Kai Furmans

Future Technologies in Intralogistics and Material Handling

This chapter describes future technologies in Intralogistics and Material Handling. Starting from a description of today’s material handling systems (including two case studies) and an analysis of their shortcomings we derive desirable properties for future material handling systems (basic section). The necessary functions for these systems are explained and samples of modern material handling systems are presented which at least partially implement these properties (advanced section). The state of the art of the challenging functions is explained and references for further reading are given.

Informationsflüsse in Logistiksystemen

Materialflussprozesse setzen eine Fulle verschiedenartiger Informationen vor-aus, beispielsweise im operativen Materialflussbereich Informationen uber dieEigenschaften des Materials, uber mogliche Transportwege, geeignete Lager-platze usw. Daruber hinaus sollen Informationen mit strategischem, organi-satorischem oder betriebswirtschaftlichem Charakter ebenso berucksichtigtwerden wie die allgemeinen oder speziellen technologischen Bedingungen ei-nes Produktionsprozesses, dem der Materialfluss gilt.

Abbildung von Materialflusssystemen in Modellen

Eine der haufigsten kreativen Aufgaben des Ingenieurs besteht darin, die mit wissenschaftlichen Methoden meist nicht exakt abzubildende Realitat mittels Abstraktionen und Vereinfachungen in sogenannten Modellen darzustellen. Zur Modellierung werden zunachst Flusdiagramme, Graphen, Tabellen, Block- und Wirkschaltbilder verwendet. Aus der Analyse der Zustande und Zustandsanderungen von Prozessen konnen Erkenntnisse uber die funktionalen Zusammenhange gewonnen werden. Mit den Methoden der technischen Systemtheorie werden daraus mathematische Modelle generiert, die den Prozes in gewissen Grenzen nachbilden und sein Verhalten analysierbar und prognostizierbar machen. Dieses Verfahren ist in der Regel deduktiv, d.h. unter Verwendung anerkannter Axiome werden am Modell nachprufbare Prognosen des Systemverhaltens „deduziert“. Die am Modell abgeleiteten Untersuchungsergebnisse und -erkenntnisse durfen allerdings nur mit geeigneter Interpretation auf die Realitat zuruckubertragen werden.

Planung von Materialflusssystemen

Der Planungsprozess von Materialflusssystemen wird in seinen Phasen dargestellt, beginnend mit der Vorstellung verschiedener Methoden zur Ist-Analyse. Hierzu gehoren statistische Methoden, die Wertstromanalyse sowie andere quantitative und qualitative Darstellungsmoglichkeiten. Nach einer Skizzierung der Merkmale verschiedener Planungsstufen werden Methoden zur Bewertung der Planungsalternativen vorgestellt. Risikoanalysen stellen sicher, dass der Arbeitssicherheit der gebuhrende Raum gegeben wird. Das Optimierungsproblem der Layoutplanung wird diskutiert und Losungsverfahren werden eingefuhrt. Die Definition und die Messung von Verfugbarkeiten von Materialflusssystemen und der Einfluss der Struktur des Systems auf das Ergebnis werden nachfolgend behandelt. Das Kapitel schliest mit einer Einfuhrung in die Simulationstechnik und die damit verbundenen Auswertungsmethoden.

Warten und Bedienen im Materialfluss

Bei der Analyse von Materialflussprozessen stellt man immer wieder fest, dass Wartezeiten einen grosen, haufig sogar den weitaus grosten Anteil an der sog. Durchlaufzeit haben (siehe Bild 4.1). Die Ursachen dafur sind uberwiegend in der Prozesstechnik oder in der Ablauforganisation zu finden. Beispielsweise entstehen mehr oder weniger lange, geplante oder ungeplante Wartezeiten aus folgenden Grunden:

Grundelemente der Materialflusssysteme

Auf einer Forderstrecke der Lange l bewegen sich Fordereinheiten (FE) un- behindert mit der Geschwindigkeit v von einer Quelle (Q) zu einer Senke (S). Man stellt sich vor, dass die Fordereinheiten von der Quelle „erzeugt“ werden, unabhangig davon, ob dies ihr wirklicher Entstehungsort ist. Durch gezielte Schnitte – mit Quellen bzw. Senken an den Schnittstellen – kann ein vernetztes Materialflusssystem in einfache Forderstrecken zerlegt werden. Die Forderstrecken sind dabei nicht an eine bestimmte Raumlage gebunden; exakt horizontale oder vertikale Richtungen sind jedoch haufig vorkommende Sonderfalle.

Modeling and Performance Analysis of Material Flow Systems in Discrete Time Domain

The purpose of this contribution is to introduce a framework of model elements and associated computation methods in order to evaluate information flow and physical processes in material flow systems. We extend available discrete time queueing models by new models for batch processes which are very common in material flow systems. In this paper we provide a review of these new models. Furthermore, we present a software solution called the “Logistic Analyzer” which is well-suited for the application to practical problems. Advantages and disadvantages of the proposed solution compared to simulation are discussed.

BEDIENTHEORETISCHE MODELLIERUNG EINER BLECHTEILFERTIGUNG ALS MITTEL DES MATERIALFLUSSCONTROLLINGS

Die Planung und Steuerung eines Fertigungsbereiches, in dem viele verschiedene Produkte in mehreren Schritten auf eine grose Zahl von verschiedenen Maschinen hergestellt werden, ist eine komplexe Aufgabe. Insbesondere der Zusammenhang zwischen vorhandener Kapazitat, erwartetem Durchsatz und der hierfur notwendigen Durchlaufzeit, die gleichzeitig auch den Umlaufbestand bestimmt, ist haufig Gegenstand von Diskussionen. Deshalb wird vorgeschlagen, bedientheoretische Methoden einzusetzen, um ein akzeptables Niveau fur Umlaufbestand und Durchlaufzeit unter Berucksichtigung der aktuellen Kapazitatsauslastung zu bestimmen.