Forschungsgruppe Simulation & Optimization
Experimentieren Sie im Simulator und nicht in der Realität!
Darum simulieren wir
Märkte, Firmenstrukturen und -prozesse werden nicht nur komplexer, sie verändern sich auch immer schneller. Kürzere Zyklen erfordern eine rasche Neugestaltung und Anpassung von internen und externen Strukturen und Abhängigkeiten.
Unsere angewandte Forschung bringt neuste Methoden aus der Theorie in die Praxis. Damit können wir mit unseren Partnern individuelle und innovative Lösungen entwickeln.
Wir helfen Ihnen, Rationalisierungspotentiale besser zu erkennen und zu quantifizieren, dynamische und komplexe Prozesse besser zu verstehen und zu beherrschen. Mit unserer Unterstützung in der richtigen Fragestellung ergibt sich für Sie eine wesentlich verbesserte Planungsqualität.
Mit benutzerfreundlichen Simulationstools können Sie Ihre Systemparameter einfach und beliebig verändern, um effizient und risikolos die optimale Lösung Ihres Problems zu ermitteln.
Die Forschungsgruppe detailliert
Unser Team
Prozesse verstehen, simulieren und Nutzen schaffen
Motivation
Wir alle wollen
- Ressourcen effizient nutzen
- Risiken meiden
- Prozesse entflechten
- Abhängigkeiten verstehen
- Quantifizierte (und qualifizierte) Entscheidungsgrundlagen erarbeiten
«An der Schnittstelle zwischen Forschung und Praxis erreichen wir Ihre Ziele innovativ und nachhaltig.»
Vorgehen
Wir unterstützen Sie indem wir
- Ihre komplexen Prozesse und Systeme analysieren
- die Zusammenhänge auf das Wesentliche reduzieren
- dynamische Modelle entwickeln
- Abläufe visualisieren
- Optimierungsverfahren einsetzen
«Wir lösen komplexe Fragestellungen mit Simulation und Optimierung.»
Nutzen
Für Sie resultieren aus unseren Projekten
- Analysen Ihrer aktuellen Situation und Handlungsempfehlungen
- Simulationsmodelle zur quantitativen Unterstützung Ihrer Entscheidungen
- Visualisierungen zum besseren Prozessverständnis
- Tools zur Unterstützung der strategischen und operativen Planung und innovative Lösungen
«Wir experimentieren mit Ihnen im Simulator für eine planbare und ökonomische Realität.»
Projekte
Seit 1991 hat die Forschungsgruppe mehr als 300 Projekte aus den Bereichen Anlagen- und Maschinenbau, Lebensmittelindustrie und Chemie, Spitallogistik und Medizintechnik, Strassen- und Flugverkehr, Personenfluss, Dienstleistung und Armee realisiert. Einige Referenzprojekte stellen wir gerne vor.
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Digitaler Zwilling für die Produktionsplanung und -steuerung in der variantenreichen Serienfertigung (TwinPlan)
Digitale Innovation zur Verbesserung der Termintreue: Die Schmid Elektronik AG steht vor der Herausforderung, die Termintreue trotz hoher Produktvielfalt und kundenspezifischen Kleinserien zu verbessern. Um diese zu meistern, setzt das Unternehmen auf einen digitalen Planungszwilling, der…
abgeschlossen, 05/2024 - 10/2024
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End-to-End Data Driven Design of After-Sales-Services for Digital Cutters
This project supports the after-sales service business for cutting machines with an end-to-end approach combining dynamic monitoring, fault diagnostics, and service simulations into a decision support model. This model helps the service organization grow business and reduce costs.
abgeschlossen, 04/2022 - 09/2024
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Simulation Kakao Supply Chain
Die Lindt & Sprüngli AG importiert Kakaobohnen von verschiedenen Lieferanten, verarbeitet sie in der Schweiz zu Kakaomasse und stellt daraus Schokolade her. Die Kakao Supply Chain soll längerfristig in Bezug auf die Effizienz und die Qualitätssicherung optimiert werden. In diesem Projekt wird ein…
abgeschlossen, 03/2022 - 06/2023
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Smart Hospital – Integrated Framework, Tools & Solutions (SHIFT)
Das Spital der Zukunft wird ein anderes sein, als wir es heute kennen. Durch den konsequenten Einsatz neuer Organisationsformen, digitaler Technologien und mittels der Vernetzung von Abläufen und Daten wird das Spital kontinuierlich in ein intelligentes System transformiert: das . Darin steht der…
abgeschlossen, 01/2022 - 06/2025
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Reinforcement Learning Analysis Framework
Das Ziel dieses Projekts ist es, einen Rahmen zu schaffen, der die Entwicklung von RL-Lösungen für reale Anwendungen erleichtert. Dies ist notwendig, da sich die akademische Literatur in der Regel auf spezifische Algorithmen konzentriert und sich die Ansätze für verschiedene Regionen im…
abgeschlossen, 01/2022 - 12/2022
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Simulationsbasierter Vergleich einer End-to-End- und einer Platform-Konfiguration für Spritzgussanlagen
Für eine neue Produktionslinie hat der Projektpartner zwei Layout-Vorschläge erhalten und wollte diese bezüglich ihrer Tauglichkeit und Performance vergleichen. Beim Spritzgussverfahren kann es zu Ausfällen einzelner Spritzguss-Kavitäten kommen, was zu systematischen oder zufälligen Fehlteilen…
abgeschlossen, 09/2021 - 12/2021
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PE(K)O Sustain – Physikalisch modifizierte Öle als nachhaltige Alternative zu tropischen Fetten für die Back- und Süsswarenindustrie
Palmfettersatz in Back- und Süsswaren
abgeschlossen, 08/2021 - 07/2024
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Designing Business Models for the IoT
Dieses Projekt zielt auf die Entwicklung einer Geschäftsmodell-Simulationssoftware zur Evaluierung von IoT-Geschäftsmodellen ab. Der ganzheitliche Ansatz nutzt fortschrittliche Simulationsmethoden und wird neue Umsatzmöglichkeiten für Schweizer Fertigungsunternehmen schaffen.
abgeschlossen, 01/2021 - 07/2022
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Digitale Simulation des Impfzentrums Winterthur
Erstellung eines digitalen Zwillings (DES) zur Optimierung der Prozesse
abgeschlossen, 01/2021 - 12/2021
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A top-down indicator of lean-green alignment in small and medium-sized enterprises
Um die Herausforderung der globalen Erwärmung anzugehen, hat die UNFCCC mehrere Initiativen ins Leben gerufen, um Finanzkapital in Dekarbonisierungsbemühungen zu lenken. Unter den Investoren steigt die Nachfrage nach Investitionsvehikeln, die sowohl ökologische Nachhaltigkeit als auch…
abgeschlossen, 01/2021 - 11/2021
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Predicitve Waste Management for SBB Train Stations
Wir entwickeln ein System zur Optimierung der Abfallsammlung und -entsorgung an den Bahnhöfen der SBB. Das neue System wird ein Sensornetzwerk für den Füllstand des Containers, einen neuartigen Algorithmus zur Vorhersage der Abfallansammlung und modernste Methoden zur simulationsbasierten…
abgeschlossen, 09/2020 - 01/2022
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Datengetriebene Entscheidungsunterstützung bei intrakraniellen Aneurysmen und in der Spitalgastronomie mittels Bayes'schen Netzwerken
Klinische Entscheidungen in der Medizin und Managemententscheidungen im Facility Management werden regelmäßig auf Basis von geringer Evidenz oder Extrapolationen getroffen und auch durch subjektive und wirtschaftliche Aspekte beeinflusst. Während in der Medizin aufgrund der zunehmenden…
abgeschlossen, 03/2020 - 12/2021
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Personenflusssimulation und Raumbelegung
Für das Hochbauamt Zürich wurde in einer früheren Studie eine Simulation der Personenflüsse und Belegung der Räume in einem grossen geplanten Gebäudekomplex erstellt. Dabei wurden verschiedene Engpässe erkannt, vor allem im Eingangsbereich. Die Resultate der Simulationsstudie wurden im Jahr 2015…
abgeschlossen, 11/2019 - 08/2020
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Simulation von Verkehrs- und Personenströmen eines Spitals
Die Planung von Bauprojekten geht oft mit infrastrukturellen Herausforderungen einher. Dabei bietet die Simulation von Fahrzeug- und Personenströmen die Möglichkeit, verschiedene Szenarien zu überprüfen. Die Ergebnisse von Simulationen bilden so eine von zahlreichen Entscheidungsgrundlagen für die…
abgeschlossen, 09/2019 - 09/2020
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Fighting bites with bytes: Promoting public health with crowdsourced tick prevention
Zecken sind auf dem Vormarsch und übertragen mehrere Infektionskrankheiten, die zu schweren Krankheiten oder sogar zum Tod führen. Die Smartphone-App «Zecke – Tick Prevention» hilft, sich an den Zeckenstich und die Kontrolle auf Symptome zu erinnern. Mit per App erfassten Daten können…
abgeschlossen, 07/2019 - 12/2021
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Simulation Personenströme Eingangszone JVA Pöschwies
Mit der Datenerhebung und Simulation soll ein Leistungsnachweis der neuen Eingangssituation erbracht und die Belastungsgrenze aufgezeigt werden. Daraus soll sich ein Betriebskonzept konsolidieren lassen. Das Resultat der Überprüfung bringt nicht nur Gewissheit, dass die neue Eingangszone…
abgeschlossen, 05/2019 - 12/2020
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Simulation & Optimization needs HPC
Die Prozess-Simulation und Optimierung ist prädestiniert für High Performance Computing (HPC). Es sind sehr viele Rechenoperationen notwendig und es fallen Unmengen an Daten an. Die Anforderungen sind in den letzten Jahren mit komplexer werdenden Modellen zusätzlich gewachsen. Zudem ist die…
abgeschlossen, 11/2017 - 12/2019
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Optimierung Transportzeiten FTS-Anlage
Optimierung der Transportzeiten einer FTS-Anlage mittels Optimierungsalgorithmen. Das Ziel der Optimierung ist eine Glättung der durchschnittlichen Transportzeiten über den Tagesverlauf.
abgeschlossen, 09/2015 - 12/2016
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Generisches Simulations- und Planungstool für Lackieranlagen
Reduktion von Energiebedarf, Betriebskosten und Investitionsrisiken bei Lackieranlagen. Lackieranlagen optimal planen und nutzen; Investitionen in neue und bestehende Anlagen absichern.
abgeschlossen, 08/2015 - 12/2017
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Reihenfolgenoptimierung Simulation USM
Hochspezialisierte Produktionsoptimierung mithilfe von Simulation
abgeschlossen, 07/2015 - 07/2018
Lehre & Weiterbildung
Neben der Lehrtätigkeit unserer Teammitglieder im BSc-Programm des Departements LSFM, engagieren wir uns um den Unterricht in Modellierung und Simulation im Rahmen der Weiterbildung. Wir bieten verschiedene Niveaus an:
/ Einblick in die Simulation (4-8h)
/ Einführung in die Modellierung & Simulation (2 Tage)
/ Simulation komplexer Anlagen für Fortgeschrittene (3 Tage)
Der Einführungskurs wird durch Lukas Hollenstein als Bestandteil des CAS Operations Management der ZHAW School of Management and Law unterrichtet. Alle Kurse können nach Absprache für sie individuell durchgeführt werden.
Im Simulationsunterricht setzen wir unter anderem die Software Simio ein, wofür uns eine akademische Lizenz verliehen wurde.
Netzwerk
Wir sind aktiv beteiligt in folgenden Netzwerken, woraus sich immer wieder interessante und fruchtbare Zusammenarbeiten ergeben.
Datalab – The ZHAW Data Science Laboratory
ASIM - Arbeitsgemeinschaft Simulation: Fachgruppe «Simulation in Produktion und Logistik»
Aktuelle Publikationen
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Vorburger, Robert; Hollenstein, Lukas,
2021.
Neue Verrechnungsmodelle für die Maschinenindustrie.
Transfer.
2021(2), S. 5.
Verfügbar unter: https://doi.org/10.21256/zhaw-23748
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Gerber, Nicole; Hollenstein, Lukas; Krähenbühl, Andrea,
2021.
Was wäre wenn?! Unsichtbares sichtbar machen mit Simulationen im Verpflegungsprozess.
In:
FM Perspektiven: FM Innovationen in HC digital, Wädenswil, 26. November 2021.
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Krähenbühl, Andrea; Gerber, Nicole; Höhener, Rebecca; Hollenstein, Lukas,
2021.
Simulationen von Verpflegungsprozessen : auf Knopfdruck zur richtigen Entscheidung.
fmpro service.
2021(4), S. 22-24.
Verfügbar unter: https://doi.org/10.21256/zhaw-23063
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Scherrer, Maike; Hollenstein, Lukas; Stadler, Michael; Heim, Edgar,
2021.
Towards a symbiotic mutualism through external supply chain integration[Paper].
In:
Proceedings of the 28th EurOMA Conference.
28th International Annual EurOMA Conference, Berlin, Germany (online), 5-7 July 2021.
European Operations Management Association.
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Heim, Edgar; Stadler, Michael; Scherrer, Maike; Hollenstein, Lukas,
2021.
Coopetition : Kooperationen unter Mitbewerbern am Beispiel der Logistikbranche.
Zeitschrift Führung + Organisation.
2021(1), S. 4-9.