Das geplante Forschungsvorhaben fokussiert sich auf die Simulation als Methodik der Digitalen Fabrik­planung und gleichzeitig als einen zentralen Baustein des Digitalen Zwillings im Kontext der Planung von wandlungsfähigen Produktions- und Logistiksystemen im Industrie 4.0 Zeitalter. Das Ziel des Vorhabens liegt auf der Ent­wick­lung einer Methodik zur automatisierten Generierung von Strukturvarianten für Simula­tions­modelle basierend auf der ereignisdiskreten Simulation und auf der Beherr­schbarkeit ihrer Strukturvarianz mittels kom­bina­torischer Logik. Durch diese Methodik soll das gängige Vorgehen zur Durchführung von Simulationsstudien um Simulationsaspekte für Strukturvarianzen wandlungsfähiger Systeme erweitert werden. Der Planer kann auf dieser Weise automatisiert Struktur­varianten von wandlungsfähigen Systemen mit Hilfe von Simula­tionsmodellen analysieren, evaluieren und sich für die zu realisierende Lösungsvariante (z. B. bestmögliche Lösung bezüglich der relevanten Fragestellungen) entscheiden. Die automatisierte Generierung und die Analyse von verschiedenen Strukturvarianten soll u. a. auch eine effiziente Erstellung von Modellfamilien und An­passun­gen der Modellstrukturen erlauben.

Zur Zielerreichung werden zunächst anhand von Literaturrecherchen und Expertenbefragungen Anforderungen an die Modellierung und Simu­lation von wandlungs­fähigen Produktionssystemen formuliert, Simulations­modelle und ihre Strukturen ana­lysiert und um Anforderungen an die Modellierung von wandlungsfähigen Systemen erweitert. Darauf aufbauend werden Referenzsimulations­modelle definiert, Modellierungsmuster abgeleitet und eine syste­matisierte Sammlung von Bau­steinen für die Abbildung von Strukturvarianz entwickelt. Die Umsetzung erfolgt auf Basis der Spezifikationsmöglichkeiten von Syn­theseansätzen aus dem Bereich der Software-Produktlinien-Gene­rierung. Hierzu wird zum einen eine Taxonomie entwor­fen, mit der sich die Strukturen, Module, Bestandteile und Regeln für wandlungsfähige Systeme vollständig definieren las­sen. Zum anderen wird auf Basis der Taxonomie eine Technologie zur auto­matischen Kom­po­sition von Familien von Strukturvarianten für wandlungsfähige Si­mulationsmodelle im Bereich der Produktions- und Logistik­systeme entwickelt. Zur empirischen Überprüfung werden generierte Strukturvarianten für Simulationsmodelle in einem Experimentierfeld für wandlungsfähige Simu­lations­modelle im Produktions- und Logistik­umfeld erstellt und evaluiert. Für die Eva­luation wird eine Metrik vorgeschlagen, die eine Bewertung der Strukturvarianten hinsichtlich zu definierender Leistungskenn­zah­len für wandlungs­fähige Produktions- und Logistiksysteme ermöglicht.