Vorgehen

Vorgehen

Zu Beginn des Projekts werden die Energieverbräuche von Fertigungsaufträgen in zwei KMU anonymisiert aufgenommen. Betrachtet wird dabei, inwieweit die Reihenfolge der Abarbeitung unterschiedlicher Fertigungsaufträge an einem Arbeitssystem Einfluss auf den Energieverbrauch nimmt. Anhand eines gegebenen Belegungsplans wird ein Verfahren zur Ableitung des Energieverbrauchs und des zeitlichen Verlauf entwickelt.

Im nächsten Schritt erfolgt der Aufbau eines Beschreibungsmodells für die virtuelle Kapazität Energie. Dazu wird eine Definition erarbeitet, die Energie als Ressource für die gesamte Fertigung eines Betriebs fasst und die Kapazitätsrestriktion der Ressource Energie in der PPS berücksichtigt. Zudem wird analysiert, inwieweit sich Kapazitätshüllkurven zur Darstellung der Kapazitätsflexibilität von Energie eignen.

Es folgt die Entwicklung eines Planungsalgorithmus zur energiekostenorientierten Belegungsplanung. Diesem Algorithmus soll ein Optimierungsproblem zugrunde liegen. Dabei soll die Termintreue als oberstes Ziel der Planung sichergestellt werden, die Energiekosten als Nebenbedingungen. Ausgehend von einem gegebenen Belegungsplan wird das Optimierungsproblem mit Hilfe von heuristischen Verfahren gelöst. Als Ergebnis generiert der Planungsalgorithmus verbesserte Belegungspläne.

Entwickelt wird dann ein energiekostenorientiertes Bewertungsmodell alternativer Belegungspläne. Um den kostenminimalen Belegungsplan zu identifizieren, werden für jeden entwickelten Belegungsplan im Anschluss die Gesamtkosten einer Belegungsplanung aus den zeit- und mengenabhängigen Einzelkosten (u. a. Auslastungsverlustkosten, Bestandskosten für teilfertige Erzeugnisse und Personalzusatzkosten für Nachtarbeit) ermittelt.

Zum Nachweis der Wirksamkeit der entwickelten Methode wird eine Simulation mit dem Simulationswerkzeug  eM-Plant durchgeführt. Welchen Einfluss die Anwendung des kostenminimalen Belegungsplans auf die logistischen Zielgrößen und den Energieverbrauchsverlauf hat, wird über die Zeit untersucht. Zuletzt wird die Methode mit Realdaten aus den zwei KMU, die zu Projektbeginn ihre Daten bereitgestellt haben, geprüft. Um einen Soll-Ist-Vergleich zu erstellen, wird die neu entwickelte Methode parallel zur herkömmlichen Belegungsplanung angewendet.