Stoffstromnetzbasierte Optimierung von Produktionssystemen*Optimization of Production Systems Using Material Flow Networks

Abstract

Stoffstromnetzbasierte Softwaretools werden heute von zahlreichen Unternehmen eingesetzt, um komplexe Produktionssysteme zu analysieren und zu verbessern. Stoffstromnetze sind eine spezielle Technik der Stoffstromanalyse, deren intuitiver Modellierungsansatz die Identifizierung von Optimierungspotenzialen begünstigt. Eine automatische Modelloptimierung ist dagegen bislang nicht möglich. Hier werden der Prototyp eines stoffstromnetzbasierten Optimierungswerkzeugs sowie numerische Ergebnisse zur Konvergenzgeschwindigkeit der implementierten Optimierungsalgorithmen vorgestellt. Durch die Anwendung des Optimierungswerkzeugs auf ein Planungsproblem aus der Abfallwirtschaft werden die Vorteile einer Integration von Stoffstromanalyse und Optimierung illustriert.

Material flow networks are a specific technique for material flow analysis. Software tools based on this method have been used by many companies to analyze and improve complex production systems. While their intuitive modeling approach strongly enhances the identification of optimization potentials, automatic model optimization is not yet possible. This article presents the prototype of a material flow based optimization tool. Numerical results on the convergence of the implemented optimization algorithms are provided. The added value of integrating optimization with material flow analysis is illustrated by applying the software tool to a real optimization problem from the waste industry.

Stoffstromnetze werden von vielen Unternehmen im Rahmen des betrieblichen Energie‐ und Stoffstrommanagements für die Schwachstellenanalyse ihrer Produktionssysteme eingesetzt. Der Prototyp eines stoffstromnetzbasierten Optimierungswerkzeugs wird vorgestellt, im Hinblick auf seine Leistungsfähigkeit getestet und auf das Fallbeispiel eines Müllheizkraftwerks angewendet.