f+h fördern und heben 9/2015

INTRALOGISTIK I TITEL

INTRALOGISTIK I TITEL Durchsatzberechnung in Materialfluss und Lager Eine Aufgabe mit vielen Variablen Der Beitrag beschreibt Vorgehensweisen jenseits herkömmlicher Überschlagsmethoden. Wichtige Einflussparameter wie Auftragsstruktur, Nachschubprozess und der „Faktor Mensch“ werden dabei praxisnah erläutert. Max Winkler Als Logistiker übersetzen Sie wahrscheinlich automatisch Durchsatz mit „Ereignissen pro Zeiteinheit“. Dies ist prinzipiell richtig und dennoch in vielen Anwendungsfällen nicht ausreichend. Warum das so ist und was bei der Durchsatzberechnung komplexer intralogistischer Anlagen beachtet werden muss, soll dieser Beitrag beleuchten. Ein Klassiker in Bezug auf den Begriff Durchsatz ist die Fördertechnik (Bild 01). In Ländern mit metrischem Einheitensystem wird dieser Kennwert i. d. R. angegeben in „Fördergütern pro Stunde“, im angelsächsischen Raum − ohne metrisches System − häufig als „case per minute“. Diese Werte lassen sich entweder berechnen oder durch Messung ermitteln. Für die Durchsatzberechnung werden Fördergeschwindigkeit und mittlerer Fördergutabstand (gemessen von Vorderkante zu Vorderkante) zugrunde gelegt. Die Messung gestaltet sich noch einfacher: an die Fördertechnik stellen und zählen, wie viele Fördergüter im Messzeitraum „vorbeigefahren“ sind. Ob also ein Förderer den benötigten Durchsatz erreicht, ist offensichtlich einfach zu überprüfen bzw. nachzurechnen. Um zu erläutern, wie schnell die Bewältigung dieser scheinbar problemlosen Aufgabe dennoch scheitern kann, nehmen wir im Folgenden beispielhaft den Straßenverkehr als Analogie. Systemkomplexität erschwert Berechnung Auf einer gewöhnlichen Straße in einer durchschnittlichen deutschen Stadt wird eine Kraftfahrzeuggeschwindigkeit von rd. 45 km/h erreicht. Einschließlich Sicherheitsabstand fährt alle 15 m ein Auto die Straße entlang. Das ergibt alle 1,2 s ein Fahrzeug und somit einen Durchsatz von 3 000 „Kraftfahrzeugeinheiten“ pro Stunde. Sie werden mir zustimmen, dass dies ein rein theoretischer Wert ist. Denn vor allem in der Stadt ist z. B. die nächste Ampel oder der nächste Kreisverkehr nicht weit. Den Effekt kennen wir alle: auf der Wegstrecke davor verlangsamt sich der Verkehr oder kommt sogar kurzfristig komplett zum Stehen. Und damit sind wir mittendrin im Dilemma der Durchsatzberechnung und -messung der Intralogistik, ausgedrückt durch die Begriffe „Eckleistung“ und „Systemleistung“. Während die Straße einzeln betrachtet problemlos einen Durchsatz von 3 000 Fahrzeugen pro Stunde schafft, gilt dies im System verbund des Straßen- und damit Verkehrsnetzes der Stadt noch lange nicht. Dr. Max Winkler ist VP Solutions & Technology bei SSI Schäfer, Graz 40 f+h 9/2015

TITEL I INTRALOGISTIK 01 Die Aufgaben der klassischen Fördertechnik sind, neben dem Transport, das Sortieren, Speichern sowie Stauen von Ladungsträgern 02 Manuelle Prozesse z. B. in der Kommissionierung unterliegen unvorhergesehenen Einflussfaktoren Bekannt sind Methoden, um diese Effekte zu berechnen. Eine fördertechnische Anlage mit diversen Strecken und Kreuzungspunkten lässt sich mit hoher Genauigkeit als Gesamtsystem und auch bezüglich lokaler Durchsätze berechnen. Dies funktioniert per Simulation oder mithilfe von analytischen Methoden auf Basis von Engpassberechnungen. Allerdings gibt es, abgesehen von Gepäckförderanlagen oder Paketverteilzentren, kaum fördertechnische Anlagen, die sich ausschließlich auf das Fördern und Verteilen beschränken. Und damit kommen wir zu den Eingangsparametern, die uns das Leben wirklich schwer machen: Auftragsstrukturen, Nachschubprozesse und der Faktor Mensch. Wir gehen diese „Problemfälle“ nur kurz durch und widmen uns dann den Lösungsansätzen. Die drei „Problemzonen“ der Durchsatzberechnung Warum haben Auftragsstrukturen einen Einfluss auf den Durchsatz? Ein Auftrag besteht aus Zeilen, also unterschiedlichen zu kommissionierenden Artikelpositionen (Stock-Keeping-Units) und je Zeile einer Stückzahl. Klar, dass ein Kommissioniervorgang für z. B. acht Artikel länger dauert als für nur ein Stückgut. Aber auch der Umstand, welche Artikel benötigt werden, kann die Durchsatzberechnung für ein Lager durcheinanderbringen. Vor allem, wenn sich eine – vorher nicht geplante – Häufung von Artikelbedarfen aus nur einem Teil des Lagers mit entsprechender lokaler Überlast ergibt. Durch die Überlast kann es zu Rückstaus in vorgelagerten Zonen kommen oder nachgelagerte Bereiche „trocknen aus“. Ähnlich verhält es sich mit den Nachschubprozessen. Neben ihrer Abhängigkeit von ebenfalls den Auftragsstrukturen beeinflussen sie aber auch die Systemleistung. Entweder dadurch, dass sie den Bedarf nicht zeitgerecht befriedigen oder dieselben Ressourcen wie die Auftragsprozesse benutzen und damit die verfügbare Kapazität bzw. den Durchsatz reduzieren. Da Nachschubprozesse häufig zeitversetzt und z. T. auch aggregiert vonstattengehen, ist es schwer, sie fehlerfrei in die Gesamtleistung einzurechnen. Schließlich hat auch der „Faktor Mensch“ einen großen Einfluss auf den Durchsatz (Bild 02). Wir verhalten uns nicht wie Maschinen und erledigen dieselbe Tätigkeit nicht immer in derselben Zeit. Darüber hinaus unterlaufen dem Menschen gelegentlich Fehler oder seine Arbeitskraft fällt vorübergehend aus. Und weil dies so ist, gibt es vor allem bei neuen Anlagen mit neuen Abläufen Abweichungen zwischen den angenommenen Prozesszeiten aus der Planungsphase und dem tatsächlichen Durchsatz in der Praxis. Lösungsansätze Bei der Erstauslegung sowie bei späteren Veränderungen der Aufgaben eines Distributionszentrums gilt es, die bisherigen Ausführungen zu beachten. Dabei muss zwischen Anlagen mit geringer Verkettung und Anlagen mit komplexen, verketteten Strukturen unterschieden werden. Je komplexer eine Anlage ist, desto weniger kommt man mit Daumenregeln wie „Systemleistung ist 70 Prozent der Eckleistung“ zum Ziel. Anlagen mit geringer kreuzweiser Verkettung und einem eher linearen Auftrags- und Förderfluss lassen sich vielfach ohne Simula­ Das Fördersystem für Distributionslogistik, E-Commerce und industrielle Anwendungen Überkopffördern, verbinden von Prozessen Verteilung auf mehrere Linien dank flexiblem Weichen-System Entkoppelung von Prozessen durch Pufferfunktion Kompensieren von unterschiedlichen Prozessgeschwindigkeiten Sortieren, Kommissionieren, Verarbeiten, Steuern Halle 4A, Stand 4A-425 Ferag AG Zürichstrasse 74 CH-8340 Hinwil info@ferag.com www.ferag.com WRH Global Deutschland GmbH Otto-Volger-Strasse 13 DE-65843 Sulzbach a.Ts. info@wrh-global.de www.wrh-global.de