Einführung
Ausgehend von den konzeptionellen Grundmodellen und den identifizierten Approximationsschemata werden in diesem Arbeitsbereich Modelle und Methoden zur Unterstützung von Entscheidungen der strategischen Fabrikplanung und des operativen Betriebs energieflexibler Fabriken entwickelt.
Zunächst wird im Rahmen einer detaillierten Literaturrecherche untersucht, ob quantitative Modelle und Methoden ähnlicher Struktur und Klasse bereits erarbeitet wurden. Daran anknüpfend werden Referenzmodelle zur Integration von Aspekten der Energiebereitstellung in produktionswirtschaftliche Modelle entwickelt. Die Modellstruktur muss dabei so gewählt werden, dass sowohl die stochastische Natur des Problems realitätsnah dargestellt als auch die spezifischen Zielvorstellungen des Anwenders hinsichtlich einer flexiblen, wirtschaftlichen und ökologischen Produktion abgebildet werden.
Modellierungsaspekte
Sollen ebendiese Zielvorstellungen im Rahmen eines quantitativen Modells adäquat abgebildet werden, so führt ein möglicher Lösungsansatz über die sogenannte Mehrzieloptimierung. Denn bekanntlich ist die Stromerzeugung in emissionsintensiveren Kraftwerken (Kohle und Gas) kostengünstiger als beispielsweise in emissionsärmeren wie Atomkraftwerken. Somit besteht in diesem Fall Konkurrenz zwischen dem Ziel der Minimierung von Energiekosten und der Minimierung von Emissionen. Im Fokus stehen zunächst die folgenden Ziele:
- Minimierung der Gesamtdurchlaufzeit,
- Minimierung der Energiekosten,
- Minimierung der Emissionen.
Im Rahmen der Modellierung müssen jedoch auch Restriktionen zu unterschiedlichen Betriebszuständen und zum flexiblen Einsatz erneuerbarer Energien eingearbeitet werden. Zudem werden softwaregestützte Szenariorechnungen vollzogen. Abschließend werden die erarbeiteten Referenzmodelle mithilfe mathematischer Modellierungssysteme validiert.
Verknüpfung zum Arbeitsbereich Mensch-Maschine-Schnittstelle
Aus dem Vergleich interaktiver und vollautomatischer Formen der Entscheidungsunterstützung werden anschließend in enger Abstimmung mit dem Arbeitsbereich Mensch-Maschine-Schnittstelle Handlungsempfehlungen für die Gestaltung zukünftiger Planungssysteme abgeleitet. In einem zweiten Schritt sollen auch die Auswirkungen auf die Planung von im Verbund betriebenen Fabriken untersucht werden. Dies betrifft insbesondere die Wahl des Standorts, aber auch die Zuordnung von Produktionen zu Standorten.