gelten nat rlich auch ty pische Grunds tze des Software Engineering f r die softwarebasierte Mo dellerstellung Robinson 2004 e Der Aufwand f r die Implementierung soll m glichst gering sein Speed of coding e Das implementierte Modell soll m glichst leicht aus sich heraus ver st ndlich sein Transparency e Das implementierte Modell soll bei Bedarf m glichst leicht und sicher zu ndern sein Flexibility e Die Ausf hrungszeit des implementierten Modells soll m glichst kurz sein Run speed Da diese Anforderungen nicht unabh ngig sind ist bei Bedarf ein ge eigneter Kompromiss zwischen den Zielen zu finden 138 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie Modellabnahme Nach der Implementierung erfolgt die Modellabnahme gem der in der Aufgabenspezifikation beschriebenen Kriterien Abschn 4 2 3 Dabei hat der Auftragnehmer die Aufgabe die Erf llung der Kriterien schl ssig nachzuweisen Dem Auftraggeber obliegt die abschlie ende Pr fung und Abnahme dieser Angaben Zur Vorbereitung der Modellabnahme Checkliste C9a Modellabnahme muss dem Auftraggeber das Simulationsmodell vorgestellt
246. rein fiktiven Dienstleistungsangeboten be inhaltet die folgenden Elemente die analog zu der in Abschnitt 2 5 2 vor gestellten Reihenfolge und Vorgehensweise behandelt werden Formulierung der Bewertungskriterien Bestimmung der relevanten Bewertungskriterien Festlegung der Punktvergabe Vorstellung der Angebote Vorauswahl anhand von Ja Nein Forderungen Bewertung der Angebote Auswahl des bestgeeigneten Angebotes Eine Unterst tzung bei der Durchf hrung einer Angebotsauswahl liefert die im Anhang dieses Buches beigef gte Checkliste C4a Angebotsaus wahl Die einzelnen Schritte der hier vorgestellten Vorgehensweise bei der Aufstellung und Gewichtung von Bewertungskriterien sowie der Anwen dung des Punktbewertungsverfahrens sind als Handlungsempfehlung ber sichtlich in dieser Checkliste zusammengestellt Darstellung des Beispiels Ausgangssituation und Ziele Die nachfolgend gegebene Darstellung steht stellvertretend f r zahlreiche Unternehmen die sich erstmalig der Methode Simulation n hern um L sungen f r Fragestellungen bzw Probleme zu erhalten die den internen 3 3 Methodische Bewertung von Angeboten und Werkzeugen 93 Materialfluss betreffen Selbstverst ndlich sind andere Fragestellungen bzw Probleme ad quat zu handhaben Das Unternehmen Muster AG ist ein mittelst ndiges Traditionsunter nehmen mit einem einzigen Produktionsstandort in Deutschland Die Mus ter AG fertigt Zulieferteile f r verschiedene Elektroge
247. relevant ist oder nicht Je nach Aufgabenstellung und Rahmenbedingungen k n nen in einem Projekt unterschiedliche Aktivit ten erforderlich sein Die Entscheidung bez glich der Relevanz obliegt dem Projektverantwortli chen Ein Beispiel f r eine entsprechende Markierung ist in Abb 6 dar gestellt 46 N Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte Deadline Dokument Bearbeiter Priorit t N S O x V relevant x nicht relevant U offen nicht begonnen O in Bearbeitung v erledigt hohe Priorit t mittlere Priorit t niedrige Priorit t Abb 6 Organisatorische Informationen im Arbeitsbereich des Checklistenformu lars In den Eingabefeldern in der Spalte Status wird jeweils der Stand der Ausf hrung einer Aktivit t vermerkt Eine Checkliste ist grunds tzlich ein Dokument das projektbegleitend gef hrt wird ber die Angaben in der Spalte Status kann jederzeit eine Information ber den Stand der Bearbeitung einer Projektphase erhalten werden Neben einer Markie rung f r den Abschluss einer Aktivit t ist es auch m glich zwischen offen im Sinne von noch nicht begonnen und in Bearbeitung zu unterscheiden Die Ergebnisse der in den Checklisten formulierten Aktivit ten flie en in die Dokumentation eines Simulationsprojektes ein Die Spalte Doku ment enth lt die entsprechenden Verweise in die zugeh rige Dokument struktur Abschn 2 2 1 Anh
248. rholt werden und je l nger die simulierte Zeitspanne der Simulationsl ufe dauert An diesem Qualit ts prinzip bei der Behandlung von Stichproben l sst sich nicht r tteln In der Praxis ist es jedoch immer erforderlich einen Kompromiss zwischen sta tistischer Qualit t und den verf gbaren Ressourcen hier vor allem beim zeitlichen Aufwand einzugehen 140 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie Im Folgenden werden die m glichen Kompromisse und die damit ver bundenen Qualit tseinbu en dargestellt Die Verfahren werden nur so weit geschildert wie dies zur Qualit tssicherung erforderlich ist Checkliste C10 Durchf hrung von Experimenten Genauere Darstellungen statisti scher Methoden finden sich in der einschl gigen Literatur Law u Kelton 2000 4 5 1 Bestimmung der L nge der Einschwingphase Im Hinblick auf die Resultatanalyse k nnen Simulationsexperimente in folgender Weise klassifiziert werden e Simulationsexperimente mit Modellen von terminierenden oder tran sienten Systemen werden unter festliegenden Anfangsbedingungen ge startet und enden nach dem Eintritt eines zu spezifizierenden Ereignis ses wie z B dem Schichtende Bei Experimenten f r terminierende Systeme wird der gesamte Simulationszeitraum eventuell nach Phasen aufgel st statistisch ausgewertet e Simulationsexperimente mit Modellen von nichtterminierenden oder Steady state Systemen beginnen erst nach einer Einschwingphase auch Anla
249. richteten Experimente zur Sicherstellung der Nutzbarkeit der Simulationsergebnisse Eine kontinuierliche Einbezie hung des Auftraggebers in die Simulationsstudie st rkt sein Vertrauen in 2 4 Kontinuierliche Integration des Auftraggebers 37 das Simulationsmodell unterst tzt die Akzeptanz der Simulationsergeb nisse und macht es ihm leichter die Ergebnisse der Simulationsstudie sp ter umzusetzen Elementar f r eine Simulationsstudie ist die Bereitstellung korrekter va lider Daten Falsche oder ungenaue bzw unvollst ndige Daten liefern auch falsche Simulationsergebnisse Oftmals ist der Auftraggeber bei der Da tenbeschaffung auf sich alleine gestellt und hat f r die Plausibilit t Kor rektheit und G ltigkeit der Daten Sorge zu tragen Umgekehrt kommt es vor dass Auftraggeber Daten ohne ernsthafte Pr fung auf Aktualit t Re pr sentativit t und Korrektheit liefern In kooperierenden Projektteams un terst tzen sich die Partner auch in diesem Punkt gegenseitig Werden dem Auftraggeber methodische Grundlagen der Simulationstechnik erl utert wird f r ihn nachvollziehbar warum die angeforderten Daten ben tigt werden H ufig bernimmt auch der Auftragnehmer die anschlie ende Ve rifikation und Validierung der Daten Hinsichtlich fehlender Daten m ssen Auftraggeber und Auftragnehmer einvernehmlich festlegen welche An nahmen f r die Erstellung des Simulationsmodells zu treffen sind In der Phase der Modellerstellung ist es w
250. rien Ob wohl eine Zuordnung der Punkte unter Anwendung einer Skala m g lich ist Abb 13 sind hier subjektive Einfl sse bei der Bewertung d h bei der Beurteilung des erzielten Erf llungsgrades nicht auszu schlie en Daher muss bei den qualitativen Kriterien eine Begr n dung f r die Punktvergabe in das Schema eingetragen werden um die Entscheidung sp ter nachvollziehen zu k nnen w hrend bei den 66 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte quantitativen Kriterien die Angabe des Ist Wertes einer Alternative sowie die Darstellung bzw Nennung des Toleranzbereiches gen gt Bedarfsweise kann je eine zus tzliche Zeile in die Teilbereiche f r quantitative und qualitative Kriterien eingef gt werden welche die entsprechenden Punkt bzw Nutzwertzwischensummen f r die ein zelnen Alternativen enth lt Auf diese Weise ist es einfach nachzu vollziehen ob eher quantitative d h objektiv messbare Kriterien wie beispielsweise Preise oder eher qualitative Kriterien die Bewertun gen der einzelnen Alternativen ma geblich beeinflusst haben e In den Fu bereich des Formulars f r das Punktbewertungsverfahren sind folgende Auswertungen f r jede Alternative einzutragen Abb 14 Die ungewichtete Punktsumme P einer Alternative j ergibt sich aus gt Ps 2 5 i Dieser absolute Wert l sst einen direkten Vergleich der einzelnen Al ternativen zu Allerdings tragen hohe Punktzahlen bei der Erf llung
251. risches angemessene personelle Ressourcen f r die Datenbeschaffung einplanen Notwendigkeit der Datenerhebung pr fen und Genehmigung einholen alternative Informationsquellen pr fen Betriebsrat einbeziehen Datenerfassung vor Ort organisieren und Methoden zur Durchf hrung festlegen Datenerhebung durchf hren und Ergebnisse protokollieren Datenbeschaffung veranlassen Datenverf gbarkeit kl ren Fachinhaltliches Zusammenhang zwischen Modellkomponen ten und notwendigen Daten herstellen Datenverf gbarkeit dokumentieren zu verwendende Informationsquellen abstim men und festschreiben Ort Form Zuverl ssigkeit der Datenquelle bestimmen Rohdaten Plausibilit t pr fen Konsistenz bei Existenz mehrerer Quellen pr fen f r fehlende Daten Sch tzung durchf hren Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version A 5 i Zeichen Anhang A2 Checklisten 201 Projektpartner Checkliste Phase C7a Datenbeschaffung erg nzende Unterlagen Dead ine Aktivit t Anmerkungen Relevanz Bearbeiter Glaubw rdigkeit von Sch tzungen pr fen und dokumentieren D Dokument Auswirkungen von Datenmangel absch tzen Sensitivit tsanalysen durchf hren Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version s iG R Zeichen 202 Anhang A2 Checklisten Projektpartner Checkliste Phase k C7b Datenaufbereitung 3 Aktivit t erg nzende Unterlagen Deadline Anmerkung
252. rkeit gepr ft werden m ssen Zudem sind fast immer auch noch zus tzlich Daten zu erheben bzw verf gbare Datenbe st nde zu erg nzen Es ist daher wichtig dass der festgestellte Informationsbedarf gepr ft und abgestimmt wird f r ein Vorgehensmodell zur Informationsgewin nung s Bernhard u Wenzel 2005 sowie Bernhard et al 2007 und rechtzeitig die ben tigten Informationen und Daten in der spezifizierten Qualit t zur Verf gung gestellt werden Bei ungen genden Informationen leidet die Qualit t des Modells bei schlechten Daten die Qualit t der Er gebnisse Bei der Beschaffung und Aufbereitung der Daten ist darauf zu achten dass nicht sicherheitshalber alle m glichen Daten in die Betrachtung ein bezogen werden nur weil diese im Unternehmen in Datenbanken zur Ver f gung stehen Dies f hrt nicht zwangsl ufig zu einer verbesserten Daten qualit t und einer erh hten Sicherheit f r die sp tere Modellierung sondern im Gegenteil zu zus tzlichem Aufwand bei der Datenaufbereitung und berpr fung Aus den obigen Erl uterungen l sst sich folgern dass die Datenbeschaf fung und aufbereitung einen erheblichen Risikofaktor f r die Modellie rungen darstellt der in allen Phasen der Modellbildung zu Problemen f h ren kann In diesem Abschnitt werden daher allgemeine Hinweise zur Datenbe schaffung und aufbereitung gegeben die in den jeweiligen Abschnitten zur Modellbildung entsprechend erg nzt werden Eine umfassende
253. rtungsmethodik wie sie in den Ab schnitten 2 5 2 und 3 3 beschrieben wird um die Angebote von verschie denen Dienstleistern zu bewerten und das bzgl der aktuell vorliegenden Aufgabenstellung am besten geeignete Angebot zu ermitteln Die Auswahl eines Angebotes und somit eines Dienstleisters wird durch die im Anhang beigef gte Checkliste C4a Angebotsauswahl unterst tzt Auswahl eines Simulationswerkzeuges Der Auswahl eines fiir die Aufgabenstellung geeigneten Simulationswerk zeuges kommt eine besondere Bedeutung zu da kaum eine M glichkeit besteht diese Entscheidung im Verlauf eines Projektes zu revidieren Ins besondere beim Kauf eines Simulationswerkzeuges wird eine zumindest mittelfristige Bindung eingegangen Gerade hier ist daher die sorgf ltige Anwendung einer objektiven Bewertungsmethodik zu empfehlen Abschn 2 5 2 und 3 3 Diese Auswahl kann ggf gemeinsam mit dem beauftragten Dienstleister auch nach dem Start der Simulationsstudie durchgef hrt werden Allerdings kann die Formulierung der Anforderungen an das Si mulationswerkzeug die Auswahl eines Dienstleisters beeinflussen da Dienstleister im Allgemeinen mit einem Simulationswerkzeug oder einer geringen Anzahl an Simulationswerkzeugen arbeiten Das Vorgehen bei der Werkzeugauswahl wird durch die im Anhang beigef gte Checkliste C4b Werkzeugauswahl unterst tzt 2 2 Konsequente Dokumentation Das zweite grundlegende Qualit tskriterium verlangt die konsequente Do kume
254. s kann passieren dass eine Probleml sung nicht mehr oder nur unzureichend m glich ist Das bedeutet aber nicht notwendigerweise dass abstrakte Modelle prinzipiell schlechter sind als detaillierte Bei der Findung des f r die Aufgabenstellung angemessenen Detaillierungsgrades geht es immer um einen Kompromiss zwischen Modellierungsaufwand und Ergebnisgenauigkeit f r ein spezifisches Problem Tendenziell werden in der Praxis Modelle mit zu vielen Details entwickelt da oftmals die Be f rchtung vorherrscht Entscheidendes zu vergessen An dieser Stelle wird oft bersehen dass das Modell nicht in allen Komponenten den gleichen Detaillierungsgrad besitzen muss Es gibt praktisch immer Systemkompo nenten die f r die Probleml sung ohne einen Verlust von Genauigkeit am Gesamtergebnis gr ber modelliert werden k nnen Im Folgenden werden kurz die Auswirkungen des festgelegten Detaillie rungsgrades diskutiert Angenommen wird dass der Auftragnehmer bei der Entwicklung des Simulationsmodells den Top Down Ansatz benutzt Er beginnt z B die Modellierung auf Werkebene w hlt f r das System verhalten wichtige Produktionsbereiche aus und beschreibt diese genauer d h zerlegt sie in ihre Komponenten wie Transportsysteme und Produkti onsinseln Bei Bedarf k nnen die Produktionsinseln wiederum in ihre Ma 4 4 Phasen der Modellbildung 129 schinen und Werker aufgel st werden und so weiter Von entscheidender Bedeutung f r die Qualit t des zu
255. schreitung oder sinnvoll begrenzte Dia logelemente wie Schieberegler Tippschalter usw Letzteres ist insbeson dere dann empfehlenswert wenn eine Nutzung des Modells durch Dritte beispielsweise in Form von Runtime Versionen bzw ber Intranet oder Internet erfolgen soll Je komplexer die Modelle sind umso h her ist der Aufwand f r die Er mittlung von g ltigen Parameterkombinationen d h Kombinationen bei denen keine Randbedingungen oder Annahmen verletzt werden Dies er fordert immer auch eine hinreichende gro e Anzahl von V amp V Tests Trotzdem wird methodisch bedingt ein Restrisiko verbleiben Die m g lichen Parameter nderungen sollten deshalb dokumentiert werden Unabh ngig von der Art und Weise der Definition und Absicherung von Wertebereichen ist nicht zuletzt aus Gr nden der Plausibilit t darauf zu achten mit branchen blichen Einheiten zu arbeiten Hier besteht auch ein Bezug zur praktischen Eignung des Simulationswerkzeuges f r die abzu bildenden Prozesse Erfolgen Leistungsvorgaben z B ausschlie lich als Bearbeitungszeiten so kann ein damit erstelltes Materialflussmodell nicht immer plausibel im Hochleistungsbereich z B Montage oder Verpa ckungsautomaten eingesetzt werden Leistungen beispielweise von 2000 St ck min m ssten als Bearbeitungszeit von 0 03 s eingetragen werden eine Maschine mit 10 Mehrleistung w re nur in der dritten Kommastelle im Beispiel 0 027 s unterscheidbar Ebens
256. se festzuhalten Checkliste C7b Datenaufbereitung Dokumentstruktur DA Aufbereitete Daten und Abschn 4 3 Konzeptmodell Die Dokumentation des Konzeptmodells ergibt sich aus der Weiterent wicklung der in der Aufgabenspezifikation formulierten Systembeschrei bungen Die Strukturen des Modells und der Teilmodelle werden erl utert und vorzugsweise graphisch dargestellt z B Flussdiagramme Netzpl ne Prozesskettenmodelle Material und Informationsfl sse des Systems werden ebenso beschrieben wie die zu verwendenden Eingabe und die geplanten Ausgabe und Ergebnisgr en des Modells Hier wird au erdem die Vorgehensweise zur Modellerstellung z B Top down begr ndet Checkliste CSa Systemanalyse Dokumentstruktur D3 Konzeptmodell so wie Abschn 4 4 2 Formales Modell Das formale Modell ist ein Dokument das eine genaue aber weiterhin systemunabh ngige Beschreibung des zu erstellenden Simulationsmodells enth lt Dieses Dokument schreibt die Inhalte des Konzeptmodells fort In der Regel wird jedoch kein vollst ndig formales Modell erstellt Vielmehr 2 2 Konsequente Dokumentation 29 werden nur die Aspekte des Konzeptmodells in konkrete Algorithmen und Datenstrukturen formalisiert die nicht direkt und eindeutig in ein ausf hr bares Modell umgesetzt werden k nnen Beispielsweise sind bei der Ver wendung eines Simulationswerkzeuges mit vordefinierten Simulationsbau steinen nicht die Funktionalit ten der zu verwendenden Baus
257. sein d h dass die Projektpartner die Aufgaben eines Kick off Meetings z B schon bei einem ersten Treffen zur Angebotseinholung erf llen 4 1 Kick off Meeting 113 2 Ein wichtiger Grund f r einen gegen ber der Auftragsvergabe deut lich sp teren Termin liegt vor wenn die Besichtigung der zu simulie renden Anlagen und Ausr stungen notwendig ist aber die abzubil denden Ressourcen des Systems grunds tzlich oder in einem repr sentativen Betriebszustand erst zu einem sp teren Zeitpunkt zur Besichtigung zur Verf gung stehen oder freigegeben werden Ein weiterer Grund ist beispielsweise gegeben wenn Vorarbeiten durch den Auftraggeber z B Datenbeschaffung oder den Auftragnehmer z B Plausibilit tspr fung von Daten notwendig sind um das Kick off Meeting f r ausstehende Entscheidungen nutzen zu k nnen Kein Zeichen f r eine qualit tskonforme Projektabwicklung aber auch nicht un blich ist die Situation dass das Projektteam in seiner Ge samtheit nicht zu einem fr heren Termin f r eine Besprechung ver f gbar ist z B in der Urlaubszeit Die Ortswahl ist in Abh ngigkeit davon zu treffen wo bezogen auf die konkrete Simulationsstudie die besten Voraussetzungen bestehen die im vorangegangenen Abschnitt aufgef hrten Ziele zu erreichen Dabei ist grunds tzlich ber vier Varianten zu entscheiden 1 Anzustreben ist die Durchf hrung des Kick off Meetings beim Auf traggeber Im Sinne der Qualit tssicherung ist
258. sen sowohl Auftraggebern als auch Auftragnehmern branchen bergreifend und projektbegleitend als Nachschlagewerk dienen Aus diesem Grund ist auf zus tzliche aus fachinhaltlicher oder unternehmensspezifischer Sicht ggf notwendige Qualit tsdetails verzichtet worden Die Hinweise sollen dazu dienen ein Simulationsprojekt systematisch und qualitativ hochwertig durchf hrbar zu machen und die mit der Simulation verbundene Komplexit t der Methodennutzung handhabbar zu gestalten Aus Sicht der Autoren sind auch heute schon die Erstellung und die Nutzung gro er Simulationsmodelle vor allem aber ein verteiltes dezentrales Modellieren wie es immer h ufiger praktiziert wird nur mit einem klaren Projekt und Qualit tsmanagement m glich Insbesondere weil Qualit t stets auch ein subjektives Thema bleiben wird und viel Spielraum zur freien Interpretation l sst wird von dem vorgeschlagenen systematischen Vorgehen bei der Beauftragung und Durchf hrung einer Simulationsstudie ein hoher Nutzwert erwartet Literatur ASIM 1997 Leitfaden f r Simulationsbenutzer in Produktion und Logistik Ar beitsgemeinschaft Simulation in der Gesellschaft f r Informatik Mitteilungen aus den Fachgruppen Heft 58 Balci O 1989 How to assess the acceptability and credibility of simulation re sults In MacNair EA Musselman KJ Heidelberger P Hrsg Proceedings of the 1989 Winter Simulation Conference Washington USA IEEE Piscata way S 62 71 Ba
259. sg Beitr ge zu einer Theorie der Logistik Springer Wenzel S Jessen U Bernhard J 2003 A Taxonomy of Visualization Techniques for Simulation in Production and Logistics In Chick S Sanchez PJ Ferrin D Morrice DJ Hrsg Proceedings of the 2003 Winter Simulation Conference S 729 736 Wenzel S Jessen U Bernhard J 2005 Classification and conventions structure the handling of models within the Digital Factory Computers in Industry 56 4 S 334 346 Zangemeister C 2000 Nutzwertanalyse in der Systemtechnik eine Methodik zur multidimensionalen Bewertung und Auswahl von Projektalternativen Witte mann Miinchen Anhang A1 Dokumentstrukturen Die in Abschnitt 2 2 erl uterten Dokumente f r die Phasenergebnisse einer Simulationsstudie sind auf den folgenden Seiten in Form von Dokument strukturen zusammenfassend dargestellt Rabe et al 2008 Die Reihenfol ge der Darstellung orientiert sich an dem diesem Buch zugrundeliegenden Simulationsvorgehensmodell Abb 1 Zielbeschreibung Aufgabenspezifikation Konzeptmodell Formales Modell Ausf hrbares Modell Simulationsergebnisse Rohdaten Aufbereitete Daten Die Dokumentstrukturen Rohdaten und Aufbereitete Daten werden zum Schluss aufgef hrt da sie zeitlich parallel zur eigentlichen Modellbil dung entstehen und es somit keine eindeutige zeitliche Zuordnung dieser Dokumente zur Modellbildung gibt 178 Anhang Al Dokumentstrukturen Dokument Zielbeschreibung Ausgangs
260. sichtlich Anzahl und ungef hrer Zeitpunkte festzulegen W hrend im Angebot allerdings nur die Arbeitspakete und der grunds tzliche Projektverlauf aufgef hrt werden k nnen ist f r die sp tere Projektabwicklung keine starr sequen tielle sondern eine iterative Abwicklung der Arbeitspakete vorzusehen Die Arbeitspakete AP 5 und AP 6 in Tabelle 2 beziehen sich inhaltlich auf alle durchzuf hrenden Arbeiten und liegen daher zeitlich parallel zu den brigen Arbeitspaketen Im Rahmen eines Angebotes variieren je nach Projektvolumen die Ar beitspakete in ihrem Umfang und der Detaillierung ihrer Beschreibung Die in Tabelle 2 aufgef hrten Arbeitspakete sind jedoch in den meisten F llen mehr oder weniger umfassend enthalten Ihre jeweiligen Inhalte sind im Angebot je nach Aufgabenstellung zu konkretisieren Die Ausf h rungen in diesem Buch erheben keinen Anspruch auf Vollst ndigkeit son dern sollen als Anregung f r die konkrete Ausarbeitung dienen Tabelle 2 Vorschlag einer Detaillierung des Projektumfangs nach Arbeitspaketen Arbeitspakete und Ziele Im Angebot je nach Aufgabenstellung zu konkretisieren AP 1 Herstellung der Information z B Aussagen zu notwen Technischen Klarheit digen technischen Daten wie Anlagen Schaffung der Voraussetzungen hin layout physische Systemkomponenten sichtlich Informationen und Daten f r und Leistungskennzahlen zu organisato Projektabwicklung und Konkretisie rischen Daten wie Ablauf und Steue
261. situation Gegebenheiten beim Auftraggeber Problemstellung Anwendungsziele und Untersuchungszweck Projektumfang Benennung und grobe Funktionsweise des zu betrachtenden Systems Zweck und wesentliche Ziele der Simulation Zu untersuchende Systemvarianten Erwartete Ergebnisaussagen Geplante Modellnutzung Randbedingungen Zeitpunkt e der Ergebnisbereitstellung Projektplan Budgetvorgaben Einbeziehung externer Partner Einbeziehung des Betriebsrates Erste Kriterien f r Abnahme Anforderungen an Modelldokumentation und Pr sentationen Hard und Softwarerestriktionen Anhang Al Dokumentstrukturen 179 Dokument Aufgabenspezifikation Zielbeschreibung und Aufgabenstellung _ Vervollstandigung und Aktualisierung der Inhalte aus der Zielbeschreibung Vorgaben zu Dokumentation und V amp V Beschreibung des zu untersuchenden Systems Beschreibung des Untersuchungsgegenstandes Beschreibung sonstiger relevanter Systemeigenschaften Anforderungen an den Detaillierungsgrad des Simulationsmodells Variierbarkeit von Parametern und Strukturen Beschreibung von zu untersuchenden Systemvarianten Notwendige Informationen und Daten Benennung der notwendigen Informationen und Daten und ihrer Verwendung Informations und Datenquellen sowie Verantwortlichkeiten f r die Informations und Datenbeschaffung Anforderungen an Datenqualit t und Granularit t Umfang Aktualit t und ggf notwendige Aktualisierungszyklen der Daten Bene
262. sollen da sonst der Aufwand nicht in einem praktikablen Verh ltnis zum Nutzen steht Gleichzeitig m chten die Auto ren darauf hinweisen dass dieses Kapitel nicht das grunds tzliche metho dische Vorgehen das in unterschiedlichen Simulationsfachb chern 110 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie Banks 1998 Law u Kelton 2000 Robinson 2004 umfassend beschrieben wird noch einmal darstellt Vielmehr sollen die aus Sicht der Autoren wichtigen Aspekte f r eine qualit tskonforme Projektdurchf hrung erl u tert werden 4 1 Kick off Meeting Mit dem Kick off Meeting beginnt die eigentliche Simulationsstudie W hrend in der Angebotsphase die Beschreibung der Ziele Aufgaben und Rahmenbedingungen noch auf einer eher geringen Detaillierungsstufe stattfinden kann ist im Kick off Meeting eine Konkretisierung der Aufga ben in kontrollierbare Arbeitsschritte vorzunehmen und die daraus resultie rende Arbeitsteilung zwischen Auftragnehmer und Auftraggeber abzukl ren Demzufolge erfolgt mit dem Kick off Meeting der bergang von der Managementebene auf die operative Ebene in der Projektzusammenarbeit Die Bedeutung der qualit tsrelevante Inhalt und der daraus resultieren de Aufwand eines Kick off Meetings werden von der Projektgr e be stimmt Beachtenswert ist dass die Bedeutung eines Kick off Meetings umso gr er ist je k rzer die Projektlaufzeit ist da in diesem Fall insge samt weniger Projektgespr che stattf
263. ssagen und Pr sentationsform abstimmen L sungsweg Projektverlauf skizzieren und abstimmen Ergebnis und Modellnutzung auch nach Projektende diskutieren und abstimmen Aufgabenverteilung und Einbeziehung externer Partner kl ren Informationspflicht in Bezug auf Dritte z B Betriebsrat kl ren Dokumentnummer nderungsvermerke Abnahme Zeichen Version Q H Zeichen Projektpartner Relevanz Dokument Bearbeiter Dokumentnummer nen Priorit t Deadline nderungsvermerke Anhang A2 Checklisten 191 Checkliste Phase C2 Erstes Gespr ch Aktivit t Verpflichtungen zur Geheimhaltung abstimmen zeitliche Restriktionen in der Projektabwicklung abstimmen und festlegen Budgetvorgaben kl ren und festlegen he Modell und Projektabnahmekriterien festlegen Form und Umfang der Dokumentation und bergabe der Ergebnisse abstimmen Hard und Softwarerestriktionen pr fen und festlegen Zeichen Zeichen Projekt Auftrag Verantwortung erg nzende Unterlagen Anmerkungen Abnahme 192 Anhang A2 Checklisten Projektpartner Checkliste Phase C3 Angebotserstellung Aktivit t erg nzende Unterlagen Deadline Anmerkungen Relevanz Dokument Bearbeiter Priorit t Organisatorisches Adressdaten des Angebotsempf ngers pr fen unternehmensinterne Verfahrensweisen zur Angebotserstellung einhalten Kundenw nsche z gebotsumfang und in halt sowie Stich
264. st out oder LIFO Last in First Out oder sie k nnen die Abfertigung mit Priorit tsattributen der gespeicherten Objekte steuern Das ist auf den ersten Blick komfortabel kann sich aber bei gr Beren Modellen und individuellen Steuerungsstrategien schnell zur Wart barkeitsfalle entwickeln Sobald die globale Ablaufsteuerung umgestellt wird evtl sogar verschiedene Regeln an unterschiedlichen Modulen imp lementiert werden m ssen ist eine Steuerung die durch Regeln in einer Vielzahl an Teilmodulen implementiert wird nur mit erheblichem Auf wand anzupassen Die Qualit t des Modells kann deutlich erh ht werden wenn die individuell zu implementierende Steuerung vom physikalischen Modell d h von den sichtbaren Modellkomponenten getrennt wird In den Modellkomponenten verbleibt eine allgemeine einfache Steuerregel die ihre Daten ber eine Schnittstelle von der globalen Steuerungskompo nente erh lt Die Modellkomponente kommuniziert die Fertigstellung ei nes Auftrags zur globalen Steuerung Durch diesen Ansatz kann die globa le Steuerung ausgetauscht werden ohne die Steuerregeln der Modellkom ponenten zu ber hren Der Ansatz der Trennung von Steuerung und physikalischem Modell f hrt zu bersichtlichen und verst ndlichen Modellen und ist bei einigen Einsatzf llen f r Simulationsmodelle zwingend Sobald das Simulations modell als Umweltemulation f r einen bereits existierenden oder zu entwi ckelnden Hardware oder Softwa
265. st und ob die Ergebnisse der unmittelbar vorhergehenden Phase formal ber cksichtigt sind Wegen der subjekti ven Anteile die sich in jeder Modellierungsphase finden kann daraus aber nicht auf die G ltigkeit des Modells in Bezug auf alle vorhergehenden Phasenergebnisse geschlossen werden auch wenn diese jeweils sorgf ltig verifiziert und validiert worden sind Daher muss jeweils eine Validierung eines Phasenergebnisses in Bezug auf alle vorherigen Phasenergebnisse durchgef hrt werden Beispielsweise ist das ausf hrbare Modell nicht nur im Zusammenhang mit dem formalen Modell als Beschreibung des aus f hrbaren Modells zu untersuchen sondern auch im Zusammenhang mit dem Konzeptmodell der Aufgabenspezifikation und ggf sogar mit der ur spr nglichen Zielbeschreibung Abb 2 veranschaulicht diesen Zusammen hang Aktivit ten die in einer bestimmten Phase mit Bezug auf das Ergeb nis einer anderen Phase durchgef hrt werden fassen Rabe et al 2008 unter dem Begriff V amp V Element zusammen Jedes K stchen in Abb 2 entspricht also einem V amp V Element Da die detaillierte Erl uterung des V amp V Vorgehensmodells den Rahmen dieses Buches sprengen w rde sei auf die ausf hrliche Darstellung a a O Kap 6 verwiesen 2 3 Durchg ngige Verifikation und Validierung 35 6 Simulationsergebnisse 6 6 5 Ausf hrbares Model J 7 5 5 6 5 4 Formales Modell d f
266. stems in einem ablauff hi gen Rechner Modell zum Ziel hat um mittels systematischer Parameter variation zu Erkenntnissen zu gelangen die auf die Wirklichkeit bertra gen werden k nnen VDI 3633 2008 Ihre Vorteile im Vergleich zu analytischen Methoden liegen insbesondere in der Modellierung der sys temspezifischen dynamischen Abh ngigkeiten und Wechselwirkungen ber die Zeit und in der Ber cksichtigung stochastischer zuf lliger Aspek te bei der Abbildung des Systemverhaltens Im Rahmen dieses Buches wird der Fokus auf die ereignisdiskrete Simu lation auch Next Event Simulation oder Discrete Event Simulation DES gelegt die sich heute in fast allen Produktions und Logistikbereichen zur Planung Bewertung Verbesserung und Steuerung von Systemen und Pro zessen etabliert und bew hrt hat Ihr Nutzen und ihre Vorteile m ssen da her an dieser Stelle nicht diskutiert werden sie k nnen in der einschl gi gen Literatur z B Bayer et al 2003 Law u Kelton 2000 Rabe u Hellingrath 2001 VDI 3633 2008 nachgelesen werden Unter Produktion und Logistik werden Fertigungs Montage und Pro duktionseinrichtungen einschlie lich ihrer Prozesse sowie alle Aufgaben der Beschaffungs Produktions und Distributionslogistik verstanden Die Logistik bezieht sich dabei sowohl auf produzierende Unternehmen als auch auf nicht produzierende Betriebe wie Handelsunternehmen Flugh fen und Krankenh user Die Abbildungstiefe reicht von der
267. sten Simulationsstudie gewechselt werden kann ist die Werk zeugwahl aufgrund der durchgef hrten Investition f r die Software sowie f r die Ausbildung von Mitarbeitern nur schwer zu revidieren Der Auf traggeber muss also in der Lage sein die vorliegenden Angebote hinsicht lich der Eignung f r eine aktuell vorliegende Aufgabenstellung sowie im Falle der Werkzeugauswahl hinsichtlich einer langfristigen Nutzung mit gegebenenfalls variierenden Anforderungen m glichst objektiv zu bewer ten Die Bewertung und Auswahl von Dienstleistungsangeboten und Simula tionswerkzeugen kann einen ma geblichen Einfluss auf die Qualit t einer Simulationsstudie haben Die damit verbundenen Entscheidungen sind insbesondere dann kritisch wenn im eigenen Unternehmen keine Kennt nisse ber Simulation in Produktion und Logistik existieren In den nach folgenden Abschnitten wird die von den Autoren dieses Buches empfohle ne Vorgehensweise zur Durchf hrung einer methodischen und weitestgehend objektiven Bewertung und Auswahl von Angeboten und Simulationswerkzeugen anhand eines verallgemeinerten fiktiven Beispiels unter Verwendung der in Abschnitt 2 5 2 vorgestellten Verfahren demonst riert Die Vorgehensweise zur methodischen Bewertung und Auswahl von Angeboten und Werkzeugen ist zusammengefasst in den Checklisten C4a Angebotsauswahl und C4b Werkzeugauswahl dieses Buches enthalten 3 3 1 Grunds tzliche Vorgehensweise Bereits vor der Entscheidung
268. stlegung der zu verwendenden modellgest tzten Analysemethode 3 Angebotsumfang Ausformulierung der inhaltlichen Vorgehensweise mit den geplanten einzelnen Projektphasen bzw Arbeitspaketen Ab schn 3 2 2 4 Angebotsabgrenzung Beschreibung der Leistungen die nicht im An gebotsumfang enthalten sind wie z B manuelle Datenerhebungen vor Ort Datenanalysen aufgrund inkonsistenter oder unvollst ndiger Daten Wartung und Service sowie Schulung 5 Projektmanagement Angaben zum Projektteam mit verbindlicher Festlegung der Projektpartner mit ihren Aufgaben sowie Angaben zu Projektsitzungen mit Bezug auf die unter 3 genannten Arbeitspake te Die Einbeziehung externer Partner und die Zuordnung zu den von ihnen abzuwickelnden Arbeitspaketen sind hier oder ggf bereits unter Punkt 3 aufzuf hren Die hierzu notwendigen vertraglichen Vereinba 80 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase rungen werden jedoch meistens in einem separaten Dokument gere gelt 6 Hardware und Softwareumgebung Angaben zu notwendiger Hard und Software z B Vereinbarung ber das verwendete Simulations werkzeug und die Softwareversion 7 Termine und Kosten Aufwandskalkulation pro Arbeitspaket Start termin und Bearbeitungsdauer sowie Verg tung Reisekosten und ggf Lizenzkosten 8 Rechtliche Angebotsgrundlagen Vorgehensweise bei nderungen im Leistungsumfang Abschn 2 2 1 sowie Zahlungsbedingungen Erf l lungsort Bindefrist des
269. sultierende Missverst nd nisse zu vermeiden ist die Betonung wesentlicher im Verlaufe des Pro jektes vereinbarter nderungen der Zielstellung der Eingangsdaten des Vorgehens usw sehr wichtig Die Detaillierung aller Darstellungen muss sowohl dem Zeitrahmen der Pr sentation als auch dem Personenkreis angemessen sein Umfangreiche fachspezifische Aussagen zur Methode und zum Werkzeug Simulation sind nur dann sinnvoll wenn sie f r das Verst ndnis der Ergebnisse unver zichtbar sind In geeigneter Weise k nnen erg nzende Informationen z B f r die Diskussion vorbereitete zus tzliche Folien bereit gehalten werden Die Visualisierung des Simulationsmodells unterst tzt die Pr sentation effektiv Dabei ist jedoch konsequent darauf zu achten dass jede Form der Visualisierung nur die best tigten Ergebnisse betonen soll und keine dar ber hinausgehenden unsicheren Interpretationen assoziieren darf Die Pr sentation kann im Allgemeinen durch einen Ausblick auf m gli che weiterf hrende Aufgaben abgerundet werden Die Kernaussagen der Abschlusspr sentation sind den Teilnehmern als Tischvorlage zur Verf gung zu stellen Auch hier ist zu empfehlen die Aussagen und die Terminologie vorher mit dem Auftraggeber abzustim men 4 7 Projektabnahme Am Ende des Projektes ist die Projektabnahme gem der in der Aufga benspezifikation formulierten Akzeptanzkriterien Abschn 4 2 3 vorzu nehmen Checkliste C9b Projektabnahm
270. t Ein weiteres Problem ist die Referenzeinstellung die f r die Faktoren verwendet wird w hrend ein Faktor betrachtet wird Ist diese Referenzeinstellung schlecht gew hlt bleiben Effekte auf die Ergebnisse unsichtbar oder werden bertrieben Besser ist daher Methoden aus der statistischen Versuchsplanung zu verwenden Dabei ist allerdings zu beachten dass die Anzahl der betrach teten Faktoren nicht zu gro werden darf Die Effekte von mehreren Dut zend Faktoren einschlie lich deren Interaktionen k nnen nicht mit weni gen Simulationsl ufen ermittelt werden Solche Versuchspl ne k nnen zwar prinzipiell erstellt werden Sie sind aber so stark ausged nnt dass die statistische Qualit t sehr gering sein wird Bei gro en Modellen bzw vielen potentiellen Faktoren ist es sinnvoll zuerst mit geeigneten Methoden eine Faktorenauswahl Factor Screening durchzuf hren um die Menge der relevanten Faktoren einzugrenzen und anschlie end Versuchspl ne f r diese geringere Anzahl von Faktoren zu erstellen Bei der Erzeugung von Versuchspl nen VDI 3633 Blatt 3 1997 muss sich der Simulationsanwender bewusst sein dass bei der Berechnung der Versuchspl ne Annahmen ber das System bzw ber ein bestimmtes Sys temverhalten gemacht werden H ufig wird von einem linearen Zusam menhang zwischen Faktorwert und Ergebnis ausgegangen d h wenn der Faktorwert linear ansteigt steigt oder f llt das Messergebnis ebenso linear Beispielsweise gil
271. t die Simulati onsw rdigkeit einer Problemstellung u a nach den Gesichtspunkten Kos ten Nutzen Komplexit t der Aufgabenstellung Unsicherheiten bez glich der Daten und ihres Einflusses auf die Ergebnisgr en Fehlen anderer aufwandsad quater Methoden zur L sungsfindung Sicherheitsbed rfnis bei unscharfen Vorgaben und Beweisnot sowie die Notwendigkeit der Mehrfachverwendung des erstellten Modells Schulze 1988 erg nzt dar ber hinaus die Fragen ob und wenn ja welche Risiken beim Verzicht auf die Simulation entstehen k nnen inwieweit der zeitliche Rahmen eines Projektes die Durchf hrung einer Simulation zul sst ob die Datenbasis hinreichend f r eine Simulationsstudie ist und welche Abbildungsgenauig keit n tig ist um ausreichend sichere Ergebnisse zu erhalten Robinson 2004 S 8 10 erg nzt die Vorteile der Simulation im Vergleich zum Ex perimentieren mit dem realen System sowie im Vergleich zu anderen Ana lyseverfahren um die Aspekte aus Sicht des Managements F rderung der Kreativit t Schaffung von Wissen und Nachvollziehbarkeit Visualisie rung und Kommunikation Bildung von Konsens F r weitere ausf hrli che Diskussionen sei auch auf Liebl 1995 S 195 ff verwiesen der den Begriff der Ad quanz von Simulationsmodellen einf hrt Basierend auf den Darstellungen in der Literatur wird im Folgenden ei ne m gliche Definition des Begriffs Simulationsw rdigkeit die auch Grundlage dieses Buches ist geg
272. t in diesem Zusammenhang eine sogenannte Simulationsqualit tstri 4 1 Einf hrung logie simulation quality trilogy bestehend aus der inhaltlichen Quali t t der Prozessqualit t und der Ergebnisqualit t in Bezug auf den Kontext in dem sie verwendet werden sollen Die Qualit t von Simulationsprojekten wird damit bestimmt durch die Sorgfalt und Systematik der Projektvorbereitung und durchf hrung bei gleichzeitiger Einbeziehung des Projektpartners und Ber cksichtigung sei ner speziellen Anforderungen im Hinblick auf Projektdurchf hrung und Ergebniserwartung F r die Durchf hrung von Simulationsprojekten in Produktion und Logistik gelten daher aus Sicht der Autoren dieses Buches die folgenden f nf grundlegenden Qualit tskriterien die ggf unterneh mensindividuell erg nzt oder auch detailliert werden k nnen 1 Sorgfaltige Projektvorbereitung 2 Konsequente Dokumentation 3 Durchg ngige Verifikation und Validierung 4 Kontinuierliche Integration des Auftraggebers 5 Systematische Projektdurchf hrung Das vorliegende Buch stellt sich dem obigen Qualit tsanspruch f r die Durchf hrung von Simulationsprojekten und begleitet die beteiligten Ak teure mit Methoden und Checklisten von der Projektdefinition bis zur Nachnutzung der Ergebnisse nach Ende eines Simulationsprojektes Fra gen zur Simulationsw rdigkeit zum geeigneten Detaillierungsgrad eines Modells und zur statistischen Sicherheit werden in diesem Buch ebenso
273. t nach dem Gesetz von Little dass die L nge der Durch laufzeit direkt proportional zur Menge des Bestandes Kleinrock 1975 146 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie Dieser lineare Zusammenhang muss aber nicht f r alle Faktoren im be trachteten Simulationsmodell zutreffen Es ist z B durchaus m glich dass beim Anstieg eines Faktors das Ergebnis erst steigt und dann wieder f llt also deutlich erkennbar nicht linear ist Eine solche Form der Abh ngigkeit findet man beispielsweise zwischen der Auslastung einer Batchmaschine Maschine die Gruppen von Auftr gen bearbeitet und der Wartezeit der Auftr ge Bei sehr kleiner Auslastung ist die Wartezeit lang da die Batch bildungszeit lange dauert Mit steigender Auslastung sinkt die Wartezeit F r hohe Auslastungen steigt die Wartzeit dann wieder an In einem sol chen Fall f hrt ein Versuchsplan der auf der Annahme eines linearen Mo dells beruht zu falschen Schlussfolgerungen Dies bedeutet dass die Me thoden zur statistischen Versuchsplanung nicht ad hoc angewendet werden k nnen sondern dass zuvor eine eingehende Analyse des Simulationsmo dells erfolgen muss um ein hohes Ma an Qualit t zu gew hrleisten Die Zusammenh nge zwischen Faktoren und Ergebnissen m ssen vor dem Einsatz der Planungsmethoden ermittelt werden und in die Auswahl des Planungsansatzes einflie en Au erdem ist empfehlenswert an Hand der nach der Durchf hrung des Versuchsplans ermittelt
274. t unber cksichtigt Aus diesem Grund bezieht sich die Bestimmung der relevanten Bewer tungskriterien nur auf die tolerierten Forderungen In der Literatur sind verschiedene Verfahren zur Bestimmung der rele vanten Bewertungskriterien bekannt Gerhard 1998 Ein geeignetes Ver 54 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte fahren die Gewichtete Rangreihe mit Grenzwertklausel wird hier exem plarisch kurz vorgestellt Dieses Verfahren bedarf unter Verwendung eines entsprechenden Formulars nur eines geringen Aufwandes und ist einfach zu erlernen Abb 8 Die gewichtete Rangreihe erlaubt schnell und nachvollziehbar die Re levanz einzelner Kriterien f r eine vorliegende Aufgabenstellung zu ermit teln Weniger relevante Kriterien sind sofort zu erkennen Dabei kann die Relevanzgrenze vom Anwender frei ber einen definierbaren Grenzwert Lier eingestellt werden Die Bestimmung der Relevanz der einzelnen Krite rien erfolgt ber den paarweisen Vergleich aller Kriterien Der Anwender dieses Verfahrens entscheidet hierbei unter Ber cksichtigung der Aufga benstellung f r die geplante Simulationsstudie f r jedes Kriterium separat ob dieses relevanter gleich relevant oder weniger relevant als jedes andere Kriterium ist Der Vorgang des paarweisen Vergleiches muss von einer Person oder besser einem Team durchgef hrt werden die bzw das sp ter entweder mit dem Dienstleister zusammenarbeiten wird bzw direkt mit der Simulation
275. t wesentli che Abnahmekriterien vorgegeben da hier beispielsweise die Aufgaben zur Modellerstellung und die Anforderungen an das Modell hinsichtlich Systemgrenzen und Detaillierungsgrad definiert sind Wichtig ist jedoch die explizite Festlegung und gemeinsame Abstimmung von m glichst messbaren und quantifizierbaren Abnahmekriterien die aus verschiedenen Kategorien stammen k nnen e Technische Anforderungen beziehen sich auf die Leistungsf higkeit des zu verwendenden Werkzeug und des implementierten Simulationsmo dells z B die Einhaltung von Laufzeit und Speicherplatzvorgaben e Funktionale Produktanforderungen beziehen sich auf die Funktionalit t des Simulationsmodells z B auf intuitive Interaktionsm glichkeiten mit dem Modell eingeschr nkte Parametrisierbarkeit oder umfassende Statistikvisualisierung e Ergebnisanforderungen beziehen sich auf die inhaltlichen Ergebnisse der Simulation z B die Erreichung der erwarteten Systemleistung oder des geforderten Durchsatzes e Anforderungen an die Nutzbarkeit der Ergebnisse beziehen sich auf die sp tere Umsetzbarkeit der Ergebnisse und ihre Nutzung im Unterneh men e Anforderungen an die Erreichung der Projektziele beziehen sich auf die Vollst ndigkeit der Umsetzung des gesamten Projektes e Projektmanagementanforderungen umfassen Anforderungen die den Projektverlauf und die Fertigstellung von Ergebnissen bestimmen z B Einhaltung von Meilensteinen oder Endterminen f r die F
276. t zu Missverst nd nissen zwischen Auftragnehmer und geber die im sp teren Projektverlauf nur mit gro em Aufwand behoben werden k nnen Simulationsexperten sind meist branchen bergreifend t tig Daher kommt es nicht selten dazu dass Definitionen und Annahmen in unzul ssiger Weise von einer Branche in die andere bernommen werden Davon sind dann h ufig ganz allge meine Begriffe wie z B ein Los betroffen die auf den ersten Blick nicht erkl rungsbed rftig erscheinen Jedoch kann z B ein Los in einem Betrieb eine Palette einschlie lich der darauf befindlichen Produkte bedeu ten w hrend in einem anderen Betrieb die Produkte auf der Palette jeweils einzelne Lose sind wobei die Palette ausdr cklich nicht zu den Losen ge h rt Da mit Losen in der Regel Produktionsdaten verbunden sind m ssen diese beiden Varianten auch unterschiedlich modelliert werden Auch sind immer wieder Verst ndnisschwierigkeiten zu erwarten wenn sich beim Auftraggeber Begriffe eingeb rgert haben die nicht der allgemein bran chen blichen Verwendung entsprechen Dies gilt h ufig auch f r englisch sprachige Begriffe Es ist daher zwingend notwendig in dieser Phase eng mit dem Auftraggeber zusammenzuarbeiten damit sich Irrt mer nicht von hier aus durch das gesamte Projekt fortpflanzen Grundlegende Fehler bei der Aufgabendefinition lassen sich sp ter nur schwer berichtigen 4 3 Datenbeschaffung und aufbereitung Die Qualit t der Eingangsdat
277. tag f r Abgabe beachten vorliegende Unterlagen Protokolle sowie Ergebnisse des ersten Gespr ches pr fen firmenpolitische Randbedingungen abw gen Fachinhaltliches allgemeine Aufgabenstellung Projektziele und Situation des Kunden beschreiben L sungsmethode n benennen Betrachtungsgegenstand und Untersuchungsziele formulieren Projektplan mit Arbeitspaketen aufstellen im Projekt zu erhebende Informationen auff hren Form und Umfang der Ergebnisdarstellung beschreiben Art der Ergebnispr sentation festlegen gew nschte Form der Ergebnisnutzung auf den zeitliche Einfl sse auf den Projektverlauf wie Workshoptermine ber cksichtigen Dokumentnummer nderungsvermerke Zeichen Version A B Zeichen Projektpartner Relevanz Dokument Bearbeiter Dokumentnummer a Deadline Anhang A2 Checklisten 193 Checkliste Phase C3 Angebotserstellung erg nzende Aktivit t Unterlagen Anmerkungen Kosten und Zeitrahmen festlegen Verantwortlichkeiten definieren Zusammenarbeit mit Dritten inhaltlich zeitlich und vertraglich regeln nicht angebotene Leistungen explizit ausklammern Geheimhaltungspflichten kl ren und vertraglich abstimmen Risiko der Durchf hrung absch tzen Machbarkeit pr fen Modell und Projektabnahmekriterien formulieren nderungsvermerke Abnahme Zeichen Zeichen 194 Anhang A2 Checklisten Projektpartner Checkliste Phase k C4a Angebotsauswah
278. teine zu formalisieren wohl aber ggf erforderliche Steuerungsstrategien zur logi schen Verkn pfung dieser Bausteine Checkliste C8b Modellformalisie rung Dokumentstruktur D4 Formales Modell und Abschn 4 4 3 Ausf hrbares Modell Die Dokumentation des ausf hrbaren Modells ber cksichtigt im Gegensatz zur Beschreibung des Konzeptmodells und des formalen Modells die spe zifischen Elemente und Nomenklaturen des einzusetzenden Simulations werkzeuges und beinhaltet soweit erforderlich die integrierte Doku mentation des Programmcodes Je nach verwendetem Simulationswerk zeug kann es sinnvoll sein z B globale Variablen und Attribute mit ihrer jeweiligen Funktion aufzulisten oder die Aufrufhierarchie von Prozeduren Funktionen und Methoden zu visualisieren Dokumentiert wird auch mit welchen Simulationsbausteinen das Modell umgesetzt wird Checkliste C8c Implementierung Dokumentstruktur D5 Ausf hrbares Modell und Abschn 4 4 4 Durch eine sorgf ltige Dokumentation wird die sp tere Nutzung eines ausf hrbaren Modells wesentlich erleichtert Bei der Modellierung hat der Simulationsexperte ein hohes Ma an Freiheit Jeder pflegt seinen eigenen Modellierungsstil durch den zwangsl ufig verschiedene Modellierungsan s tze f r ein und dasselbe Problem existieren k nnen Ohne ausreichende Dokumentation ist selbst f r Simulationsexperten oft nicht mehr nachvoll ziehbar warum einzelne Systemteile gerade in der vorliegenden Form a
279. ten Auf die Bewertung von Simulationsdienstleistungsangeboten und Simula tionswerkzeugen bertragen bedeutet dies dass die Formulierungen der Anforderungen die als Bewertungskriterien herangezogen werden min destens auf Basis der Simulationsaufgabe des zu analysierenden Prozesses bzw Systems der Pl ne hinsichtlich einer m glichen Nachnutzung der Modelle der Ist Situation sowie der Ziele des Unternehmens der verf gbaren technischen Ausstattung und der Kenntnisse und Bed rfnisse der mit der Simulationsstudie betrauten Mitarbeiter zu definieren sind Bei der Festlegung der Bewertungskriterien k nnen zus tzlich z B auch e bereits abgeschlossene hnliche Simulationsstudien ggf auch in ande ren Bereichen des eigenen Unternehmens e Richtlinien wie z B VDI 3633 2008 e wissenschaftliche Ver ffentlichungen e Diskussionen mit Kollegen ggf aus anderen Abteilungen des eigenen Unternehmens e Produktbeschreibungen von Simulationswerkzeugen 52 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte e oder auch Werbematerial anderer Unternehmen ggf Unternehmen des Wettbewerbs als Quellen herangezogen werden Um die so ermittelten Kriterien in ei nem Bewertungsverfahren f r die Auswahl eines Angebotes oder eines Simulationswerkzeuges verwenden zu k nnen ist es notwendig die Krite rien hinsichtlich ihrer Priorit t zu klassifizieren Hierbei sind zu unter scheiden e Ja Nein Forderungen
280. terien f r Simulationsprojekte zu testendes Modell im Betrieb zu beobachten und um zu untersuchen ob unerwartete Situationen oder Bewegungen auftreten Ein solcher Test wird stark von der Erfahrung des Beobachters abh ngen da dieser einerseits sinnvolle Situationen im Modellablauf gezielt ausw hlen muss und ande rerseits ber einen Blick f r Fehler verf gen sollte Daher empfiehlt sich auch V amp V Techniken mit einem berpr fbar objektiven Anteil z B statistische Techniken Historical Data Validation einzusetzen Der kor rekte Einsatz der Techniken hat hier besondere Bedeutung da bei einer unsystematischen oder unzul ssigen Anwendung solcher Tests eine tat s chlich nicht existente Objektivit t vorgegaukelt wird Rabe et al 2008 Kap 5 geben hierzu Hinweise und gruppieren V amp V Techniken nach ihrer Anwendbarkeit in unterschiedlichen Phasen der Si mulationsstudie Weitere Auflistungen von V amp V Techniken finden sich z B bei Balci 1994 Balci 1998 Berchtold et al 2002 sowie Sargent 2005 2 3 3 Durchgangige Anwendung von V amp V V amp V ist grunds tzlich als permanenter iterativer Pr fprozess durchzuf h ren der letztendlich in einer Abnahme des Modells durch den Auftragge ber m ndet Qualit t u ert sich in der durchg ngigen V amp V w hrend der gesamten Simulationsstudie Abb 1 Zun chst kann in jeder Phase einer Simulationsstudie verifiziert werden ob das Modell in sich konsistent i
281. terschiedliche Wege beschritten So kann beispiels weise bei Vorlage einer groben Zielvorgabe seitens des Auftraggebers Kunden bereits das erste Gespr ch mit dem potentiellen Projektpartner Auftragnehmer gesucht werden um gemeinsam die Zielbeschreibung zu konkretisieren Eine bliche Verfahrensweise vor allem bei Gro projek ten ist allerdings auch die Formulierung eines Lastenheftes oder sogar die Ausarbeitung eines vollst ndigen Pflichtenheftes VDI 3633 Blatt 2 70 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase 1997 Lasten und Pflichtenhefterstellung k nnen auch in Form einer um fassenden Ausschreibungsunterlage erfolgen die dem potentiellen Auf tragnehmer als Grundlage f r die Angebotserstellung dient Das erste ge meinsame Gespr ch reduziert sich in diesem Fall in der Regel auf die Beseitigung von Unklarheiten und die Kl rung offener Punkte Unabh ngig von der Verfahrensweise und unabh ngig von dem Inhalt und dem Konkretisierungsgrad der ersten Dokumente m ssen nach dem ersten Gespr ch und vor der Angebotserstellung alle Aspekte der Zielbe schreibung gekl rt sein Das erste gemeinsame Gespr ch stellt unter Ver wendung der m glicherweise schon erstellten Dokumente die Ausgangs basis dieser gemeinsamen Projektdefinition dar wobei je nach Erfahrung des Auftraggebers und Komplexit t des Projektes auch mehrere Gespr che vor dem eigentlichen Beginn der Studie notwendig sein k nnen Projekt vorbereitungssc
282. tion zu vertiefen Insbesondere kann dargestellt werden worin sich die Simulation von anderen L sungsmethoden unter scheidet Dies betrifft vor allem Aspekte der Modellabstraktion und der Statistik Aus einer ungenauen Aufgabenspezifikation ergeben sich Probleme f r das Projektcontrolling Ohne eindeutige Angaben zu Projektbeginn kann nicht bewertet werden ob w hrend des Projektes die benannten Ziele er reicht wurden oder nicht e Der sp tere Modellzweck muss klar definiert werden Wenn dies nicht erfolgt ist es nicht m glich eine zweckorientierte Modellentwicklung zu betreiben d h ein Modell zu entwickeln das tats chlich geeignet ist mit angemessenem Aufwand die Projektziele zu erreichen e Alle Projektaufgaben und deren Teilaufgaben m ssen benannt werden Dokumentstruktur Aufgabenspezifikation Dies gilt sowohl f r die T tigkeiten des Auftragnehmers als auch f r die Aufgaben die der Auf traggeber erledigen muss insbesondere die Beschaffung der Daten Nur wenn in dieser fr hen Projektphase klar beschrieben wird welcher Aufwand wann und wo entsteht ist ein erfolgreiches Projektmanage ment m glich e Zahlreiche Projektinhalte wie z B die Projektziele das zu untersu chende System und seine Grenzen sind berwiegend bekannt und m s sen lediglich konkretisiert abgestimmt und dokumentiert werden Die noch nicht bekannten Systemdetails m ssen in dieser Phase diskutiert werden da sie von entscheidender Bedeutun
283. tion zwischen dem Aufwand zur Anpassung des Simulations modells an die neuen Rahmenbedingungen dem Aufwand zur Erstellung eines neuen Modells sowie der Einsch tzung von Machbarkeit und Zweck m igkeit Abschn 5 2 6 Zusammenfassung Die Simulation kann heute als etablierte Analysemethode f r viele Bereiche der Wissenschaft und Industrie bezeichnet werden F r ihren erfolgreichen Einsatz in industriellen Projekten ist allerdings ein pro fessionelles d h ein strukturiertes systematisches und qualit tskon formes Vorgehen notwendig Diese Forderung mag jedoch gerade vor dem Hintergrund des immer wieder gew nschten kreativen Freiraums beim Modellieren und Experimentieren widerspr chlich erscheinen Das vorliegende Buch will diesem Konflikt vorbeugen und konsequent die Durchf hrung von Simulationsprojekten in Produktion und Logistik von der Projektdefinition bis zur eventuellen Nachnutzung der Modelle nach Projektende begleiten Dabei versuchen die Autoren ein st rkeres Qualit tsbewusstsein bei der Durchf hrung von Simulationsstudien in Produktion und Logistik zu schaffen und gleichzeitig eine praxisnahe Umsetzbarkeit der dazu erforderlichen Verfahren zu erreichen Ziel ist es Handlungsempfehlungen zu geben die als Orientierungshilfe dienen sollen Damit wird die Systematik des Vorgehens in der Projektab wicklung unterst tzt jedoch der f r den Einsatz der Methode Simulation notwendige Freiraum nicht aufgegeben Die Autor
284. tions und Angebotsphase Angebot 5 Dienstleister E Distributor eines Werkzeugherstellers daher Werkzeugbin dung g nstige Tarife Abrechnung nach Aufwand kalkulierter Aufwand erscheint berh ht speziell ausgebildeter Trainer f r Schulungen auch beim Auf traggeber verf gbar alle Elemente der Aufgabenstellung sowie W nsche ber ck sichtigt klar strukturierte Darstellung der Arbeitspakete der Studie Nennung von Alternativen f r die Ergebnisdarstellung sehr ordentliches Angebot kein graphischer Entwurf f r Bedienoberfl che des nach der Studie von der Muster AG einzusetzenden Simulationsmodells keine Sonderkonditionen bei Abschluss eines mehrj hrigen Supportvertrages nur englischsprachige Simulationsexperten verf gbar langj hrige Erfahrungen mit vielen verschiedenen Simulati onsprojekten Lizenzen und Know how von vier Simulationswerkzeugen Beginn der Studie unmittelbar nach Auftragsvergabe Projektlaufzeit mit ca 1 5 Monaten zzgl Datenbeschaffung veranschlagt Festpreis inklusive Schulung und 1 Jahr Support nur f r Mo dell 75 000 00 Schulung und Support f r eingesetztes Simulationswerkzeug nur ber Fremdvergabe m glich alle Elemente der Aufgabenstellung enthalten und alle Rand bedingungen ber cksichtigt geplante Vorgehensweise deutlich dargestellt Angebot sehr un bersichtlich enth lt zahlreiche Fehler wirkt unprofessionell verschiedene Alternativen f r die zu entwickelnde Bedien oberfl ch
285. tionser gebnisse mit vorliegenden Daten erfolgen um einen Beleg f r die reali t tsnahe Verhaltensweise des Simulationsmodells zu erhalten muss der Aufwand f r die Beschaffung und Aufbereitung dieser Daten bereits im Angebot Ber cksichtigung finden Wird ein solches Verfahren als Grund lage f r die Modellabnahme gew hlt sind die stochastischen Eigenschaf ten des Modells in die berlegungen einzubeziehen Bei der Abnahme der Gesamtergebnisse der Simulationsstudie im Sinne einer Projektabnahme Abschn 4 7 bewertet der Auftraggeber die Erf l lung der Projektziele Damit die Bewertung im gegenseitigen Einverneh men erfolgen kann ist es sinnvoll Kriterien der Projektabnahme soweit bereits bekannt im Angebot zu konkretisieren Auf diese Weise k nnen Missverst ndnisse vermieden und die Erreichung der Projektziele unter st tzt werden Typische Kriterien der Projektabnahme beziehen sich auf die Einhaltung von Terminen f r die Abgabe der Ergebnisse und die Voll st ndigkeit der im Angebotsumfang benannten Ergebnisse Des Weiteren werden aber auch Kriterien verwendet die sich auf die reale Umsetzung beziehen Besondere Sorgfalt bei der Definition der Abnahmekriterien ist erforderlich wenn der Auftraggeber f r die Abnahme der Ergebnisse einen 3 2 Das Angebot 85 Nachweis der Leistungssteigerung seiner Anlage durch die in der Studie vorgeschlagenen Ma nahmen verlangt Hier muss sehr genau definiert werden wie die Leistung de
286. tionsstudie involvierten Mitarbeitern der Muster AG zusammen arbeiten k nnen bzw ob Probleme zu erwar ten sind Preis bezeichnet die Pr fung und Bewertung der Angebote dahinge hend ob und in welchem Bereich der jeweils vom Dienstleister kalku lierte Preis f r die Durchf hrung der Simulationsstudie innerhalb des von der Muster AG veranschlagten Budgets liegt Preisgestaltung umfasst die Begutachtung der Angebote dahingehend ob die angesetzte Preiskalkulation im branchen blichen Rahmen liegt und ob die Simulationsstudie zu einem Festpreis oder gem Aufwand angeboten wird Weiterhin muss die Muster AG pr fen ob die resultie renden Gesamtkosten nachvollziehbar sind oder ob das Angebot nicht kalkulierbare Positionen birgt Schl ssigkeit der Arbeitspakete bedeutet ob das Angebot auf ein durch dachtes schl ssiges Projekt auf Seiten des Dienstleisters schlie en l sst und ob die geplante Arbeitsweise aus der Darstellung im Angebot nach vollziehbar wird Lieferantenstatus umfasst die Pr fungen ob ein anbietender Dienstleister bereits als Lieferant bei der Muster AG bekannt ist und welche bisherigen Erfahrungen mit diesem Lieferanten vorliegen Support f r Modell und Werkzeug umfasst die Bewertung der Angebote hinsichtlich der Supportleistungen nach Abschluss der Simulationsstu die Hier ist von der Muster AG zu bewerten ob und welche Anwender unterst tzung der Dienstleister neben dem erforderlichen Support f r das von ihm
287. tionsstudie ist muss der Auftraggeber in den Entscheidungsprozess ein bezogen werden 4 2 2 Sp tere Modellverwendung Die sp tere Modellverwendung wirkt sich erheblich auf den entstehenden Modellierungsaufwand aus Am deutlichsten wird der Unterschied wenn ein Simulationsmodell zur Berechnung von Lieferterminen als Komponen te eines Leitstandes mit einem dreidimensionalen vollst ndig animierten Modell zur Unterst tzung eines Anlagenverkaufs verglichen wird Im ers ten Fall muss das Modell m glichst exakte Informationen ber die Abl ufe liefern ohne dass das Simulationsmodell sichtbar wird w hrend im zwei ten Fall die visuelle Darstellung mindestens genauso wichtig ist wie die Erf llung von Spezifikationen Die Modellverwendung ergibt sich direkt aus der Zielbeschreibung Da die sp tere Modellverwendung in der Regel Auswirkungen auf Projekt aufwand und inhalte hat ist es sehr ung nstig wenn die Form der Mo dellverwendung zu Beginn der Simulationsstudie noch nicht festliegt und gemeinsam zwischen Auftragnehmer und Auftraggeber erarbeitet werden muss 118 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie 4 2 3 Festlegung der Abnahmekriterien In der Phase der Aufgabendefinition m ssen ebenfalls die Abnahmekrite rien oder auch Akzeptanzkriterien f r das Simulationsmodell und das Projekt festgeschrieben werden Abschn 3 2 3 Durch die inhaltlichen Ausarbeitungen zur Aufgabenspezifikation sind schon implizi
288. tionswerkzeugen ber Standardbibliotheken f r Si 5 7 Entscheidungshilfen bei ungeplanter Nachnutzung 163 mulationsbausteine realisiert Viele Simulationswerkzeuge unterst tzen erg nzend auch den Aufbau kundenspezifischer Bausteinbibliotheken In Erweiterung dieses Gedanken lassen sich f r h ufige Aufgabenstel lungen sogenannte Standardmodelle erstellen Mit der Komplexit t derar tiger Standardmodelle wachsen jedoch auch die Aufwendungen f r die Er stellung Validierung und Verifikation Dokumentation und Anpassung zum Teil berproportional zu den Einsparungen bei der Nachnutzung Betriebsbegleitende Simulation Diese Form der geplanten Nachnutzung stellt einerseits aufgrund der kla ren und von Anfang an erkennbaren Ziel und Aufgabenstellung eine kal kulierbare Nutzungsform dar aber andererseits durch die enge Verkn p fung mit dem realen Prozess direkt ber eine IT Anbindung oder indirekt ber die direkte Einflussnahme des Betriebsprozesses aufgrund von simu lationsbasierten Entscheidungen beispielsweise eines Disponenten hohe Anforderungen an die Modelllaufzeit und die Ergebnissicherheit Aus die sem Grund sind die erg nzenden Anforderungen einer betriebsbegleiten den Simulation bereits in der Definitions und Angebotsphase zu ber ck sichtigen Abschn 3 2 4 5 7 Entscheidungshilfen bei ungeplanter Nachnutzung Ursachen einer im eigentlichen Sinne zun chst nicht bekannten Mo dellnachnutzung k nnen sein
289. tpunkt nur auf die Benennung der Aufgabeninhalte auf Projektpartnerebene z B Welcher Partner leitet das Projekt Wer bernimmt die Datenerfassung Eine Konkretisierung der Aufgaben auf Mitarbeiterebene ist erst zu einem sp teren Zeitpunkt notwendig Dar ber hinaus ist zu kl ren ob alle Arbeitsin halte durch das sp tere Projektteam bewerkstelligt werden k nnen oder ob andere Fachabteilungen oder externe Partner einzubeziehen sind Abstimmung des Budgets Nur selten macht ein Auftraggeber klare Aussagen zum Budget das ihm zur Verf gung steht Haben aber Budgetvorgaben einen Einfluss auf die einzusetzende L sungsmethode und den L sungsweg muss dies themati siert werden Abstimmung rechtlicher Rahmenbedingungen Dieser Punkt umfasst alle f r die Projektabwicklung notwendigen rechtli chen Vereinbarungen wie Informationspflichten oder Geheimhaltungsver pflichtungen die insbesondere auch Bestandteil des Angebotes und des sp teren Vertrags werden m ssen 3 1 2 Ergebnisse des ersten gemeinsamen Gespr ches Die Ergebnisse des ersten gemeinsamen Gespr ches sind im Anschluss in Form eines Ergebnisprotokolls festzuhalten Dabei sind zu allen obigen Punkten m glichst pr zise die abgestimmten Gespr chsergebnisse darzu stellen Dar ber hinaus sind im Protokoll noch zu kl rende Aspekte fest zuhalten und die daf r im Gespr ch definierten Termine und Verantwort lichkeiten zu benennen 76 3 Ma nahmen in der Definitions
290. ufphase Warmlaufphase oder transiente Phase mit der Sammlung von Resultatdaten und beziehen sich auf einen stabilen Prozesszustand ohne bekanntes Ende So gibt es z B bei der Simulation eines vollau tomatischen Hochregallagers kein nat rliches Ende des Simulations laufes Nach Abschluss der Einschwingphase zu Beginn des Simulati onslaufes k nnen f r beliebig lange Zeiten Ergebnisdaten ber das Verhalten des Lagers erfasst werden Eines der gr ten Probleme bei der Durchf hrung von Simulationsstu dien ist die Bestimmung der erforderlichen L nge der Simulationsdauer f r nichtterminierende Systeme Produktionsbetriebe sind in der Regel nicht terminierende Systeme Typischerweise sind immer Auftr ge oder Kunden im System Selbst wenn die Bearbeitung f r eine gewisse Zeit ruht z B am Wochenende wird die Bearbeitung nach dieser Phase nahtlos fortge setzt Das Problem bei der Leistungsbewertung nichtterminierender Sys teme besteht nun darin eine ausreichende Anzahl von Messungen am Sys tem in einem statistisch gesehen typischen Zustand durchzuf hren Dabei ergeben sich zwei Probleme Zum einen stellt sich die Frage wie lange es dauert bis das System nach dem Start der Simulation einen typischen Be triebszustand erreicht hat Einschwingphase Zum anderen ist nicht klar wie lange ab dem Ende der Einschwingphase zur Messwerterfassung wei ter simuliert werden muss 4 5 Experimente und Analyse 141 In fast allen Simulati
291. uftragten Simulationsstudie vom Kick off Meeting bis hin zur Ab schlusspr sentation und Projektabnahme wird in Kapitel 4 behandelt In diesem Zusammenhang wird ein besonderes Augenmerk auf die ma gebli chen Qualit tsaspekte bei der Modellbildung und bei der Erreichung statis tischer Sicherheit w hrend der Experimentdurchf hrung gelegt Auf Vor aussetzungen zur qualit tskonformen Nutzung der Modelle und Ergebnisse auch nach Ende einer Simulationsstudie geht abschlie end Kapitel 5 ein F r die einzelnen Projektphasen sind im Rahmen dieses Buches insge samt 18 Checklisten sowie Bewertungsverfahren und Vorlagen f r Ab nahmeprotokolle erarbeitet worden die dem Anhang zu entnehmen sind Zus tzlich enth lt der Anhang die Dokumentstruktur f r alle Ergebnisse des Simulationsprojektes 2 Grundlegende Qualit tskriterien f r Simulationsprojekte F r die Durchf hrung von Simulationsprojekten in Produktion und Logis tik legt dieses Buch die folgenden f nf Qualit tskriterien zugrunde Abschn 1 1 aus denen Handlungsempfehlungen f r den Projektalltag abgeleitet werden 1 Sorgf ltige Projektvorbereitung 2 Konsequente Dokumentation aller Projektaktivit ten 3 Durchg ngige Verifikation und Validierung 4 Kontinuierliche Integration des Auftraggebers 5 Systematische Projektdurchf hrung Bevor in den folgenden Kapiteln 3 bis 5 spezifische Handlungsempfeh lungen f r die einzelnen Phasen von Simulationsprojekten dargelegt w
292. ukt als auch einen Prozess z B die Durchf hrung eines Simulations projektes als Dienstleistung bezeichnen Obige Definition l sst jedoch unmittelbar erkennen dass keine allgemeing ltigen Regeln existieren k n 1 1 Kriterien f r Qualit t in Simulationsprojekten 3 nen deren Erf llungsgrad die Qualit t jedes Simulationsprojektes festlegt Vielmehr wird die Qualit t eines Simulationsprojektes von der Erf llung z B branchen unternehmens und projektspezifischer Anforderungen be stimmt Die oben angegebene Definition verdeutlicht auch dass unter Qualit t im Rahmen eines Simulationsprojektes nicht nur die Ergebnisqua lit t im Sinne von Korrektheit G ltigkeit Nachvollziehbarkeit Zweckori entierung und Nachnutzbarkeit zu verstehen ist sondern dass die Qualit t eines Simulationsprojektes nur erreicht werden kann wenn jede einzelne Projektphase Abschn 1 2 einer durch die Gesamtheit aller vorgegebenen Erfordernisse definierten Prozess Qualit t gen gt Dies impliziert auch dass die Ergebnisse jedes Arbeitsschrittes einer Phase diesen Qualit tsan forderungen entsprechen m ssen Damit stellt sich die Frage nach wirksa men und nachvollziehbaren Qualit tskriterien f r die jeweiligen Arbeits schritte auch unter Ber cksichtigung der jeweils involvierten Akteure auf Auftraggeber und Auftragnehmerseite F r eine erfolgreiche Durchf hrung von Simulationsprojekten werden in der Literatur Balci 1990 Sadowski u Sturrock
293. ulation m glich wird Ohne einen hohen pers nlichen Einsatz aller Arbeitsgruppenmitglieder ist eine derart umfangreiche Arbeit grunds tzlich nicht machbar Der Dank der Autoren gilt in besonderem Ma e Dirk Steinhauer Flensburger Schiffbaugesellschaft mbH amp Co KG f r die Durchsicht der Ergebnisse aus Anwendersicht sowie Dr Robert Koch und Robert Unbehaun TU Dresden f r die Korrekturen Markus Rabe Fraunhofer IPK Berlin dan ken die Autoren vor allem f r seine stets kritisch konstruktiven Anregun gen sowie die intensive Mitarbeit bei der systematischen Einbindung der Inhalte zum Simulationsvorgehensmodell und zur Verifikation und Vali dierung Die enge Zusammenarbeit mit der ASIM Arbeitsgruppe Validie rung f hrte zur wechselseitigen Nutzung der Ergebnisse sowie zu einer f r beide Seiten fruchtbaren Diskussion der Arbeitsinhalte Vor diesem Hintergrund ist der zeitgleich im Springer Verlag erscheinende Band Ve rifikation und Validierung f r die Simulation in Produktion und Logistik als ideale Erg nzung des hier vorliegenden Buches zu sehen Die Autoren w nschen sich dass das Buch die Durchf hrung von Simu lationsstudien in Produktion und Logistik praxisnah unterst tzt und dem Leser im Tagesgesch ft operative Hinweise f r ein qualit tsbewusstes Handeln gibt Gleichzeitig erhoffen sie sich durch die Reflexion aus der Anwendung umfassende Anhaltspunkte f r eine m glicherweise 2 Aufla ge zu erhalten Im Na
294. ulationsstudie festlegen Der Auftraggeber muss abw gen ob es sinnvoller ist eine Simulationsstu die intern durchzuf hren oder den Auftrag an einen externen Dienstleister zu vergeben Diese Entscheidung wird unmittelbar von den mittel und langfristigen Zielen des Unternehmens hinsichtlich Simulation aber auch von der jeweiligen Ist Situation hinsichtlich der im eigenen Unternehmen vorhandenen Simulationskompetenz beeinflusst z B 2 1 Grundsatzentscheidungen bei der Projektvorbereitung 17 e Handelt es sich bei der aktuellen Aufgabenstellung auch auf lange Sicht um einen Einzelfall oder besteht prinzipiell oder zuk nftig weiterer Si mulationsbedarf im Unternehmen e Werden die Simulationsmodelle auch nach Projektende noch genutzt Ist der Auftraggeber nur an den Ergebnissen einer Studie interessiert o der ist geplant die Simulationsmodelle als Basis f r sp tere Planungen oder weitere Analysen zu nutzen e Soll die Simulation in das eigene Dienstleistungsportfolio aufgenommen werden e Sind im Unternehmen bereits personelle Kompetenzen im Bereich der Simulation vorhanden oder m ssen entsprechende Kenntnisse erst er worben werden K nnen vorhandene Mitarbeiter in der Simulation ge schult werden oder w re die Einstellung entsprechend kompetenter Mit arbeiter erforderlich e Stehen ausreichende finanzielle Mittel f r den Aufbau und ggf den Ausbau von Simulationskompetenz bereit Kann zumindest ein Mitar beiter so mit Simulat
295. und Angebotsphase Die Protokollierung bernimmt in der Regel der potentielle Auftrag nehmer da er die abgestimmten Ergebnisse als entscheidende Grundlage f r das im Anschluss zu erstellende Angebot ben tigt Zur Vermeidung von Unstimmigkeiten ist empfehlenswert nach Fertigstellung des Proto kolls dieses an alle potentiellen Projektpartner zu verteilen und sich die Korrektheit und Vollst ndigkeit der Angaben best tigen zu lassen M ssen weitere Kompetenztr ger in das Projektteam einbezogen werden ist die Verteilung des Ergebnisprotokolls auch an diese Personen vorzusehen 3 1 3 Regeln zur Diskussion der Zielbeschreibung Der Formulierung der Zielbeschreibung kommt als Ausgangspunkt eines Simulations Projektes eine besondere Bedeutung zu Werden hier f r das Projekt relevante Aspekte au er Acht gelassen kann sich dies negativ auf die sp tere praktische Umsetzbarkeit der Ergebnisse der Simulationsstudie auswirken In Balci und Nance 1985 werden typische Fehler bei der Formulierung der Zielbeschreibung aufgef hrt Regeln zur Formulierung der Zielbeschreibung werden im Folgenden erl utert und durch Beispiele aus der Praxis veranschaulicht L sungsoffene Formulierung der Problemstellung Die Problem bzw Aufgabenstellung muss l sungsoffen formuliert sein Das bedeutet zum einen dass nicht von Anfang an nur eine L sungsstrate gie verfolgt werden darf Neben dem Einsatz der Simulation als Mittel der Wahl m ssen immer auch and
296. und Wenzel 2005 und Bernhard et al 2007 zu finden Im Anschluss an die Phasen der Modellbildung erfolgt die Planung und Durchf hrung der Experimente und die abschlie ende Analyse der Ergeb 8 1 Einf hrung nisse in Bezug auf die eingangs formulierte Zielbeschreibung Experimen te VDI 3633 2008 beinhalten eine Anzahl von Simulationsl ufen mit sys tematischer Parametervariation Jeder Simulationslauf basiert damit auf ei ner konkreten Modellstruktur mit einem definierten Parametersatz ber eine repr sentative Zeitdauer Bedingt durch die Tatsache dass zuf llige Aspekte in der Simulation Ber cksichtigung finden ist zur Absicherung der statistischen Signifikanz der Ergebnisse eine hinreichende Anzahl an Wiederholungen eines Simulationslaufs mit unterschiedlichen Startwerten der Zufallsverteilungen notwendig s hierzu Kap 4 Ergebnis und Teilergebnis einer Projektphase werden mittels Methoden der Verifikation und Validierung V amp V auf ihre Eignung Plausibilit t und Vollst ndigkeit aber auch im Hinblick auf die Richtigkeit und Voll st ndigkeit der Umsetzung aus den Ergebnissen der jeweils vorherigen Schritte berpr ft Die berpr fung der Ergebnisse kann dazu f hren dass R ckspr nge zu vorherigen Projektphasen notwendig werden Die Aspekte von V amp V werden in diesem Buch in Kapitel 2 behandelt F r eine umfas sende Erl uterung zu Vorgehensweisen und Techniken von V amp V sei auf Rabe et al 2008 verwiesen
297. und ausf hrlich in Bezug auf die verwendeten Eingangsdaten die getroffenen Annahmen den abgebildeten Material und Informationsfluss die modellierten Steue rungsstrategien und die durchgef hrten Verifikations und Validierungs ma nahmen erl utert werden Wenn f r den Betrieb eines Simulationsmo dells Daten vom Auftraggeber importiert werden ist zu testen ob der Datenimport funktioniert und ob die Daten anschlie end in der ben tigten Form und Qualit t im Simulationsmodell vorliegen W hrend der Modellabnahme kann der Auftragnehmer dem Auftragge ber das Simulationsmodell vorf hren Neben der allgemeinen Erh hung der Glaubw rdigkeit kann hiermit gezeigt werden dass das Modell in Funktionalit t und Bedienung den Anforderungen aus der Aufgabenspezi fikation entspricht Zugleich kann auch die geforderte Visualisierung des Modells pr sentiert werden Nach Abschluss der Modellvorstellung wer den dem Auftraggeber alle bisher erstellten Dokumente und soweit ver einbart auch das Modell zur Verf gung gestellt Der Auftraggeber kann sich nun die Unterlagen erl utern lassen und pr ft ggf vereinbarte nderungen oder Erweiterungen Aus diesem Grund muss die Dokumentation f r den Auftraggeber verst ndlich formuliert sein Insbesondere sollte der Auftraggeber hinterfragen ob die vereinbar ten Systemgrenzen im Modell umgesetzt sind ob das Modell den Material fluss wie vereinbart abbildet und ob der Detaillierungsgrad des Model
298. ung der Aufgaben zwischen den Projektpartnern Wer ber nimmt welche Aufgaben Wer bernimmt die Projektkoordination Welche weiteren Kompetenzen m ssen einbezogen werden Abstimmung des Budgets Bestehen projektbezogene Restriktionen in Bezug auf einen vorgegebenen Budgetrahmen Gibt es Priorit tenpl ne zur Umsetzung Abstimmung rechtlicher Rahmenbedingungen Sind soweit erfor derlich Lizenzen f r die Nutzung der Simulationssoftware beim Auftraggeber vorhanden M ssen Geheimhaltungsverpflichtungen eingegangen werden Ist der Betriebsrat einzuschalten Die obigen Punkte behandeln spezifische Fragen der Modellbildung und Simulation 1 8 ggf notwendige Aspekte der Softwareentwicklung 4 7 sowie das Projektmanagement 4 7 11 Die Checkliste C2 Erstes Gespr ch ist dem Anhang zu entnehmen Sie fasst die oben erl uterten 72 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase Punkte in Form eines Fragenkatalogs zum Abhaken nochmals zusammen und erm glicht damit die einfache Verwendung w hrend des Gespr ches Die im ersten Gespr ch zu behandelnden Punkte werden in den folgenden Unterabschnitten n her erl utert Beschreibung des zu l senden Problems Das zu l sende Problem und die zu bearbeitende Aufgabe sind f r alle am Gespr ch Beteiligten klar zu formulieren und in ihren Inhalten und Facet ten aufzuzeigen Beispiele sind hier die Untersuchung eines gegebenen re alen Systems hinsichtlich seiner Leistungsf higke
299. unternehmens das mit der Durchf hrung der Studie beauftragt wird sowie teilweise auch die Auswahl eines geeigneten Simulationswerkzeuges an Hierbei ist zu be achten dass Simulationsdienstleister mit einer eingeschr nkten Auswahl an Simulationswerkzeugen arbeiten Dies hat zur Folge dass mit der Wahl eines Dienstleisters unter Umst nden auch die Entscheidung f r eine Si mulationssoftware getroffen wird Letzteres gilt insbesondere dann wenn Dienstleister und Softwarehersteller eine Firma sind Grunds tzlich stellt sich aber gerade f r ein Unternehmen das sich erstmalig f r den Einsatz der Simulation zur Planung oder Verbesserung von Prozessen oder Syste men entschieden hat das Problem der Auswahl des besten Dienstleisters und des richtigen Werkzeuges W hrend bei einer extern durchgef hrten Simulationsstudie die Verantwortung f r die Auswahl eines geeigneten Simulationswerkzeuges in der Regel beim Dienstleister liegt und nur in den wenigsten F llen gemeinsam von Auftragnehmer und Auftraggeber vorgenommen wird so ist diese Verantwortung bei einer intern durchge f hrten Studie vom Unternehmen selbst zu bernehmen Die besondere 88 3 Ma nahmen in der Definitions und Angebotsphase Schwierigkeit bei der Auswahl eines Simulationswerkzeuges liegt jedoch darin dass hier eine Entscheidung f r eine zumeist langfristige Festlegung getroffen werden muss W hrend ein Dienstleister normalerweise schon bei der n ch
300. ur Durchf hrung einer Simulationsstudie selbstst ndig d h ohne Beteiligung bzw ohne Beratung durch einen Dienstleister f llen Im Folgenden sind daher Aufgaben und Fragestellungen die als Ma nahmen zur Erf llung des grundlegenden Qualit tskriteriums einer sorgf ltigen Projektvorbereitung zu er rtern und zu entscheiden sind im Sinne einer Handlungsempfehlung aufgef hrt F r die im Rahmen der Projektvorberei tung zu treffenden Grundsatzentscheidungen und durchzuf hrenden Ma nahmen steht im Anhang die Checkliste CI Projektvorbereitung auf Auf traggeberseite zur Verf gung Simulationsw rdigkeit pr fen Zur Er rterung der Frage ob eine Aufgabenstellung simulationsw rdig ist ist es notwendig zu wissen wann der Einsatz der Simulation als Problem l sungsmethode als zweckm ig eingestuft werden kann Wei et al 2 1 Grundsatzentscheidungen bei der Projektvorbereitung 15 2004 S 241 Der ASIM Leitfaden ASIM 1997 S 6 fasst die Notwen digkeit des Einsatzes der Simulation f r Produktion und Logistik ber die Aspekte wenn Neuland beschritten wird die Grenzen analytischer Me thoden erreicht sind komplexe Wirkungszusammenh nge die menschliche Vorstellungskraft berfordern das Experimentieren am realen System nicht m glich bzw zu kostenintensiv ist und das zeitliche Ablaufverhalten einer Anlage untersucht werden soll zusammen Die VDI Richtlinie 3633 Blatt 1 2008 konkretisiert diese Punkte und beurteil
301. utoren dieses Buches Prof Dr Ing Sigrid Wenzel geb 1959 Informatik studium an der Universit t Dortmund Von 1986 bis 1989 wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehr stuhl f r F rder und Lagerwesen der Universit t Dortmund von 1990 bis 2004 wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fraunhofer Institut f r Material fluss und Logistik Dortmund davon seit 1992 Ab teilungsleitung und seit 1995 stellv Leitung der Hauptabteilung Unternehmensmodellierung zu s tzlich 2001 bis 2004 Gesch ftsf hrerin des Son derforschungsbereichs 559 Modellierung gro er Netze in der Logistik der Universit t Dortmund seit Mai 2004 Professo rin an der Universit t Kassel Institut f r Produktionstechnik und Logistik Fachbereich Maschinenbau Fachgebiet Produktionsorganisation und Fa brikplanung Mitglied des Institutsdirektoriums Gremienaktivit ten stellv Vorstandsvorsitzende in der Arbeitsgemeinschaft Simulation ASIM Sprecherin der ASIM Fachgruppe Simulation in Produktion und Lo gistik Leiterin des Fachausschusses Simulation und Visualisierung Mitglied in den Fachaussch ssen Modellbildungsprozesse und Digitale Fabrik sowie Leiterin des Fachausschusses Datenmanagement und Sys temarchitekturen in der Digitalen Fabrik im Fachbereich A5 Modellie rung und Simulation des Vereins Deutscher Ingenieure F rdertechnik Materialfluss und Logistik VDI FML Mitglied in mehreren nationalen und internationalen Progra
302. wer der Empf nger des Angebotes 3 2 Das Angebot 79 sein wird Angebote k nnen wegfallen wenn potentieller Auftraggeber und Auftragnehmer zu einem Unternehmen geh ren In diesem Fall sollte zur eindeutigen Kl rung der gegenseitigen Erwartungen eine analoge in terne Vereinbarung formuliert werden 3 2 1 Grundlegende Inhalte des Angebotes Sind sich die potentiellen Projektpartner grunds tzlich einig geworden werden basierend auf den Erkenntnissen des ersten Gespr ches in der Re gel seitens der in Frage kommenden Auftragnehmer Angebote erstellt Die Inhalte eines Angebotes zur Durchf hrung einer Simulationsstudie werden im Folgenden n her erl utert F r Studien unter Verwendung von analyti schen Methoden oder Optimierungsverfahren sind ggf methodisch be gr ndete Anpassungen in der Vorgehensweise s Punkt 3 und Abb 1 notwendig Das Grundger st kann jedoch weiter verwendet werden Kommen mehrere L sungsmethoden zum Einsatz m ssen die Arbeitspa kete in Tabelle 2 entsprechend angepasst werden Ein Angebot umfasst im Wesentlichen die folgenden Punkte 1 Beschreibung der Ausgangssituation Beschreibung der gegebenen Situation beim Auftraggeber mit Darstellung der spezifischen Vor Ort Gegebenheiten der allgemeinen Aufgabenstellung und der einzu setzenden L sungsmethode 2 Projektziele Beschreibung von Betrachtungsgegenstand System grenzen Detaillierungsstufen etc Aufgabenstellung und Untersu chungszielen mit Fe
303. werden so dass eine Werkzeugauswahl ge troffen werden muss s VDI 3633 Blatt 4 1997 f r Kriterien zur Simula tionswerkzeugauswahl Unternehmensintern k nnen jedoch Restriktionen vorliegen beispielsweise sind bestimmte Rechner im Einsatz oder ein Werkzeug wird aus unternehmenspolitischen Gr nden favorisiert die den Entscheidungsrahmen einschr nken Abschn 3 3 3 Dar ber hinaus kann auch der sp tere Einsatz der Modelle im laufenden Betrieb s Punkt 4 Art der Nutzung und Nutzungsdauer sowie Abschn 3 2 4 Hard und Soft warerestriktionen bedingen Formulierung des L sungsweges Projektverlauf Der L sungsweg umfasst die Skizzierung der Projektphasen und Meilen steine auf dem Weg zur Zielerreichung Seine endg ltige Formulierung 3 1 Projektdefinition 75 kann erst nach Festlegung der verwendeten L sungsmethode erfolgen Bei der Formulierung des L sungswegs sind ebenfalls Kriterien f r die Ab nahme der Projektergebnisse Abschn 3 2 3 und Termine auch im Zu sammenhang mit der Verteilung der Aufgaben innerhalb des Projektteams s Punkt 9 Verteilung der Aufgaben zwischen den Projektpartnern zu konkretisieren Eine wichtige Rolle spielt in diesem Zusammenhang die Einbindung des Projektes in bergeordnete Projekte mit ggf bestehenden Terminvorgaben zur Projektbearbeitung z B Beginn der Anlagenrealisie rung Verteilung der Aufgaben zwischen den Projektpartnern Die Verteilung der Aufgaben bezieht sich zu diesem Zei
304. werkzeuges noch einmal bersichtlich in Form einer schrittweise gef hrten Handlungsempfehlung zusammen 3 3 Methodische Bewertung von Angeboten und Werkzeugen 107 Name Formularbezeichnung Projekt Auftrag Punktbewertungsverfahren Erweiterung und Umzug Muster AG Verantwortung Angebotsauswahl Simulationsdienstleister Max Mustermann Abt PPX Alternativen Erf llungswerte Beschreibung Angebot 1 Angebot 2 Angebot 4 Angebot 5 Kriterienart Gewicht Dienstleister A Dienstleister B Dienstleister D Dienstleister E Preis Kosten der Studie zzgl Schulung und Support 70 TE ohne Software Lizenzen rel Modell Sonder Support weet Y Foi fond Leistungsumfang Sonderkonditionen Modell Buch Schulung Angebotsumfang Schulungsort g nstige Tarife 75 000 inkl Schul Endpreis unklar u 1 Jahr Support 8 64 lodell u Werkzeug Modell u Werkzeug auch Inhouseschul quantitative Kriterien Preisgestaltung Kostenstruktur Niveau der Tarife Aufwand vs Festpreis leistungen Festpreis Sonder Fremdleist unklar Festpreis Sonder Schl ssigkeit Bezug Aufgabenstell Darstellung der geplant en Arbeitspakete AP 7 56 Bedienfreundlichkeit bzgl Modell f r Nutzung nach Studie Entw rfe f Oberfl chen a iia 0 a auch graphische ehrere Alternativ kein graphischer ehrere Alternativ Darstellung alle Anf W nsc
305. wertig eingesch tzt werden weil sie in ihrer Form nicht seiner Erwartungshaltung entspricht Wenig sinnvoll ist bei stochastisch beeinflussten Parametern d h Wer ten die einer nat rlichen Schwankung oder Unsicherheit unterliegen Ergebnisse mit m glichst vielen Nachkommastellen anzugeben Qualit t dr ckt sich darin aus dass zu allen wichtigen Gr en das abgesch tzte Konfidenzintervall angegeben das die tats chliche Verl sslichkeit der Er gebnisgr e pr sent werden l sst z B DLZ 15 35 0 40 Typische Messgr en f r die Darstellung sind die Maschinen und Transportsystemauslastung der Anlagendurchsatz Durchlauf Transport und Wartezeiten von G tern sowie die Gr e von Best nden Dabei gibt es verschiedene Klassen von Messgr en wie Z hler z B Anzahl fertig ge stellter Produkte Punktmessungen z B Wartezeiten und Intervallmes sungen z B Auslastung F r die jeweiligen Klassen von Messgr en gibt es dann entsprechende Methoden um statistische Gr en wie etwa Mittelwert Varianz Konfi denzintervalle empirische Verteilungen Histogramme oder Korrelationen zu bestimmen 148 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie Auch bei korrektem Einsatz statistischer Verfahren ist es wichtig bei der Interpretation statistischer Kenngr en Augenma walten zu lassen So darf Korrelation nicht mit Kausalit t verwechselt werden Nur weil zwei Gr en statistisch voneinander
306. zen Eigene Mitarbeiter sollen entsprechend geschult werden und das Modell im Tagesgesch ft zur auftragsabh ngigen Kapazit ts und Ressourcenplanung einsetzen Darstellung des Beispiels Aufgabenstellung Die Aufgabenstellung f r die geplante Simulationsstudie der hier vorge stellten Muster AG umfasst die folgenden Elemente e Ermittlung der zus tzlich ben tigten Fertigungseinrichtungen zur De ckung der zu erwartenden Auftragslage in den n chsten 5 Jahren e Layoutplanung f r die neue Produktionshalle d h Ermittlung der best geeigneten Standorte aller Maschinen und Pufferpl tze sowie Festle gung eines Transportwegenetzes im Hinblick auf einen optimierten Ma terialfluss e Ermittlung der Anzahl der erforderlichen Transportmittel und Werker e Auslegung der Kapazit ten der Pufferpl tze insbesondere f r den Wa reneingang und den Warenausgang In der Praxis sind sowohl abstrakter als auch deutlich detaillierter for mulierte Aufgabenstellungen m glich die den zu einem ersten Gespr ch eingeladenen Simulationsdienstleistern zur Vorbereitung ihrer Pr sentatio nen zur Verf gung gestellt werden Darstellung des Beispiels Randbedingungen In Erg nzung zur Aufgabenstellung dienen weitere systemspezifische oder organisatorische Randbedingungen den Simulationsdienstleistern als Basis f r die Angebotserstellung Im Falle der hier auftretenden Muster AG gelten beispielsweise die fol genden Randbedingungen f r die sp tere
307. zu einem anderen Zweck als dem urspr ngli chen genutzt wird Damit ist die Validierung und Verifikation von einmal erstellten und dann in einem anderen Kontext zu nutzenden Modellen eine nicht zu untersch tzende Aufgabe Pidd 2002 Rabe et al 2008 Abschn 6 2 5 2 Machbarkeit und Zweckm igkeit der Nachnutzung Prim r ist in allen F llen einer Nachnutzung die Frage nach der grunds tz lichen Machbarkeit Ist die Nachnutzung technisch und organisatorisch m glich und wenn diese gegeben ist die Frage nach der Zweckm f ig keit Ist die Nachnutzung im Vergleich zu einer Neuerstellung des Mo dells sinnvoll zu stellen Vereinfacht gilt die Aussage dass ohne Mach barkeit die erneute Nutzung nicht zweckm ig sein kann aber nicht jede machbare Nachnutzung zweckm ig ist Voraussetzungen f r die Machbarkeit sind die Verf gbarkeit und die Eignung der Modelle der Dokumente der Werkzeuge und der Bearbeiter Die Verf gbarkeit als organisatorischer Aspekt ist dabei eine notwendi ge aber insbesondere bei der ungeplanten Nachnutzung nicht immer ge w hrleistete Bedingung F r die Verf gbarkeit ist im Allgemeinen eine Ja oder Nein Entscheidung zu treffen Die Nichtverf gbarkeit des er forderlichen Modells oder der zugeh rigen Dokumente ist ein objektives Ausschlusskriterium Ist die Verf gbarkeit der Bearbeiter der vorangegan genen Studie nicht gegeben muss ein geeigneter Ersatz gefunden werden Die
308. zufolge ber wiegend durch den Auftraggeber ausgew hlt Ist der Auftragnehmer recht zeitig ber die ausgew hlten Personen und ihren Kenntnisstand informiert kann er seine Pr sentation bewusst darauf ausrichten damit alle notwendi gen Informationen verst ndlich bermittelt werden Pr gen gro e Unter schiede des Kenntnisstandes der Interessen und Motivationen den poten tiellen Teilnehmerkreis wie Management Produktionsleitung Fachabteilungen Instandhaltungsservice Betriebsrat so kann es sich als vorteilhaft erweisen abgestimmt zwischen Auftraggeber und Auftragneh mer mehrere angepasste Pr sentationen bzw eine Pr sentation und erg n zende Fachmeetings durchzuf hren Zus tzlich kann der Auftragnehmer den Auftraggeber z B wenn dieser ein Anlagenlieferant oder 150 4 Qualit tskonformes Vorgehen in der Simulationsstudie Dienstleister ist auch bei einer zus tzlichen gemeinsamen Pr sentation beim Endnutzer bzw Anlagenbetreiber unterst tzen Die m ndliche Pr sentation und ihre ad quate Dokumentation z B Foliensatz m ssen wie in Abschnitt 2 3 3 aufgef hrt ausgehend von der Darstellung des Projektzieles Aussagen ber den gesamten Projektver lauf und die erreichten Ergebnisse enthalten Dabei ist auf eine plausible und transparente Darstellung zu achten H ufig nehmen an der Pr sentati on auch Personen teil die nur zu Projektbeginn z B bis zum Kick off Meeting direkt involviert waren Um daraus re
309. zung des Modells seine Validit t bez g lich der gew nschten Parameterkonstellationen zu berpr fen Archivierung Sowohl die Modelle als auch die zugeh rige Dokumentation stehen l nger fristig nur dann f r eine Nutzung nach dem Ende eines Projektes zur Ver f gung wenn diese vollst ndig und wieder auffindbar archiviert werden Besonders wichtig ist dass alle w hrend der Simulationsstudie erstellten Dokumentationen auch Projektunterlagen wie z B Handzettel in eine ar chivierungsf hige Form gebracht und dann archiviert werden Dar ber hinaus sind auch das Simulationswerkzeug in der verwendeten Version sowie die genutzten Bausteinbibliotheken zu archivieren Werden diese Anforderungen eingehalten kann ber l ngere Zeitr ume von der technischen Verf gbarkeit der Dokumentation und des Modells ausgegan gen werden Dar ber hinaus muss auch die nachfolgend angesprochene rechtliche Verf gbarkeit abgekl rt werden Rechtssicherheit Eine erneute Nutzung vorhandener Ressourcen Software Algorithmen usw ist immer auch von rechtlicher Relevanz F r die Nutzung von Bau stein und Modellbibliotheken ist dies offensichtlich Aber auch bei der bernahme von Modellteilen aus anderen Projekten ist die Berechtigung zur Nutzung abzukl ren Daher sind diese Berechtigungen f r die Nach nutzung rechtzeitig vertraglich zu fixieren Deutlich wird dieser Aspekt beispielsweise an dem Fall dass ein Werk zeughersteller bei der Modell
310. zur Reali t t unrealistische Leistung Selbst bei diesem einfachen dynamischen Mo dell ist es also grob fahrl ssig in Ermangelung von Daten stark vereinfa chende Annahmen zu treffen Bei Daten berflussproblemen z B durch eine enorme Anzahl von Pro duktvarianten bietet es sich meist an hnliche Daten zu aggregieren z B f r eine Klasse von Produkten einen typischen Stellvertreter zu w hlen und dessen Arbeitsplan zu verwenden Rabe u Hellingrath 2001 oder ei nen Mittelwert Vertreter durch Mittelwertbildung der Attribute der Klassenmitglieder zu definieren wenn dies sinnvoll m glich ist Die Da tenkomplexitat ist insbesondere bei Systemlastdaten als Eingangsdaten fiir die Simulation nicht zu untersch tzen M glichkeiten zum Umgang mit Datenkomplexit t werden ausf hrlich in Wenzel und Bernhard 2008 dis kutiert 4 3 3 Daten f r die betriebsbegleitende Simulation Einen Sonderfall stellt die Bereitstellung von Daten f r die betriebsbeglei tende Simulation dar Wird das Simulationsmodell mit der realen Anlage gekoppelt Online Simulation sind die Anforderungen an die Datenbe reitstellung h her als f r die bliche Offline Simulation Da f r jeden Si mulationslauf aktuelle Daten vorliegen m ssen und die Simulationsergeb nisse in der Regel umgehend ben tigt werden stehen Konsistenz und Qualit t der Daten auf den Datenbank Servern im Vordergrund Oft ist es sogar notwendig aus Laufzeitgr nden die Daten auf d
311. zziert Tabelle 3 Kurzbeschreibung der zu bewertenden Beispiel Angebote Angebote und Angebotsmerkmale und Dienstleistereigenschaften Dienstleister Angebot 1 e Simulationsdienstleister seit mehr als 10 Jahren erfolgreich Dienstleister A auf dem internationalen Markt e zahlreiche vergleichbare Simulationsstudien durchgef hrt e Beginn der Simulationsstudie unmittelbar nach Auftragsver gabe e Projektlaufzeit inklusive unvermeidbarer Unterbrechungen ca 3 Monate e nur ein Simulationswerkzeug verf gbar e branchen bliche Tarife e Abrechnung nach Aufwand allerdings schwer nachzuvollzie hen e Angebot besteht aus vielen Textbausteinen ohne direkten Be zug zur Aufgabenstellung dennoch Elemente der Aufgaben stellung und Randbedingungen vollst ndig behandelt e Arbeitspakete der geplanten Studie detailliert beschrieben e Bedienoberfl che des Simulationsmodells das nach der Studie 3 3 Angebot 2 Dienstleister B Angebot 3 Dienstleister C Angebot 4 Dienstleister D Methodische Bewertung von Angeboten und Werkzeugen 103 von der Muster AG eingesetzt werden soll in 2 Varianten gra phisch dargestellt Schulung und Support f r Simulationsmodell und werkzeug keine Sonderkonditionen keine Branchenkenntnisse nur wenige Referenzen genannt Simulationsdienstleistungen seit ca 3 Jahren keine Angabe ber Verf gbarkeit des Dienstleisters Projektlaufzeit wird mit 3 5 Monaten veranschlagt Lizenzen und Know how von 2 Sta

Qualitätskriterien für die Simulation in Produktion und Logistik

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