Institut für Maschinenelemente (IMA)

REALIST

Programmpaket zur Modellierung und Simulation höherer Petrinetze (Petrinetz-Tool)

Das REALIST (Reliability, Availability, Logistics and Inventory Simulation Tool)-Programmpaket ermöglicht die realitätsnahe Modellierung, Simulation und Analyse moderner technischer System mittels höheren Petrinetzen. Der Einsatz des Tools verhilft Anwendern zu einer vollständigen Analyse ihrer Systeme unter Einbezug aller mit dem Betrieb in Verbindung stehender Aspekte. Durch das Abbild des Systems können beispielsweise notwendige Instandhaltungen sowie vorzuhaltende Kapazitäten geplant und optimiert werden. Dies führt zu erhöhten Verfügbarkeiten, einer gesteigerten Produktivität und Kostenreduktionen.

Funktionsumfang

Das REALIST-Programmpaket besteht aus zwei ineinander aufbauender Anwendungstools: dem REALIST-Editor und dem REALIST-Simulation Programmteil.

Der REALIST-Editor ermöglicht die Erstellung eines Systemmodells mit höheren Petrinetzen. Das gewünschte System kann mit erweiterten stochastischen Petrinetzen (ESPN), erweiterten farbigen stochastischen Petrinetzen (ECSPN) oder als verbundenes Systemmodell (CSM) graphisch modelliert werden. REALIST-Simulation führt die anschließende Systemanalyse mittels Monte-Carlo-Simulation durch.

Beide Programmteile bieten eine intuitive graphische Benutzeroberfläche zur einfachen und anwendungsorientierten Nutzung. Das REALIST-Programmpaket steht sowohl in deutscher als auch in englischer Sprache zur Verfügung.

Editor (c)
REALIST-Editor

  

Simulation (c)
REALIST-Simulation

Leistungsmerkmale

Innerhalb der über REALIST ermöglichten Modellierung mit Hilfe der erweiterten stochastichen Petrinetze (Extended Stochastic Petri Nets, ESPN), der erweiterten farbigen stochastischen Petrinetze (Extended Colored Stochastic Petri Nets, ECSPN) und der verbundenen Modellierung (Conjoint System Model, CSM) können vielfältige Aspekte des Betriebs eines modernen technischen Systems erfasst werden.

Ausgewählte Leistungsmerkmale des REALIST-Programmpakets sind:

 

  • Nebenläufigkeit / Synchronisation, Chronologische Abläufe, Konkurrenzsituationen, Warteschlagenverhalten
  • Logikbedingungen
  • Dynamische Änderungen des Systemverhaltens, zeitliches / stochastisches Systemverhalten
  • Unscharfe Eingangsinformationen
  • Betriebsplan
  • Einsatzprofil
  • Zuverlässigkeitsstruktur, System- und Komponentenzustände
  • Konstante und zeitabhängige Ausfallraten, dynamisch veränderliches Ausfallverhalten
  • Fehlerfortpflanzung, Ausfallabhängigkeiten
  • Alterung
  • Mehrere Betriebszustände
  • Material- und Informationsfluss
  • Produktionsstruktur, Produktionslinien
  • Warteschlangendisziplinen, Prioritäten
  • Produktionsabhängigkeiten
  • Funktionszustände, Funktionsabläufe
  • Funktionslogiken, Funktionale Abhängigkeiten
  • Korrektive, präventive und zustandsorientierte Instandhaltung, Inspektionen, individuelle Instandhaltungsstrategien
  • Dynamische Gruppierung von Maßnahmen
  • Erneuerungsgrad
  • Ersatzteillogistik und Instandhaltungskapazitäten
  • Instandhaltungsabhängigkeiten
  • Dauerabhängige Kosten
  • Anzahlbezogene Kosten
  • Variable Kosten und Erlöse

Die umfassende Modellierungsmöglichkeit mit REALIST erlaubt damit die realitätsnahe Beschreibung des Systems nahezu ohne Einschränkungen. So können neben Systemaspekten auch Informationen zum Betrieb und externen Ressourcen sowie Aspekte auf Komponenten-, Instandhaltungs- und Kostenebene berücksichtigt werden.

Mittels einer optimierten Monte-Carlo-Simulation können die Systemmodelle analysiert werden. So können operative Kennwerte der Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Instandhaltbarkeit und Kosten ermittelt und Anforderungen aus Lasten- und Pflichtenheften nachgewiesen werden. Instandhaltungsstrategien können hinsichtlich Kosten und Produktivität optimiert werden. Dies bildet die Grundlage für eine nachhaltige Steigerung der Verfügbarkeit sowie zur Kostensenkung.

Der Funktionsumfang des REALIST-Programmpakets wird auf Basis aktuellster Forschungsergebnisse stetig fortentwickelt und erweitert.

Anwendungsspektrum

Die Hauptanwendung findet das REALIST-Programmpaket in der Analyse komplexer technischer Systeme. Es ergibt sich ein breites Anwendungsspektrum:

  • Fahrzeug- und Maschinenbau
  • Werkzeugmaschinen- und Anlagenbau
  • Produktionsprozesse
  • Logistikprozesse
  • Energietechnik und Windkraftanlagen
  • Luft- und Raumfahrttechnik

Durch die immer größer werdende Komplexität der Systeme und die steigenden Anforderungen an Verfügbarkeit und Produktivität, besteht die Notwendigkeit eines optimalen Systemabbildes. Damit können Systeme und Prozesse analysiert und deren Verhalten prognostiziert sowie Anforderungen nachgewiesen werden. Analyseergebnisse bilden die notwendige Entscheidungsbasis zur Verbesserung interner und externer Prozesse und die Auslegung der Systeme. Produktions- und Instandhaltungsprozesse können geplant und optimiert werden.

Referenzen

Das REALIST-Programmpaket wird in aktuellen Forschungs- und Industrieprojekten genutzt. Ausgewählte Partner:

  • Festo AG & Co. KG
  • VDW (Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V.)
  • Graduate School of Excellence advanced Manufacturing Engineering (GSaME)

Zusätzlich findet das RELALIST-Programmpaket in der Lehre im Grund- und Fachstudium (Bachelor & Master) an der Universität Stuttgart sowie an ausgewählten Hochschuleinrichtungen im In- und Ausland Anwendung.

Weitere Informationen & Ansprechpartner

Weitere Informationen zum REALIST-Programmpaket erhalten Sie über unseren Ansprechpartner:

Frank Müller

Kontakt Bereichsleitung Zuverlässigkeitstechnik

Martin Dazer
Dr.-Ing.

Martin Dazer

Bereichsleiter Zuverlässigkeitstechnik

 

Institut für Maschinenelemente (IMA)

Pfaffenwaldring 9, 70569 Stuttgart

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