Entwicklung einer Methodik zur ganzheitlichen Simulation eines auf Verwaltungsschalen basierten dezentralen Flugzeugproduktionssystems

Abstract

Zur Bekämpfung des menschengemachten Klimawandels muss die Luftfahrtindustrie ihren Beitrag leisten. Sie allein hat einen Anteil von 5% am menschengemachten Klimawandel. Um die Transformation zu einer klimaneutralen Luftfahrt zu ermöglichen sind neue und disruptive Technologien wie Wasserstoffantriebe, Brennstoffzellen und elektrisches Fliegen notwendig. Diese wiederum erfordern die Entwicklung neuer und unerprobter Flugzeugkonzepte. Um dies zu ermöglichen, ist es wichtig, die Entwicklungsprozesse in der Luftfahrt zu beschleunigen. Eine Methode hierzu ist der digitale Faden, welcher es erlaubt alle Lebenszyklusphasen eines Flugzeugs miteinander zu verknüpfen. Dies ermöglicht wiederum die Bewertung von Entscheidungen bereits früh im Entwicklungsprozess. Dies erlaubt es unter anderem die Produktion frühzeitig in die Entwicklung miteinzubeziehen, um den Einfluss von Entwicklungsentscheidungen auf die Produzierbarkeit zu überprüfen. Das Konzept der Verwaltungsschale (Asset Administration Shell) (AAS) im Besonderen bietet die Möglichkeit der Umsetzung eines modernen, flexiblen und robusten Produktionssystems. Um die Produzierbarkeit eines Flugzeugs im Rahmen eines auf AAS basierenden Produktionssystems zu bewerten sind Methoden notwendig mithilfe derer die Produktionsprozesse in frühen Entwicklungsstadien modelliert und simuliert werden können. Zu diesem Zweck wurde im Rahmen dieser Arbeit eine Methodik entwickelt zur Modellierung und Simulation von auf AAS basierenden Produktionssystemen. Diese Methodik wurde anschließend auf einen Anwendungsfall in der Flugzeugproduktion angewendet. Zu diesem Zweck wurde ein reales auf AAS basierendes Produktionssystem modelliert. Der gewählte Anwendungsfall wurde sowohl im realen Produktionssystem ausgeführt und im modellierten Produktionssystem simuliert. Die Genauigkeit der Simulation wurde durch einen Vergleich zwischen dem simulierten Produktionsprozess und dem real ausgeführten Produktionsprozess diskutiert.