Hilfe & Dokumentation

Überblick

Der Factory Simulator ist eine vollständige Simulation einer Fertigungsfabrik mit SAP-ähnlichen ERP- und QMS-Prozessen. Er wurde entwickelt, um AI Use Cases für die Fertigungsindustrie zu testen und zu entwickeln - mit dem Ziel einer Antwortqualität von 98%+.

Funktionen

Produktionssteuerung

• Echtzeit-Simulation: 5-Sekunden-Takt mit realistischer Produktionslogik
• OEE-Berechnung: Verfügbarkeit, Leistung, Qualität pro Maschine und Schicht
• Automatischer Auftragswechsel: Rüstzeiten und Werkzeugwechsel
• Stillstandserfassung: Automatische Erkennung und Kategorisierung

Materialwirtschaft

• MD04 Bedarfs-/Bestandsliste: Projektierte Bestände mit Zu- und Abgängen
• MD07 Sammelanzeige: Übersicht aller Materialien mit Unterdeckung
• Reservierungen: Automatische Materialreservierung bei Auftragsfreigabe
• Beschaffung: Bestellungen mit Vorlaufzeiten und Wareneingängen

Kapazitätsplanung

• CM01 Kapazitätsauslastung: Wochen-/Tagesansicht pro Arbeitsplatz
• CM21 Sammelanzeige: Überlast-Erkennung über alle Maschinen
• Automatische Umplanung: Bei Materialengpässen oder Maschinenausfall

Instandhaltung (PM)

• IW21 Meldungen: Störmeldungen, geplante Wartung, Zustandsmeldungen
• IW31 Aufträge: Instandhaltungsaufträge mit Arbeitsvorbereitung
• Ersatzteil-Integration: Materialanforderung und -entnahme
• MTTR/MTBF: Zuverlässigkeitskennzahlen pro Maschine

QMS - Qualitätsmanagement

Das integrierte Qualitätsmanagementsystem (QMS) bildet SAP QM-Prozesse nach und ermöglicht vollständige Qualitätssicherung von der Prüfplanung bis zur statistischen Prozesskontrolle.

Prüfplanung (QP01)

• Prüfpläne erstellen: Definition von Prüfoperationen und -merkmalen
• Prüfmerkmale: Qualitative und quantitative Merkmale mit Toleranzen
• Stichprobenverfahren: 100%-Prüfung, AQL-basiert, Skip-Lot
• Freigabe-Workflow: Mehrstufiger Genehmigungsprozess

Prüfdurchführung (QA32)

• Prüflose: Automatische Erstellung bei Wareneingang/Produktion
• Ergebniserfassung: Messwerte, Attributprüfungen, Fehlererfassung
• Verwendungsentscheid: Annahme, Rückweisung, Nacharbeit, Sonderfreigabe
• Prüfzeugnisse: Automatische Dokumentation

SPC - Statistische Prozesskontrolle

• Control Charts: X-bar/R Charts, p-Charts, c-Charts
• Prozessfähigkeit: Cp, Cpk, Pp, Ppk Berechnung
• Western Electric Rules: Automatische Regelverletzungserkennung
• Histogramme: Verteilungsanalyse mit Normalverteilungstest
• SPC-Alarme: Echtzeit-Benachrichtigung bei Regelabweichungen

Q-Meldungen & CAPA (QM01)

• Qualitätsmeldungen: Interne Fehler, Kundenreklamationen, Lieferantenprobleme
• Fehleranalyse: 8D-Report, Ishikawa, 5-Why
• Korrekturmaßnahmen (CA): Sofortmaßnahmen und Ursachenbeseitigung
• Vorbeugungsmaßnahmen (PA): Präventive Aktionen
• Maßnahmenverfolgung: Status-Tracking und Wirksamkeitsprüfung

Prüfmittelverwaltung (IE01)

• Messgeräte-Stammdaten: Katalog aller Prüfmittel
• Kalibrierungsplanung: Intervalle, Fälligkeiten, Erinnerungen
• Kalibrierungshistorie: Lückenlose Dokumentation
• MSA: Messsystemanalyse (Gage R&R)

SAP Transaktionen

Der Simulator bildet folgende SAP-Transaktionen nach:

Produktionsplanung (PP)

Materialwirtschaft (MM)

Instandhaltung (PM)

Qualitätsmanagement (QM)

Vertrieb (SD)

Conductor & Workers

Der Conductor ist der event-driven Orchestrator, der tagsüber die Fabrik steuert. Er liest die strategischen Ziele aus der DB und delegiert Aktionen an spezialisierte Workers.

Conductor

• Event-driven: Reagiert auf Fabrik-Events (stock_changed, order_delivered, etc.)
• Problem Detection: Erkennt Probleme (stock_low, deadline_risk, capacity_overload)
• Ziel-Gewichtung: Priorisiert nach strategischen Zielen (OTD vs. Revenue)
• LangGraph Integration: Optional LLM für komplexe Trade-offs (~5-10% der Zyklen)

Spezialisierte Workers

Machine Pools

Maschinen werden in Pools gruppiert für automatisches Load-Balancing:

Nadja Brain v2.4 - Strategy Manager + LangGraph

Nadja Brain v2.4 ist das zentrale Steuerungssystem des Factory Simulators. Die Architektur basiert auf einem Strategy Manager als "Chef", der strategische Ziele vorgibt, und einem Conductor als "Ausführendem", der diese Ziele tagsüber umsetzt. Nachts läuft die Strategic Session mit LangGraph und Q8 Modell.

Architektur-Übersicht

NACHTS (01:30 - 04:00):
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 01:30  Instandhaltung    → Plant Wartungsfenster                        │
│ 02:00  Strategic Session (Q8 via LangGraph):                            │
│          Strategy Manager → Lädt Ziele aus strategy.md, speichert in DB │
│          Demand Agent     → Generiert Kundenaufträge                    │
│          Capacity Agent   → Kapazitätsoptimierung                       │
│          MRP Agent        → Materialbedarfe & Bestellungen              │
│ 04:00  Capacity Optim.   → Load-Balance, Zusatzschichten, Vorziehen    │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                    │
                         Ziele in factory_settings DB
                                    ↓
TAGSÜBER (Event-driven):
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Conductor (Q4)                                                          │
│   → LIEST Ziele aus DB (mit 1-min Cache)                               │
│   → Problem-Detector gewichtet nach Zielen (OTD vs Revenue)            │
│   → Workers: Material, Capacity, Release, Deadline                     │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                    ↓
MITTAGS (konfigurierbar via STRATEGY_REVIEW_TIMES):
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Strategy Review (Q8)                                                    │
│   → Prüft KPIs vs. Ziele, passt Conductor-Anweisungen an               │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
      

4-Tier Task-System (Legacy + Conductor)

Tasks werden weiterhin in vier Prioritätsstufen organisiert:

Strategic Session (02:00 Uhr)

Die konsolidierte Nacht-Session läuft als LangGraph-Workflow mit Q8 Modell:

Capacity Optimization (04:00 Uhr)

Mehrstufige Optimierung mit 5 Sub-Tasks:

• Load-Balancing: Verteilt Last auf alternative Anlagen im Pool
• Zusatzschichten: Plant Zusatzschichten für überladene Wochen
• Forward-Scheduling: Zieht Aufträge vor wenn Kapazität frei wird
• Zusatzschichten-Recheck: Entfernt unnötige Schichten nach Vorziehen
• Force-Reschedule: Verschiebt Aufträge bei >90% Last trotz max. Schichten

Strategy Review (konfigurierbar)

Vergleicht KPIs mit Zielen und passt Conductor-Anweisungen an. Konfiguration via .env:

STRATEGY_REVIEW_TIMES=12:00              # Einmal täglich
STRATEGY_REVIEW_MODEL=qwen2.5:32b-instruct-q8_0

dailyAt Scheduling

Tasks können mit dailyAt: "HH:MM" zu einer festen Uhrzeit geplant werden. Der Brain prüft jede Minute, ob ein dailyAt-Task fällig ist und führt ihn nur einmal pro Tag aus.

Konfiguration

Die Task-Definitionen befinden sich in config/nadja-tasks.yaml. Diese Datei kann extern gemountet werden für einfache Anpassungen ohne Rebuild:

# Docker Volume Mount
volumes:
  - /home/tlante/factory-simulator/config/nadja-tasks.yaml:/app/config/nadja-tasks.yaml:ro
  - /home/tlante/factory-simulator/config/prompts:/app/prompts:ro
      

Spezialisierte Workers

Machine Pools (Cross-Machine Load Balancing)

Maschinen werden in Pools gruppiert für automatisches Load-Balancing:

API Endpunkte

Brain Tasks

Strategy

Capacity Optimization

Conductor

Beispiele

# Strategic Session starten (Nacht-Prozess)
curl -X POST http://localhost:8888/api/brain/tasks/strategic-session/run

# Capacity Optimization starten
curl -X POST http://localhost:8888/api/brain/tasks/capacity-optimization/run

# Aktuelle Strategie-Ziele anzeigen
curl http://localhost:8888/api/brain/strategy/goals | jq '.data'

# Conductor Status mit aktiven Zielen
curl http://localhost:8888/api/conductor/status | jq '.data.activeGoals'

# Strategy Review manuell triggern
curl -X POST http://localhost:8888/api/brain/tasks/strategy-review/run
      

Nightly Planner

Der Nightly Planner generiert automatisch realistische Kundenaufträge und optimiert die Produktionsplanung. Ab Version 2.0 ist der Planner in Nadja Brain integriert und wird als Strategic Task automatisch um 02:00 Uhr ausgeführt.

Manuelle Ausführung

Planner manuell über Nadja Brain triggern:

# Planungslauf manuell starten (via Nadja Brain)
curl -X POST http://localhost:8888/api/brain/task/nachfrage-generierung/run

# Alternativ: Direkter API-Aufruf
curl -X POST http://localhost:8888/api/planner/run

# LLM-Denkprozess anzeigen
curl http://localhost:8888/api/planner/thinking
      

Abteilungstrennung

Der Planner plant für zwei Abteilungen getrennt:

Fixierungsgrad

Aufträge haben je nach Planungshorizont unterschiedliche Fixierungsgrade:

• Spritzguss: Monate 1-3 = 100% fixiert, Monate 4-6 = 50% flexibel
• CNC: Monat 1 = 100% fixiert, Monat 2 = 70%, Monat 3 = 20%

Liefertermin-Berechnung

Realistische Liefertermine werden berechnet aus:

• Produktionswoche + Produktionszeit
• + 7 Tage Puffer für Verzögerungen
• + 7 Tage Versand/Logistik
• = 14 Tage Vorlauf nach Produktionsende

LLM-Integration (Optional)

Bei verfügbarem Ollama-Server (qwen2.5:32b) nutzt der Planner KI für intelligentere Planung:

• Analysiert aktuelle Abteilungssituation
• Entwickelt abteilungsspezifische Strategie
• Generiert Aufträge basierend auf Strategie
• Fallback auf regelbasierte Planung wenn Ollama nicht verfügbar

Denkprozess anzeigen

# LLM-Denkprozess des letzten Laufs anzeigen
curl http://localhost:8888/api/planner/thinking
      

API Referenz

Alle Endpunkte sind unter http://localhost:8888 verfügbar.

Maschinen & Produktion

Material & Bestand

Autonomer Controller

Nadja Brain

Planner & Optimizer

Hinweis: Planner und Optimizer werden jetzt automatisch durch Nadja Brain gesteuert (Strategic Tasks). Die direkten API-Endpunkte sind weiterhin für manuelle Ausführung verfügbar.

Qualitätsmanagement (QMS)

Kundenaufträge & KPIs

VA05 - Verkaufsaufträge

KPIs & Metriken

OEE (Overall Equipment Effectiveness)

• Verfügbarkeit: Laufzeit / Geplante Zeit
• Leistung: Ist-Zykluszeit / Soll-Zykluszeit
• Qualität: Gutteile / Gesamtteile
• OEE: Verfügbarkeit × Leistung × Qualität
• World-Class OEE: ≥ 85%

OTD (On-Time Delivery)

• Anteil der Kundenaufträge die termingerecht geliefert werden
• Berechnung: Pünktliche Lieferungen / Gesamtlieferungen × 100%
• Drill-down: OTD pro Kunde verfügbar
• Ziel: ≥ 95%

Qualitäts-KPIs

• FPY (First Pass Yield): Anteil der Teile ohne Nacharbeit beim ersten Durchlauf
• Cp: Prozessfähigkeit - Verhältnis Toleranz zu Streuung
• Cpk: Prozessfähigkeitsindex - berücksichtigt Zentrierung
• Cpk ≥ 1.33: Prozess gilt als fähig
• Cpk ≥ 1.67: Prozess gilt als sehr gut
• SPC-Alarme: Anzahl der Western Electric Rule Verletzungen

MTTR / MTBF (Instandhaltung)

• MTTR: Mean Time To Repair - Durchschnittliche Reparaturzeit
• MTBF: Mean Time Between Failures - Zeit zwischen Ausfällen
• Verfügbarkeit: MTBF / (MTBF + MTTR)

Prüfmittel-KPIs

• Kalibrierung fällig: Anzahl Prüfmittel mit überfälliger Kalibrierung
• GRR (Gage R&R): Messsystemfähigkeit - Ziel: ≤ 10%

VA05 - Verkaufsaufträge

Die VA05-Transaktion entspricht der SAP-Transaktion "List of Sales Orders" und bietet eine filterbare Übersicht aller Kundenaufträge mit Preisfeldern.

Funktionen

• Filterbare Liste: Aufträge nach Kunde, Artikel, Status und Datum filtern
• Preisfelder: Stückpreis und Gesamtbetrag pro Auftrag
• Summenzeile: Automatische Berechnung des Gesamtwerts
• Detail-Ansicht: Vollständige Auftragsdetails per Klick
• Sortierung: Alle Spalten sortierbar

Filter-Parameter

Status-Werte

• Offen: Auftrag erfasst, noch nicht bestätigt
• Bestätigt: Auftrag bestätigt, Fertigungsauftrag erstellt
• In Produktion: Fertigungsauftrag aktiv
• Versandbereit: Produktion abgeschlossen, bereit zum Versand
• Versandt: An Kunden geliefert

API-Endpunkte

Beispiele

# Liste aller Aufträge
curl http://localhost:8888/api/va05

# Gefiltert nach Status
curl "http://localhost:8888/api/va05?status=Offen"

# Gefiltert nach Kunde
curl "http://localhost:8888/api/va05?kunde=Automotive"

# Detail-Ansicht
curl http://localhost:8888/api/va05/KA202601

# Neuen Auftrag mit Preis erstellen
curl -X POST http://localhost:8888/api/customer-orders \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"kunde_name":"Test GmbH","artikel_nr":"0781_01","menge":1000,"stueckpreis":0.50,"lieferdatum":"2026-03-01"}'
      

AI Factory Testing Platform

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