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146 Simulation von Unikatprozessen aus Sicht eines Spezialisten für SimulationsdienstleistungenSo wird beispielsweise permanent der Soll-Terminplan mit einer Simulationsprognoseabgeglichen, Belegungen von Ressourcen(Maschinen, Kranen, Personal, Flächen) vorabgeprüft und aus der Simulation abgeleitet,Varianten, die sich z. B. aus unterschiedlichenRessourcenbereitstellung ergeben, gegenübergestelltund vieles mehr.Die Datenbereitstellung erfolgt mit Hilfeeiner Simulationsdatenbank, die mit Terminplaninformationen,Konstruktionsdaten, Personalplanungsdatenund zahlreichen anderenInformationen gefüttert wird (vgl. Steinhauer2006).Die Erfolge der FSG beim Simulationseinsatzund die unter Beteiligung der FSGentstandene Kooperationsaktivität SimCo-Mar (Simulation Cooperation in the MaritimeIndustries) haben dazu geführt, dass mitden Simulationsmethoden und Simulationsbausteinenmittlerweile weitere Werften wiedie Nordseewerke in Emden oder dieLürssen-Werft erfolgreich arbeiten.Bei der FSG hat der Simulationseinsatz eineDurchdringung erreicht, die den Vergleichmit der Automobilbranche in keiner Weisescheuen muss. Das Simulationsteam bei derWerft ist seit mittlerweile über zehn Jahrenaktiv und besteht aus mehreren Simulationsspezialisten.Die Simulation ist ein wichtigesWerkzeug geworden bei der mittelfristigenGestaltung der Produktions- und Logistikabläufeder Werft und bei der kurz-, mittel- undlangfristigen Produktionsplanung. Die Integrationder Simulation in diese Abläufe ist,ähnlich wie bei dem einen oder anderen Automobilhersteller,so hoch, dass viele Planungs-und Entscheidungsprozesse ohne Simulationgar nicht mehr denkbar sind.Auch wenn keine genauen Zahlen veröffentlichtsind ist davon auszugehen, dass derim Laufe der Jahre erarbeitete Nutzen denkontinuierlich anfallenden Aufwand für Personal,Hard- und Software deutlich übersteigt.Eine Übertragbarkeit auf andereWerften ist, wie bereits oben angedeutet, erfolgreichgelungen. Auch an einer Übertragungauf andere Unikatfertiger wird gearbeitet(vgl. Steinhauer und König 2010),allerdings hat die kommerzielle Durchdringunghier bei weitem noch nicht den Statuserreicht wie bei der FSG. Das hängt sicherauch damit zusammen, dass sich die Gegebenheitenin der Bauindustrie in einigenwichtigen Aspekten deutlich von den Gegebenheitenim Schiffbau unterscheiden. Einwichtiger Punkt, der den Flensburgern dieeffektive Simulationsanwendung erleichtert,ist, dass sie mit einem einmal aufgebautenSimulationsmodell der kompletten „Baustelle“(d. h. der Werft) über Jahre und mehrereUnikatprodukte (d. h. Schiffe) hinweg arbeitenkönnen (vorausgesetzt, das Modell derWerft wird auf aktuellem Stand gehalten;vgl. auch den Abschnitt zu Erfolgsfaktoren).Diesbezüglich sind die Vorbedingungen inder Bauindustrie etwas ungünstiger, weilsich Baustellen für jedes neue Bauvorhabenin der Regel wieder komplett anders darstellen.Gleichwohl lassen sich aus dem FSG-Beispiel wichtige Erfolgsfaktoren ableiten,wie unten diskutiert wird.Simulationseinsatz für BaustellenBei den Fallbeispielen in diesem Abschnittgeht es um Simulationsprojekte, zu denen esim Rahmen von kommerziellen Dienstleistungsprojektenin der Bauindustrie gekommenist. Auftraggeber war jeweils ein Bauunternehmenund ausführend ein aufSimulationsdienstleistung spezialisierterDienstleister.In diese Kategorie fallen zwei Projekte,die sich mit der Simulation von sogenanntenFeldfabriken befasst haben. Aufgabe dieserFeldfabriken war es, an Ort und Stelle (d. h.in unmittelbarer räumlicher Nähe zur Baustelle)im Fertigungstakt der Baustelle bzw.nach Fertigungsfortschritt der Baustelle Betonfertigteilezur Verfügung zu stellen. Daswichtigste Ziel der Simulation dieser Feldfabrikenwar jeweils zu prüfen, ob mit dervorgesehenen Konfiguration der jeweiligenFabrik die geplante Ausbringung an Betonfertigteilenerreicht wird und somit die reibungsloseVersorgung der Baustelle sichergestelltwerden kann. Im Einzelnen warendazu Kranressourcen und das Layout derFabriken zu betrachten und der von der Baustelleinduzierten Nachfrage nach Fertigtei-

Simulation von Unikatprozessen aus Sicht eines Spezialisten für Simulationsdienstleistungen 147len gegenüberzustellen. In Gesprächen mitBauingenieuren und mit Simulationsexpertenist teilweise eingewendet worden, dass es beidiesen Beispielen nur eingeschränkt um dieSimulation von Unikatprozessen gehe, daFeldfabriken im Grunde die gleichen Merkmalewie stationäre Fabriken aufwiesen undnur „zufällig“ mit der Baustelle ihren Standortändern würden. Sicher ist es bei denFeldfabriken (wie aber auch bei der einenoder anderen Simulationsanwendung imoben diskutierten Schiffbau) eine Frage dergenauen Abgrenzung, wann von Simulationvon Unikatprozessen die Rede sein kann unddarf, und wann eine Simulation stationärerProzesse vorliegt. Allerdings lassen sich dieSimulationsuntersuchungen der Feldfabrikenauch aus der Perspektive der zweiten Herausforderungbetrachten: Dann lässt sichfeststellen, dass hier im Auftrag eines BauunternehmensSimulationen von Abläufenauf Baustellen durchgeführt wurden, die dazugeführt haben, dass nachweislich Ressourcenin Form von Personal, Bekranungund Schalungen eingespart werden konnten.Der Nutzen aus den Untersuchungen für dieerste Baustelle war so groß, dass es kurz danachzu einem weiteren Simulationsprojektfür eine zweite Feldfabrik gekommen ist.Weitere Projekt waren vorgesehen, sind abernicht zustande gekommen, weil der zuständigeProjektingenieur beim Bauunternehmenden Verantwortungsbereich gewechselt hat;ein organisatorisches Problem, auf das imnächsten Abschnitt noch einmal eingegangenwird.In einem dritten, direkt von einem Bauunternehmenbeauftragten Simulationsprojektging es um die Überprüfung der von einemBauherrn ausgewiesenen Lager- undUmschlagflächen für angelieferte Baumaterialienbei einer umfangreichen Umbaumaßnahmein einem produzierenden Stahlunternehmen.Die Fertigung im Stahlunternehmensollte während der Umbaumaßnahmen (mitgewissen Einschränkungen) weitergehen.Das Bauunternehmen war der Ansicht, dassdie Flächen für eine termingerechte Fertigstellungder Bauwerke nicht ausreichend seienund es zu einer Beeinträchtigung der Logistikabläufekommen würde, zumal die Flächenteilweise auch für die Lagerung vonRohmaterialien, Zwischen- und Endproduktendes umzubauenden Betriebs genutzt werdensollten. Für Transporte von und zu denFlächen waren auch in diesem Beispiel Kraneerforderlich. Statische Rechnungen desBauunternehmens wiesen darauf hin, dassmehr Flächen und zusätzliche Bekranung erforderlichsein würde. Dem stellte der Bauherreigene statische Kalkulationen gegenüber,die (scheinbar) die Machbarkeit derursprünglichen Planung nachwiesen. MitHilfe der vom Bauunternehmen in Auftraggegebenen Simulation konnte schließlich imDetail gezeigt werden, dass die Ressourcenfür Lagerung und Transport tatsächlich nichtausreichen würden. Aufgrund der explizitenBerücksichtigung der Zeit in der ereignisdiskretenSimulation war es möglich zu analysieren,wann genau in der auf zwölf Monateveranschlagten Umbauzeit es zu Engpässenkommen würde. Im Einzelnen konnte auchprognostiziert werden, welche Teile undwelche Lieferungen in welchen Konstellationenfür eine Überbelegung welcher Lagerflächenbzw. eine Überlastung der Kräneverantwortlich sein würden. Die detailliertenErgebnisse und Analysen haben es dem Auftragnehmerletztlich ermöglicht, den Auftraggebervon der Notwendigkeit einer Änderungder ursprünglichen Planung zuüberzeugen. Der in diesem Projekt entstandeneNutzen ist immens. Er liegt in der Abwendungdes Schadens, der sowohl für denAuftragnehmer als auch für den Auftraggeberentstanden wäre, wenn das Bauvorhabenmit den ursprünglich vorgesehenen Ressourcenbegonnen worden wäre. Es wären allerVoraussicht nach deutliche Verzögerungenim Bauablauf durch Probleme bei Anlieferungund Lagerung der Baumaterialien entstanden.Es liegt in der Natur der Sache, dasssich der genau Nutzen nicht beziffern lässt,weil die Schwierigkeiten dank des Simulationsprojektesvermieden werden konnten.Laut Angaben von Auftraggeber und Auftragnehmerübersteigt er jedoch die Aufwendungenfür die Simulation bei weitem.

148 Simulation von Unikatprozessen aus Sicht eines Spezialisten für SimulationsdienstleistungenFestzuhalten ist für die in diesem Abschnittbeschriebenen Beispiele, dass sich der Simulationseinsatzjeweils bezahlt gemacht hat.Gleichzeitig haben diese Erfolge allerdingsnicht dazu geführt, dass Simulation dauerhaftin den beteiligten Unternehmen etabliertworden wäre. Das leitet direkt zur Diskussionvon Erfolgsfaktoren für einen nachhaltigenSimulationseinsatz im nun folgendenAbschnitt über.Erfolgsfaktoren und ErfolgsaussichtenDie Diskussion der Herausforderungen undder Beispiele macht deutlich, wie wichtig eineNutzenargumentation für den Einstieg indie Simulationstechnologie und für die Entscheidungüber einzelne Simulationsprojekteist. Es liegen allerdings in vielerlei Hinsichten„Welten“ zwischen der Durchführungvon Simulationsprojekten im Einzelfall aufder einen Seite und der dauerhaften Verankerungvon Simulationstechnologie in derUnternehmensorganisation auf der anderenSeite. Wenn es, wie in vielen Unternehmender Automobilbranche oder bei der FSG, gelingt,Simulation langfristig und nachhaltigzu nutzen, reduziert sich in der Regel derAufwand für die Bereitstellung von Simulationsergebnissendeutlich. Das liegt daran,dass dann eben nicht für eine einzelne Studieaufwändig Daten gesammelt, Prozesse analysiertund Modelle erstellt werden müssen,sondern dass der Großteil der Daten vorhandenoder aber zumindest klar definiert ist,wie die Daten zu beschaffen sind, und dassvorhandene Modelle im besten Fall unmittelbargenutzt oder nur auf den neuestenStand gebracht werden müssen. Insgesamtist die dauerhafte und langfristige Nutzungder Technologie geeignet, die Kosten-Nutzen-Relation des Simulationseinsatzesdeutlich zu verbessern.Die Erfolgsfaktoren für eine solche dauerhafteNutzung sind interessanterweise zumüberwiegenden Teil organisatorischer undnur zum geringen Teil technischer Natur,und damit nicht in erster Linie von den Besonderheitender Unikatprozess abhängig. Zuden Erfolgsfaktoren zählen (vgl. Mayer undSpieckermann 2010): die Entscheidung für eine unternehmensoderbranchenweit einheitliche Softwareplattform, Standards hinsichtlich der Gestaltung vonEingangsdaten, Schnittstellen und Simulationsmodellen, Definition und kontinuierliche Bereitstellungvon Ressourcen für die Betreuungvon Simulationsprojekten in der Unternehmensorganisation, eingearbeitete und ausgebildete Mitarbeitermüssen sich mittel- bis langfristig mitzumindest 50 % ihrer Kapazität um Simulationsaufgabenstellungenkümmernkönnen und es muss sichergestellt werden, dass miteinem Wechsel eines Mitarbeiters das Simulations-Know-Howim Unternehmenerhalten bleibt.Das Beispiel der FSG ist gut geeignet zu unterstreichen,wie wichtig Kontinuität im personellenBereich ist. Hier hatte ein kleinerKreis von Personen über viele Jahre hinwegdie Möglichkeit mit Unterstützung durch dasManagement an Abläufen, Strukturen, Datenund Modellen zu arbeiten – mit den oben beschriebenenErfolgen.Inwiefern sich diese Erfolge auf andereUnternehmen mit Unikatprozessen übertragenlassen, wie also die Erfolgsaussichtendes Simulationseinsatzes etwa in der Bauindustriesind, ist nicht in erster Linie eineFrage der Technologie – diese Einschätzungsollte mittlerweile deutlich geworden sein.Ausschlaggebend wird vielmehr sein, dasssich Unternehmensverantwortliche finden,die – ähnlich wie bei der FSG seit 1997 geschehen– ein solides, langfristig tragfähigesFundament für den Einsatz von Simulationstechnologiein ihrem Unternehmen legen. Esgibt durchaus Indizien dafür, dass das auchin Unternehmen der Bauindustrie gelingenkann. Die Zeiträume, bis diesbezüglich überErfolgsbeispiele referiert werden kann, werdensich allerdings eher in Jahren als in Monatenmessen.

Simulation von Unikatprozessen aus Sicht eines Spezialisten für Simulationsdienstleistungen 149Zusammenfassung und AusblickDieser Artikel hat versucht, einen kritischenBlick auf Herausforderungen und Erfolgschancendes Simulationseinsatzes in derUnikatfertigung zu werfen. Dabei galt derFokus in erster Linie kommerziellen und organisatorischenAspekten und nur am Randeden technischen Unterschieden zur stationärenIndustrie. Illustriert wurden diese Aspekteanhand von Fallbeispielen aus demSchiffbau und aus der Bauindustrie sowiedurch die Betrachtung einiger Veröffentlichungen.Insgesamt hat sich gezeigt, dass esin der Zukunft vor allem darum gehen muss,vorhandene Ansätze aus der Forschung indie unternehmerische Praxis zu überführenund von Pilotanwendungen zur nachhaltigenVerankerung in der Unternehmensorganisationzu gelangen – ein Prozess, der sichernoch einige Jahre in Anspruch nehmen wird.LiteraturBayer, J.; Collisi, T.; Wenzel, S. (Hrsg): Simulationin der Automobilindustrie,Springer, Berlin, 2002.Beißert, U.; König, M.; Bargstädt, H.-J.: Simulationvon Ausführungsstrategien mitHilfe von Soft Constraints und lokalerSuche. In: Rabe, M. (Hrsg.): Advances inSimulation for Production and LogisticsApplications, Tagungsband der 13.ASIM-Fachtagung, Fraunhofer IRB,Stuttgart, S. 141-150, 2008.Caprace, J.-D.; Da Silva, C.; Rigo, P.; MartinsPires, F.: Discrete Event ProductionSimulation and Optimisation of ShipBlock Erection Process. In: Bertram, V.(Hrsg.): COMPIT’11, Proceedings of the10th International Conference on Computerand IT Applications in the MaritimeIndustries, TU Hamburg-Harburg,S. 271-284, 2011.Chahrour, R.; Tulke, J.: Anbindung der Simulationan eine BIM-Umgebung, Chancenund Anforderungen im Vergleich zurTerminplanung. In: Franz, V. (Hrsg.): 2.IBW-Workshop Simulation von Unikatprozessen– Neue Anwendungen ausForschung und Praxis. Tagungsband,Kassel University Press, S. 63-79, 2011.Franz, V.: Simulation von Bauprozessen mitHilfe von Petri-Netzen. In: Hohmann, G.(Hrsg.): Simulationstechnik, Tagungsbanddes 13. ASIM-Symposiums, Weimar,SCS Europe BVBA, Ghent, S. 47-60, 1999.Flemming, C.; Schach, R.: Zum Begriff derSimulation. In: Franz, V.. (Hrsg.): 2.IBW-Workshop Simulation von Unikatprozessen– Neue Anwendungen ausForschung und Praxis. Tagungsband,Kassel University Press, S. 1-10, 2011.Günthner, W.; Borrmann, A. (Hrsg.): DigitaleBaustelle – innovativer Planen, effizienterAusführen. Springer, Berlin, 2011.Huhnt, W.; Enge F.: Simulationsmodelle fürdie Ausführung von Bauleistungen. In:Franz, V.. (Hrsg.): 1. IBW-WorkshopSimulation in der Bauwirtschaft. Tagungsband,Kassel University Press, S.29-50, 2007.Jahangirian, M.; T. Eldabi, A. Naseer, L.K.Stergioulas, T. Young: Simulation inmanufacturing and business: A review,European Journal of Operational Research203, 1-13, 2010.Kugler, M.; Franz, V.: Entwurf eines multiagentenbasiertenReferenzmodells fürSimulation im Hochbau. In: Franz, V.(Hrsg.): 1. IBW-Workshop Simulation inder Bauwirtschaft. Tagungsband, KasselUniversity Press, S. 69-83, 2007.Kugler, M.; Franz, V.: Einsatz von Simulationzur Effizienzsteigerung von Produktionsprozessenim Bauwesen. In: Rabe, M.(Hrsg.): Advances in Simulation for Productionand Logistics Applications.Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart, S. 151-160, 2008.Law, A.: Simulation Modeling and Analysis,4. Auflage, McGraw-Hill, Boston, 2007.Lorenz, P.; Schulze, T.: Layout Based ModelGeneration. In: Alexopoulos, C.; Kang,K. (Hrsg.): Proceedings of the 1995WSC, ACM Press, New York, S. 728-735, 1995.Majohr, M. F.; Rose, O.; Völker, M.: SimulationsbasierteHeuristik zur personalori-