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f+h fördern und heben 6/2021

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f+h fördern und heben 6/2021

FORSCHUNG UND

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG SIMULATIONSBASIERTES PLANUNGS- TOOL ZUR OPTIMALEN AUSWAHL DER TRANSPORTMITTEL Layout Simulationsbasiertes Planungstool zur optimalen Auswahl der Transportmittel 2 5 25 Transportmittel (Art und Anzahl) Transportaufträge Fahrzeugeigenschaften Restriktionen „Abfallprodukt“: Simulativer Nachweis Innerbetriebliche Transportsysteme sind integraler Bestandteil logistischer Netzwerke und ein Erfolgsfaktor im Umgang mit den Herausforderungen, denen sich die Logistik heute gegenübersieht. Diese bestehen in der Regel aus Fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF), Routenzügen oder Gabelstaplern. Bisher sind allerdings keine Planungsmethoden vorhanden, die in frühen Planungsphasen eine Gegenüberstellung dieser Alternativen ermöglichen und Mischformen berücksichtigen. Am Lehrstuhl Fördertechnik Materialfluss Logistik der Technischen Universität München wird daher im Rahmen des Forschungsprojekts „Planungskompass zur Auswahl innerbetrieblicher Transportmittel“ ein solches Planungsvorgehen entwickelt. Mithilfe von Simulation unterstützt dieses Vorgehen den Planer, für die vorhandenen Randbedingungen die optimale Lösung zu finden. 18 f+h 2021/06 www.foerdern-und-heben.de

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 1 DER PROJEKTINHALT 3 DIE PROJEKTPARTNER Die Komplexität von logistischen Netzwerken und der höhere Anspruch an Flexibilität erfordern eine genaue und effiziente Planung des Materialflusses zwischen Produktion und Lager. Hierbei sind die drei Bestandteile Transporteinheit, Transportprozess und Transportmittel festzulegen und somit das Transportsystem anforderungsgerecht und kostengünstig zu gestalten. Für die Vielzahl an möglichen Transporteinheiten und -prozessen stehen zahlreiche unterschiedliche Transportmittel zur Verfügung. In diesem Projekt liegt der Fokus auf Transportsysteme, welche die Transportmittel Routenzug, FTF und Gabelstapler oder eine Kombination daraus nutzen. Im Gegensatz zu stationärer Fördertechnik ist hierbei keine Festinstallation nötig und damit eine flexible und gemeinsame Nutzung des Wegenetzes sowie eine einfache Skalierbarkeit des Systems möglich. Die Höhe der Investition in derartigen Systemen hängt einerseits von der Art und Anzahl der eingesetzten Fahrzeuge ab. Andererseits ist auch die notwendige Infrastruktur, z. B. die Ladetechnik oder ein Routenzugbahnhof, zu beachten. In der Praxis existiert eine Vielzahl an Planungsansätzen für die jeweiligen Transportmittel. Analytische Methoden lassen sich relativ einfach anwenden, sind jedoch durch Vernachlässigung dynamischer Effekte ungenau. Aus diesem Grund werden immer mehr simulationsbasierte Ansätze angewandt. Dadurch lassen sich komplexe Zusammenhänge und stochastische Einflüsse sowie verschiedene Strategien bei der Auftragsvergabe und Routenfindung untersuchen. Simulationsmodelle sind allerdings vielfach anwendungsspezifisch und erfordern einen hohen Modellierungsaufwand. Außerdem fehlen geeignete systemvergleichende Ansätze. Vergleichbare Zahlen sind daher nicht zuverlässig zu ermitteln. Dies führt zu Unsicherheiten im Planungsprozess und letztlich dazu, dass u. U. nicht die wirtschaftlichste Alternative gewählt wird. Zudem ist die gleichzeitige Anwendung verschiedener Ansätze fehleranfällig, zeitaufwändig und erfordert Expertenwissen. 4 Neben dem Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml) der Technischen Universität München (TUM) sind im projektbegleitenden Ausschuss 18 Unternehmen, darunter zehn KMU, beteiligt. Mit Planern, Betreibern und Anbietern ist der Ausschuss vielseitig besetzt, sodass die Voraussetzungen für eine praxis- und mittelstandsnahe Forschung gegeben sind. DER FÖRDERHINWEIS AiF Forschungsvorhaben 20959 N/1. Das IGF-Vorhaben 20959 N/1 der Forschungsgemeinschaft Intralogistik/Fördertechnik und Logistiksysteme (IFL) e. V. im VDMA, 60528 Frankfurt am Main, wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages gefördert. Autoren: Slaheddine Mestiri M. Sc. ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik der Technischen Universität München. Prof. Dr.-Ing. Johannes Fottner ist Inhaber des Lehrstuhls für Fördertechnik Materialfluss Logistik der Technischen Universität München Grafiken: Lehrstuhl fml www.mw.tum.de/fml 2 ZIELSETZUNG Ziel des Forschungsprojekts „Planungskompass zur Auswahl innerbetrieblicher Transportmittel“ ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Ansatzes für die vergleichende Dimensionierung und Bewertung von Transportsystemen, die eine Kombination aus Routenzug, FTF und Gabelstapler verwenden. Dieser Ansatz soll mithilfe eines generischen Simulationsmodells den Planer unterstützen, um für die vorhandenen Randbedingungen die wirtschaftliche Lösung zu finden. Hierzu werden mehrere Planungsalternativen mit unterschiedlichen Zuweisungen der Transportaufträge zu einem oder mehreren Transportmitteln untersucht. Durch den Einsatz dieses Planungskompasses sollen bereits in der Grobplanungsphase sinnvolle Konfigurationen für das Transportsystem erstellt werden. Die Ausgestaltung umfasst die Anzahl der Transportmittel je Typ und deren Zuordnung zu den geforderten Transportaufgaben. Aufgrund der simulativen Untersuchung lässt sich direkt ein Nachweis der Systemleistung unter Berücksichtigung von Wechselwirkungen sowie stochastischen Effekten führen. Ein zusätzlicher Einsatzbereich bietet sich bei bereits in Betrieb befindlichen Systemen. Ändern sich die Randbedingungen, z. B. das Layout, gegenüber der Ausgangssituation, kann der Planungskompass dafür eingesetzt werden, die Leistungsfähigkeit auch unter diesen Umständen nachzuweisen oder Verbesserungsmöglichkeiten aufzuzeigen.

AUSGABE