Grundlagen Supply-Chain-Simulation

Was ist eine Supply-Chain-Simulation?

Eine Supply-Chain-Simulation bildet ein Liefernetzwerk mit Lieferanten, Produktionsstandorten, Lagern, Kunden und Transporten als Modell ab und zeigt sein Verhalten im Zeitverlauf. Die Regeln der Lieferkette werden im Modell hinterlegt und zur Laufzeit ausgeführt, zum Beispiel: Die Produktion eines Artikels startet, wenn der Bestand unter einen festgelegten Bestellpunkt fällt. So lässt sich untersuchen, wie diese Regeln zusammenwirken und wie die Lieferkette auf Ereignisse wie Streiks, Naturkatastrophen oder Nachfrageschwankungen reagiert.

Worin unterscheiden sich Simulation und Netzwerkoptimierung?

Die Netzwerkoptimierung ist ein analytisches Verfahren. Sie beschreibt die Lieferkette mit linearen Gleichungen und berechnet die kostengünstigste Netzwerkstruktur, etwa Anzahl und Lage der Standorte. Dafür muss das Netzwerk vereinfacht werden. Die dynamische Simulation bildet dagegen die Prozesse selbst ab, einschließlich Zufallsereignissen, Bestandsregeln und zeitabhängiger Effekte. Sie liefert keine mathematisch optimale Lösung, zeigt aber, wie sich eine Lösung im Betrieb verhält. Beide Verfahren ergänzen sich: Die Optimierung liefert den Plan, die Simulation zeigt, wie er sich umsetzen lässt.

Wann ist eine Simulation der Lieferkette sinnvoll?

Analytische Verfahren wie Greenfield-Analyse und Netzwerkoptimierung eignen sich vor allem für Standortentscheidungen, zum Beispiel für die Frage, ob eine zentrale oder dezentrale Netzwerkstruktur günstiger ist. Eine Simulation ist sinnvoll, wenn Sie Prozesse im Netzwerk verstehen wollen oder Kennzahlen im Zeitverlauf benötigen, etwa Lieferservicegrad, Transportauslastung oder Bestände je Artikel. Typische Anwendungen sind:

• Sicherheitsbestände über mehrere Stufen der Lieferkette bestimmen
• Bestandsführungsstrategien bewerten
• Engpässe erkennen
• die Kosten für einen vorgegebenen Lieferservicegrad ermitteln
• die Lieferkette gegen Störungen testen
• Was-wäre-wenn-Fragen beantworten, etwa zu neuen Produktionsstandorten oder Transportstrategien

Was ist eine Greenfield-Analyse?

Die Greenfield-Analyse, auch Schwerpunktanalyse genannt, ist meist der erste Schritt bei der Planung eines Liefernetzwerks. Sie schlägt Anzahl und Lage von Distributionszentren oder Produktionsstandorten vor, ohne dass Sie Standortoptionen vorgeben müssen. Benötigt werden nur wenige Daten: Kundenstandorte, Produkte und der Bedarf je Kunde und Produkt. Ergebnis ist der Standort, an dem die Kosten für alle ein- und ausgehenden Transporte am geringsten sind. Die einfache Variante berücksichtigt keine Straßen oder geografischen Besonderheiten. Ihre Ergebnisse fließen deshalb in eine anschließende Netzwerkoptimierung ein, die realistische Standortoptionen vergleicht.

Reicht Excel für die Planung einer Lieferkette aus?

Für kleine, überschaubare Fragestellungen oft ja. Mit wachsendem Umfang stößt Excel an Grenzen: Eingangsdaten lassen sich schwer prüfen, Modelle sind aufwendig zu pflegen, und das Netzwerk ist nicht auf einer Karte sichtbar. Vor allem bildet Excel keine Abläufe über die Zeit ab. Wer wissen will, wie sich Bestandsführungs- oder Beschaffungsregeln auswirken, braucht eine Simulation. Spezialisierte Werkzeuge wie anyLogistix bieten dafür Datenprüfung, einen Karteneditor, Modellvorlagen und eigene Randbedingungen.

Für welche Unternehmen eignet sich Supply-Chain-Simulation?

Für Unternehmen, deren Kosten und Lieferfähigkeit stark von der Struktur ihres Liefernetzwerks abhängen. Das betrifft Industrie, Handel, Logistikdienstleister und Konsumgüterhersteller ebenso wie Branchen mit vielen Lieferanten und globalen Transportnetzen, etwa Automobilindustrie und Maschinenbau. Genutzt wird die Simulation von Supply-Chain- und Logistikverantwortlichen, Planern und Führungskräften, die Entscheidungen zu Standorten, Beständen oder Lieferanten absichern wollen.

Fragestellungen und Einsatzbereiche

Welche Fragen lassen sich mit einer Supply-Chain-Simulation beantworten?

Typische Fragen aus Netzwerkdesign-Projekten sind:

• Wie viele Lager brauchen wir, wo sollten sie liegen, wie groß sollten sie sein und welche Kunden beliefern sie?
• Wie viele Produktionsstätten und Produktionslinien benötigen wir, und welche Produkte werden wo hergestellt?
• Welche Produkte stellen wir selbst her, welche beziehen wir von Lieferanten, und von welchen?
• Wie hängen Standortanzahl, Gesamtkosten und Servicelevel zusammen, und was kostet ein höherer Servicelevel?
• Welchen Einfluss haben Kundenbedarf, Personalkosten und Rohstoffpreise auf das Netzwerk?
• Wie lassen sich saisonale Bedarfsschwankungen durch die Produktionsplanung abdecken?
• Wie sichern wir ausreichend Kapazität und Flexibilität in der Lieferkette?

Wie hilft Simulation bei der Planung von Beständen?

Hohe Bestände sichern die Lieferfähigkeit, binden aber Kapital und verursachen Lagerkosten. Niedrige Bestände sparen Kosten, erhöhen jedoch das Risiko, Kunden nicht rechtzeitig zu beliefern. Formeln für Bestellmenge und Bestellpunkt gehen von konstanter Nachfrage und konstanten Lieferzeiten aus, was in der Praxis selten zutrifft. In der Simulation lassen sich Sicherheitsbestände und Bestandsstrategien unter schwankender Nachfrage und unsicheren Lieferzeiten testen, auch über mehrere Stufen der Lieferkette. So wird sichtbar, wie weit sich Bestände senken lassen, ohne den Lieferservicegrad zu gefährden.

Wie lassen sich Risiken und Störungen in der Lieferkette bewerten?

Im Simulationsmodell lassen sich Störungen, Lieferprobleme und Nachfrageschwankungen gezielt durchspielen. Die Simulation zeigt, wie empfindlich das Netzwerk reagiert und wie sich das auf Bestände, Lieferfähigkeit und Kosten auswirkt. Außerdem können Sie verschiedene Szenarien für Änderungen am Netzwerk oder an den Regeln testen und Notfallpläne festlegen, bevor eine Störung eintritt. Mit herkömmlichen analytischen Werkzeugen für das Risikomanagement ist das in dieser Form nicht möglich.

Welche Kennzahlen liefert eine Supply-Chain-Simulation?

Gemessen werden die Kennzahlen, die für die jeweilige Lieferkette relevant sind, zum Beispiel Kosten und Umsatz, Bestandsverlauf, Servicegrad, Lieferzeit und Liefertreue, Auslastung von Kapazitäten und Transporten, Durchlaufzeiten, offene Aufträge und der Bullwhip-Effekt. Weil die Simulation den Zeitverlauf abbildet, sehen Sie nicht nur Endwerte, sondern auch, wie sich eine Kennzahl verändert, etwa den Bestand an einem bestimmten Tag der simulierten Periode. Das Kennzahlensystem kann sich am realen System orientieren oder mit Hilfe der Simulation erst entworfen und getestet werden.

Lassen sich auch CO2-Emissionen bewerten?

Ja. Neben Kosten und Servicegrad lassen sich CO2-Emissionen als Kennzahl auswerten, zum Beispiel in der Supply Chain Suite. In anyLogistix kann die Netzwerkoptimierung die CO2-Emissionen auch als Optimierungsziel verwenden: Zunächst wird ein Mindestgewinn als Randbedingung festgelegt, dann sucht die Optimierung die Netzwerkkonfiguration mit den geringsten Emissionen. So wird sichtbar, was eine Senkung der Emissionen kostet.

Kann die Simulation auch Abläufe in Lagern und Werken abbilden?

Ja. anyLogistix kann neben dem Netzwerk als Ganzes auch Prozesse innerhalb von Lagern, Werken und Distributionszentren detailliert modellieren, bis hin zu Fördertechnik und Transportmitteln. Enthält die Lieferkette sehr spezielle Prozesse, die mit den Standards von anyLogistix nicht abgedeckt werden, kommt der SimChain-Bausteinkasten auf Basis von Plant Simulation zum Einsatz. Damit lassen sich zum Beispiel Maschinen, Ressourcen und die Anzahl benötigter Spezialbehälter dimensionieren.

Digitaler Zwilling und künstliche Intelligenz

Was ist ein digitaler Zwilling der Lieferkette?

Ein digitaler Zwilling ist ein Simulationsmodell der Lieferkette, das mit aktuellen Betriebsdaten verbunden ist, etwa mit Versandplänen, Fahrzeugstandorten und Lagerbeständen. Damit bewertet er den aktuellen Zustand der Lieferkette und erstellt laufend aktualisierte Prognosen. Er kann bei kritischen Situationen warnen, zum Beispiel wenn der Servicegrad unter einen Grenzwert fällt, und Aktionspläne vorab testen. Im Unterschied zu einem Simulationsmodell für eine einmalige Planungsstudie ist er in die bestehende IT-Umgebung mit Datenbanken und Business-Intelligence-Werkzeugen eingebunden.

Was ist ein agentischer digitaler Zwilling?

Ein digitaler Zwilling verbindet ein Simulationsmodell mit realen Daten. Bei einem agentischen digitalen Zwilling nutzen KI-Agenten dieses Modell selbst: Sie passen Szenarien an, spielen sie durch und bewerten Alternativen. Vieles davon ist heute noch Konzept. Grundlage dafür sind belastbare Simulationsmodelle der eigenen Lieferkette.

Ersetzt KI die Supply-Chain-Simulation?

Nein. KI kann Muster erkennen, Simulationsergebnisse erklären und Fragen in natürlicher Sprache in Experimente übersetzen. Ob eine Entscheidung im realen Netzwerk funktioniert, kann sie allein nicht beurteilen. Das zeigt weiterhin die Simulation: Sie prüft Lösungen unter realistischen Bedingungen wie tatsächlichen Lieferzeiten, Bestandsregeln und schwankender Nachfrage. Wer KI in der Supply-Chain-Planung nutzen will, braucht deshalb belastbare Modelle und eine saubere Datenbasis.

Das SimChain-Toolset

Aus welchen Tools besteht das SimChain-Toolset?

Das SimChain-Toolset besteht aus fünf Bestandteilen:

• anyLogistix von The AnyLogic Company für Design, Optimierung und Simulation von Lieferketten
• SimChain-Bausteinkasten, eine Eigenentwicklung von SimPlan auf Basis von Plant Simulation, für sehr spezielle Prozesse
• Supply Chain Suite (SCS) von Siemens Digital Industries Software, die ERP-Systeme um Supply Chain Management erweitert
• KNIME zur Aufbereitung und Analyse der Lieferkettendaten
• Python für sehr komplexe Datenanalysen und Datentransformationen

Welches Werkzeug eingesetzt wird, richtet sich nach der Fragestellung, etwa Netzwerkanalyse, Bestandsoptimierung oder ein digitaler Zwilling der gesamten Lieferkette.

Was kann anyLogistix?

anyLogistix verbindet analytische Netzwerkoptimierung und dynamische Simulation in einem Werkzeug. Für die Optimierung arbeitet im Hintergrund der Solver IBM ILOG CPLEX. Zu den Experimenttypen gehören Greenfield-Analyse, Netzwerkoptimierung, Simulation, Risikoanalyse, Bestandsoptimierung, Transportoptimierung und Was-wäre-wenn-Analysen. Mit Datenanbindung lässt sich ein Modell als digitaler Zwilling betreiben, und jede Komponente eines Simulationsmodells kann mit AnyLogic Professional angepasst werden. SimPlan ist offizieller Vertriebspartner von anyLogistix im DACH-Raum.

Wann kommt der SimChain-Bausteinkasten zum Einsatz?

Wenn die Lieferkette sehr spezielle Prozesse enthält, die mit den Standards von anyLogistix nicht abgedeckt werden. Der Bausteinkasten ist eine Eigenentwicklung von SimPlan und aus den Anforderungen zahlreicher Logistik- und Supply-Chain-Projekte entstanden. Er ist objektorientiert und basiert auf Plant Simulation von Siemens Digital Industries Software, Modelle lassen sich daher individuell erweitern. Typische Einsatzfelder sind der Vergleich von Netzwerkalternativen, Produktions- und Sourcing-Strategien, die Dimensionierung von Bestandsreichweiten und Ressourcen sowie die Auswahl von Transportlösungen mit Anlieferzyklen, Mindestbestellmengen, Lieferlosgrößen und Transportmodi. Der Bausteinkasten ist als Lizenz erhältlich und wird außerdem in Projekten von SimPlan eingesetzt.

Wofür werden KNIME und Python eingesetzt?

Die meisten Werkzeuge zur Supply-Chain-Simulation bieten kaum Funktionen zur Datenaufbereitung. Diese Lücke schließt die KNIME Analytics Platform, eine freie Software für Datenverarbeitung und Datenanalyse (ETL: Extraction, Transformation, Loading). Sie bringt die Lieferkettendaten in ein Format, das Optimierung und Simulation lesen können, und arbeitet workflowbasiert mit einigen hundert Modulen. Werden die Analysen für KNIME zu komplex, setzt SimPlan eine Python-Arbeitsumgebung mit Bibliotheken für große Datenmengen ein, zum Beispiel um Wareneingangs- und Warenausgangsdaten auf künftige Szenarien hochzurechnen.

Kann ich anyLogistix kostenlos testen?

Ja, auf zwei Wegen. Die anyLogistix Personal Learning Edition (PLE) ist eine kostenfreie Version für Lernzwecke. Die anyLogistix Sandbox läuft vollständig im Browser und ist in wenigen Minuten einsatzbereit. Sie enthält die meisten Funktionen, ist als Demonstrationsumgebung aber eingeschränkt: kein Datenimport, nur ein Projekt, begrenzte Modellgröße, keine Zusammenarbeit mehrerer Nutzer und kein Zugriff auf die Open API.

Brauche ich Programmierkenntnisse?

Für die meisten Aufgaben nicht. anyLogistix und die Supply Chain Suite arbeiten überwiegend mit grafischer Modellierung und vordefinierten Funktionen, in anyLogistix führen die Experimente Schritt für Schritt durch typische Analysen. Grundlagenwissen hilft, ist aber nicht zwingend erforderlich. Wenn Sie keine eigenen Modelle aufbauen möchten, übernimmt SimPlan die Modellierung und Auswertung für Sie.

Was ist die Supply Chain Suite (SCS)?

Die Supply Chain Suite ist eine modulare Software von Siemens Digital Industries Software für das Management von Lieferketten. Sie ersetzt bestehende ERP-Systeme nicht, sondern ergänzt sie: Die SCS führt Daten aus ERP-Systemen, Transportmanagement und weiteren Quellen in einem einheitlichen Datenmodell zusammen und macht sie für Analyse, Simulation und Optimierung nutzbar. Zu den Modulen gehören Network Optimization, Transportation Optimization, Intralogistics Optimization und Rate Optimization. Die SCS wird als Software as a Service bereitgestellt. SimPlan ist zertifizierter Siemens Smart Expert Partner.

Daten, Projekte und Unterstützung durch SimPlan

Welche Daten werden für eine Supply-Chain-Simulation benötigt?

Das hängt von der Fragestellung ab. Für eine Greenfield-Analyse genügen Kundenstandorte, Produkte und der Bedarf je Kunde und Produkt. Netzwerkoptimierung und Simulation brauchen mehr Details, etwa zu Fertigungsprozessen, Ressourcen, Lager- und Distributionsprozessen, Nachschub- und Beschaffungsregeln, Transporten und Kosten. Häufig liegen diese Daten verteilt in ERP-Systemen und weiteren Quellen vor. SimPlan unterstützt bei der Datenerhebung und bereitet die Daten mit KNIME oder Python auf.

Lässt sich die Simulation an ERP- und andere Systeme anbinden?

Ja. anyLogistix verarbeitet Excel-, CSV- und Geodaten und lässt sich über Datenexport und Datenimport oder per API mit ERP- und WMS-Systemen verbinden. Die Supply Chain Suite ist über standardisierte APIs mit ERP-, Transportmanagement- und CRM-Systemen integrierbar. So lassen sich Modelle regelmäßig mit aktuellen Daten versorgen und im laufenden Betrieb nutzen.

Wie läuft ein Supply-Chain-Projekt mit SimPlan ab?

SimPlan begleitet Simulationsstudien mit dem SimChain-Toolset in allen Phasen:

1. gemeinsame Prozessanalyse und Festlegung der relevanten Kennzahlen
2. Unterstützung bei der Datenerhebung
3. Modellierung mit dem SimChain-Toolset und Visualisierung wichtiger Prozessschritte
4. Festlegung des Experimentierplans
5. Analyse der Ergebnisse, Optimierung von Parametern und Empfehlungen zum Design der Lieferkette
6. Präsentation und Dokumentation
7. auf Wunsch Übertragung der Ergebnisse in SCM-Planungs- und Kollaborationssysteme sowie Begleitung bei der Umsetzung

Eigenes Simulations- oder Softwarewissen brauchen Sie dafür nicht.

Was kostet eine Supply-Chain-Simulation und lohnt sie sich?

Der Aufwand hängt von der Komplexität des Liefernetzwerks und von der Verfügbarkeit der Daten ab. Als Orientierung gilt: Je stärker Kosten und Lieferfähigkeit von wenigen zentralen Entscheidungen abhängen, etwa von der Standortwahl oder der Lieferantenauswahl, desto schneller zahlt sich eine Simulation aus, weil Fehlentscheidungen an dieser Stelle besonders teuer sind. Für eine konkrete Einschätzung sprechen Sie uns gerne an.

Gibt es Praxisbeispiele?

Ja. Für einen großen deutschen Baustoffhersteller mit 24 Werken und 6.000 Produkten hat SimPlan die Lieferkette mit anyLogistix analysiert und optimiert. Ziel war ein Netzwerk, das das prognostizierte Wachstum bis 2030 kosteneffizient trägt. Untersucht wurden unter anderem eine zentrale gegenüber einer dezentralen Struktur, die Standortwahl für Produktion und Lagerung sowie die Auswirkungen auf Lieferzeiten, Transportkosten und Bestände. Die Fallstudie finden Sie auf der Seite zu anyLogistix auf simplan.de.

Wie kann ich mich unverbindlich informieren?

In unseren kostenfreien Webseminaren erhalten Sie eine Einführung in Modellierung, Optimierung und Simulation von Lieferketten. Die Inhalte sind eine allgemeine Einführung, Greenfield-Analyse, Netzwerkoptimierung, dynamische Simulation, Auswertungen und Erweiterungsmöglichkeiten. Im Anschluss beantworten wir Ihre Fragen zu Ihrem konkreten Praxisfall. Webseminare zu einzelnen Tools sind auf Anfrage möglich. Gerne vereinbaren wir auch einen individuellen Termin mit unseren Supply-Chain-Experten.