Identifikation und Analyse von Wechselwirkungen in einem soziotechnischen System: Eine agentenbasierte Modellierung und Simulation am Beispiel einer Trafostationfertigung

Die zunehmende Komplexität in modernen Produktionssystemen stellt Unternehmen vor erhebliche Herausforderungen, insbesondere in Bezug auf die Identifikation und Steuerung interner Wechselwirkungen zwischen Mensch, Maschine und Organisation. In soziotechnischen Fertigungsumgebungen führen dynamische Wechselwirkungen zwischen operativen Entscheidungen, logistischen Abhängigkeiten und strategischen Zielsetzungen dazu, dass traditionelle, deterministische Modellierungsansätze schnell an ihre Grenzen stoßen. Da diese Modelle oft nur eingeschränkt in der Lage sind, die nichtlinearen und adaptiven Prozesse innerhalb eines Produktionssystems abzubilden, sind neue methodische Ansätze erforderlich, um eine realitätsnahe Analyse und Optimierung zu ermöglichen. Die vorliegende Arbeit untersucht daher die Eignung agentenbasierter Modellierung und Simulation als Instrument zur besseren Erfassung und Steuerung solcher Systeme im industriellen Umfeld. Als Anwendungsfall dient eine neu aufgebaute Fertigung für Trafostationen in einem Industrieunternehmen, deren Produktionsprozesse mithilfe einer agentenbasierten Simulation in der Softwareumgebung AnyLogic implementiert wurden. Der Modellierungsansatz basierte auf einer iterativen Bottom-up-Entwicklung, bei der der Industriepartner frühzeitig und eng in den Prozess eingebunden wurde. Dies erwies sich als essenziell, um eine realitätsnahe Abbildung der Fertigungsdynamik zu gewährleisten und den Fortschritt der Simulation gezielt voranzutreiben. Der Schwerpunkt der Simulationsstudie lag auf der Untersuchung der Einflussfaktoren, die zur Produktionsleistung und Stabilität des Systems beitragen. Besondere Aufmerksamkeit galt dabei der Steuerungslogik der Vorfertigung, der Materialverfügbarkeit sowie den organisatorischen Rahmenbedingungen in der Montage. Die Ergebnisse der Simulation zeigen, dass nicht allein die Ressourcenverfügbarkeit die Produktionsleistung im untersuchten System bestimmt, sondern vielmehr die Art und Weise, wie Materialflüsse und Arbeitsabläufe koordiniert werden. Besonders deutlich wurde, dass eine übergreifende Zielvorgabe, die alle Ebenen des Unternehmens einheitlich ausrichtet, nicht ausreichend verankert ist. Dies führt dazu, dass Potenziale zur Prozessoptimierung ungenutzt bleiben und Entscheidungen je nach Perspektive unterschiedlich priorisiert werden. Darüber hinaus verdeutlicht die Simulationsstudie, wie anspruchsvoll die präzise Erfassung des Ist-Prozesses in einem dynamischen Produktionsumfeld ist. Diese komplexen Wechselwirkungen innerhalb der Fertigung sind selbst für die Verantwortlichen vor Ort schwer zu erfassen. Die Validierung der Simulation erwies sich hier als wertvolles Mittel, um den Ist-Prozess realitätsnahe abzubilden und eine belastbare Datengrundlage zu schaffen. Die gewonnenen Erkenntnisse verdeutlichen die Stärke der agentenbasierten Modellierung bei der Analyse und Optimierung von soziotechnischen Fertigungsprozessen. Zudem zeigt die Arbeit, dass die agentenbasierte Simulation nicht nur für Großunternehmen mit umfangreichen Ressourcen anwendbar ist, sondern auch unter eingeschränkten Rahmenbedingungen effektiv implementiert werden kann.