Simulation als Entscheidungsgrundlage für die FTS-Planung
Bei der Planung eines Fahrerlosen Transportsystems (FTS) gehört eine Frage zu den wichtigsten überhaupt: Wie viele Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) werden tatsächlich benötigt? Eine zu geringe Anzahl gefährdet den Durchsatz. Eine zu hohe Anzahl verursacht unnötige Investitionskosten. Warum sich diese Frage nicht mit einer statischen Berechnung beantworten lässt, zeigt dieser Praxisbericht aus der automatisierten Montagetechnik.
Ausgangslage: Vollautomatische Montage auf FTS-Basis
Ein führender Systemintegrator für automatisierte Montagetechnik plante eine vollautomatische Fahrzeugmontagelinie. Kern des Konzepts: Sämtliche Transportaufgaben innerhalb der Linie übernehmen Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF). Dazu gehören die Übernahme von Batterien durch einen Heber, die Batterie-Fahrzeug-Hochzeit sowie eine Reihe weiterer automatisierter Montageschritte.
Bevor ein einziges Fahrzeug bestellt wurde, stellten sich die Projektverantwortlichen drei zentrale Fragen:
- Schafft das System den geforderten Durchsatz?
- Wie viele FTF werden tatsächlich benötigt?
- Hält das geplante Batterieladekonzept im laufenden Betrieb stand?
Drei Herausforderungen, die keine statische Berechnung löst
1. Stop-and-go und Fließlinie im selben System
Die geplante Linie kombinierte zwei Betriebsprinzipien, die unterschiedlichen Logiken folgen: Stationen, an denen die FTF im Takt halten, und Bereiche, in denen sie kontinuierlich fahren. Diese Kombination erzeugt Wechselwirkungen, die sich mit klassischen Auslegungsformeln nicht zuverlässig abbilden lassen. Sie beeinflussen den erreichbaren Durchsatz erheblich.
2. Reales Fahrverhalten beeinflusst die Ergebnisse
FTF beschleunigen und verzögern. Das klingt selbstverständlich, wird in der statischen Planung aber regelmäßig vernachlässigt. In einer eng getakteten Montagelinie summieren sich diese Zeiten zu einem relevanten Faktor. Wer sie ignoriert, plant an der Realität vorbei.
3. Das Batterieladekonzept der FTF
FTF benötigen Energie. Wann welches Fahrzeug lädt, wie viele Ladepunkte erforderlich sind und wie sich das Laden auf die Verfügbarkeit und damit auf den Durchsatz auswirkt, sind Fragen, die sich nur im zeitlichen Verlauf beantworten lassen. Eine statische Betrachtung liefert hier keine belastbaren Aussagen.
Der Simulationsansatz: Dynamische Abbildung statt Daumenregel
Mit Plant Simulation wurde die gesamte Linie in einem detaillierten Modell abgebildet. Das Modell berücksichtigte das reale Beschleunigungs- und Verzögerungsverhalten aller Fahrzeuge, den Betriebsmix aus Stop-and-go und Fließbetrieb sowie ein automatisches Lademanagement mit verschiedenen Strategievarianten.
Statt einer einzigen Konfiguration wurden mehrere Szenarien verglichen: unterschiedliche FTF-Anzahlen, verschiedene Layoutvarianten und alternative Ladestrategien. So ließ sich der Lösungsraum systematisch eingrenzen, bis die optimale Konfiguration identifiziert war.
Ergebnisse: Keine Überraschungen nach dem Go-live
Die Simulationsstudie lieferte klare Antworten auf alle offenen Fragen:
- Der geforderte Durchsatz wurde nachgewiesen.
- Die optimale Anzahl an FTF wurde bestimmt.
- Das Layout wurde validiert.
- Das Batterieladekonzept wurde abgesichert.
Alle Projektbeteiligten arbeiteten auf einer gemeinsamen Entscheidungsbasis.
Damit standen bereits vor der Realisierung belastbare Entscheidungsgrundlagen für Fahrzeuganzahl, Layout und Ladekonzept zur Verfügung.
Das übergeordnete Learning: FTS-Planung braucht dynamische Methoden
Dieser Praxisfall ist kein Einzelfall. In Projekten zur Planung Fahrerloser Transportsysteme treten dieselben Fragestellungen immer wieder auf, unabhängig davon, ob es um Fahrzeugmontage, Intralogistik oder Produktionsversorgung geht.
Ob Fahrzeugmontage, FTS im Blocklager eines Getränkeherstellers oder Mischverkehr in der Reifenfertigung: Simulationsprojekte bei SimPlan zeigen immer wieder dieselben Fragestellungen:
- Wie viele Fahrzeuge werden tatsächlich benötigt?
- Wo entstehen unter realen Betriebsbedingungen Engpässe?
- Hält das Konzept auch unter Lastspitzen?
Wer diese Fragen erst nach dem Go-live beantwortet, zahlt dafür, beispielsweise durch Umbaukosten, Durchsatzprobleme oder einen überdimensionierten Fahrzeugpark.
Simulation ist dabei keine optionale Ergänzung. Sie schafft belastbare Entscheidungsgrundlagen, bevor Investitionen in Fahrzeuge, Layout oder Infrastruktur erfolgen.
Sie planen ein FTS-Projekt?
Planen Sie ein Fahrerloses Transportsystem oder möchten die optimale Anzahl an FTF bestimmen? Wir unterstützen Sie mit Simulationsstudien zur Auslegung von Fahrzeugflotten, Materialflüssen und Ladekonzepten.
Weitere Fallstudien, Fachbeiträge und Praxisbeispiele finden Sie im SimPlan-Blog und im SimPlan-Podcast.
