Abschlussbericht MATVAR
Aktualisiert: 2018-08-02
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Abschlussbericht MATVAR
Autor: W.A. Günthner
IntegRoute – Ganzheitliche Konzeptauswahl für Routenzugsysteme zur Produktionsversorgung
Trotz steigender Verbreitung von Routenzugsystemen haben sich noch keine technischen Standards etabliert und auch die Planung der Systeme geschieht oftmals „intuitiv“ ohne den Einsatz routenzugspezifischer Planungsmethoden. Darüber hinaus haben Entscheidungen bei der Planung von Routenzugsystemen Einfluss auf diverse Themenfelder wie Wirtschaftlichkeit, Ergonomie und Flexibilität des Systems sowie auf vor- und nachgelagerte Prozessschritte.
Mit dem Ziel der Unterstützung der Planung von Routenzugsystemen wurde im Forschungsprojekt IntegRoute eine Vorgehensmethodik zur integrierten Planung von Routenzugsystemen entwickelt. Diese ermöglicht – im Gegensatz zu heute oft sequenziell ablaufenden Planungen – die gleichzeitige Betrachtung der Planungs-dimensionen Technik, Prozess und Steuerung eines Routenzugsystems.
Die Methodik beinhaltet die Bildung von Planungsvarianten, welche sowohl die drei Planungsdimensionen als auch die Abhängigkeiten zwischen diesen berücksichtigt, sowie die Dimensionierung der Varianten. Im Rahmen der Dimensionierung erfolgen eine Prüfung der technischen Realisierbarkeit, eine Berechnung von Zykluszeit, Anzahl erforderlicher Systemelente und Flächenbedarf sowie eine Wirtschaftlichkeits-rechnung. Weiterhin umfasst die Methodik eine ganzheitliche Bewertung, die neben wirtschaftlichen Aspekten beispielsweise die Flexibilität, Robustheit und Ergonomie berücksichtigt. Um eine aussagekräftige Bewertung der Ergonomie zu ermöglichen, wurden umfangreiche Probandenstudien zur Ermittlung der in Routenzugprozessen von Mitarbeitern aufzubringenden Handkräfte durchgeführt.
Durch die Umsetzung in einem softwarebasierten Demonstrator wird eine zeiteffiziente Anwendung der entwickelten Vorgehensmethodik ermöglicht. Der Demonstrator erlaubt eine innerhalb von Sekunden ablaufende detaillierte Dimensionierung und Bewertung von Planungsvarianten. Somit können die Auswirkungen von Veränderungen einer Planungsvariante direkt aufgezeigt werden. In der Konsequenz kann die Systemgestaltung auf einer deutlich fundierteren Datenbasis getroffen und die Planungsqualität gesteigert werden.
Im Rahmen der Evaluation der Projektergebnisse wurden in Zusammenarbeit mit Industriepartnern umfangreiche Anwendertests durchgeführt. Die Teilnehmer der Tests attestieren dem Software-Demonstrator aufgrund der Detaillierung und Nachvollziehbarkeit der Bewertungsergebnisse eine hohe Praxistauglichkeit.
Aktualisiert: 2021-01-21
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Wirtschaftliche und ökologische Potenziale von Hochregallagern aus Holz
Hochregallager werden bereits seit mehr als fünfzig Jahren zur platzsparenden Lagerung großer Gütermengen auf kleiner Grundfläche eingesetzt. Bisher wurde die Regalkonstruktion hauptsächlich aus Stahlprofilen gefertigt. Seit dem Jahr 2005 werden auch Holzwerkstoffe zum Bau von Hochregallagerkonstruktionen verwendet.
Im vorliegenden Forschungsprojekt werden Vor- und Nachteile der Holzbauweise im Vergleich zur konventionellen Stahlbauweise für verschiedene Einsatzszenarien aufgezeigt, untersucht und bewertet. Zudem werden neue Konstruktionsmöglichkeiten erarbeitet, mit welchen die Regalhöhe gesteigert und der Materialbedarf gesenkt werden kann. Ziel ist es Informationen für potenzielle Hersteller und Betreiber von Hochregalen aus Holz zu generieren und dadurch bestehende Hürden zu nehmen, welche einer größeren industriellen Verbreitung im Wege stehen.
Zu diesem Zweck werden zunächst bestehende Holz-Hochregale näher betrachtet sowie Hersteller und Betreiber zu ihren Erfahrungen befragt. Auf diese Weise wird der aktuelle Wissensstand aufgenommen. Anschließend werden die Regalwerkstoffe Holz und Stahl sowie deren Eigenschaften unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen untersucht. Dadurch soll ermittelt werden, für welche Lagergüter sowie Umgebungen die beiden Werkstoffe optimal eingesetzt werden können. Nachfolgend werden neue modulare Holz-Hochregal-Konstruktionen konzipiert und in einem Konstruktionskatalog zusammengefasst. Anhand eines Bewertungsschemas werden die verschiedenen Bauteilaufbauten ganzheitlich im Hinblick auf Vor- und Nachteile für den Einsatz in der Regalstruktur beurteilt. Im Anschluss werden Methoden der Modellierung und Berechnung vorgestellt. Eine anhand der Beurteilung selektierte Konstruktionsweise wird für den Vergleich mit bestehenden Stahl- und Holzbauweisen bemessen und diesen anschließend gegenübergestellt. Dabei soll die ökologische und ökonomische Nachhaltigkeit der drei Bauweisen verglichen und so die Stärken und Schwächen dieser in den genannten Aspekten sichtbar gemacht werden.
Im Zuge der durchgeführten Recherchen konnte gezeigt werden, dass automatisch bediente Hochregale in Silobauweise in Industrie und Handel derzeit am weitesten verbreitet sind. Aus diesem Grund wurden die weiteren Arbeiten auf diese Bauform konzentriert. Bezüglich der möglichen Einsatzszenarien wurde ermittelt, dass Hochregale aus Holz besonders für aggressive Lageratmosphären geeignet sind. Bei den Konstruktionskonzepten wurden neben dem bisher üblichen Brettschichtholz auch erstmals Brettsperrholzbauteile eingesetzt. Dieser flächige Holzwerkstoff erleichtert die Einführung von Steherstößen, durch welche die Transportlänge der Steher massiv gesenkt werden und die maximale Regalhöhe gesteigert werden kann. Während der Berechnung der ausgewählten Konzepte wurden verschiedene Verbindungsmittel und Bauteilformen variiert, um die strengen Verformungsvorgaben erfüllen zu können. Anschließend wurde durch Ökobilanzierungen die bessere ökologische Nachhaltigkeit der Holzbauweisen bewiesen. Betreffend der ökonomischen Nachhaltigkeit liegt die Stahlbauweise unter normaler Lageratmosphäre vorne. Bei aggressiven Lagerbedingungen sind hingegen die Holzbauweisen wirtschaftlicher.
Aktualisiert: 2021-01-21
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Tagungsband 10. Fachkolloquium Logistik WGTL 2014
In diesem Jahr kann die Wissenschaftliche Gesellschaft für Technische Logistik e. V. (WGTL) ein kleines Jubiläum feiern. Als Plattform für den wissenschaftlichen Dialog und Austausch zwischen den Instituten, Wirtschaftsvertretern und Jungwissenschaftlern, findet das Fachkolloquium zum 10. Mal statt. Die Veranstaltung hat sich fest im Jahr etabliert und zeichnet sich durch anwendungsnahe Vorträge und Präsentationen aus, mit dem Ziel die intralogistischen Anwendungen der Zukunft vorzuzeigen.
Dieses Anliegen wird seit Gründung der WGTL im Februar 2004 entschlossen verfolgt. Der Zusammenschluss von Experten aus unterschiedlichen Fachgebieten der Planung, Simulation, Steuerung und Konstruktion von Elementen und Systemen, der Förder-, Lager- und Sortiertechnik, war damals nur folgerichtig um den komplexen Anforderungen der Technischen Logistik gerecht werden zu können. Hoch spezialisiertes Wissen wird auch in den nächsten zehn Jahren darüber bestimmen, in wie weit die Logistik die zunehmende Globalisierung mitgestalten kann.
Auch weiterhin muss der ständige Wissenstransfer zwischen den Instituten und der Wirtschaft stattfinden. In diesem Jahr konnte sich die WGTL bereits auf der „Weltmesse der Intralogistik“, der CeMAT in Hannover präsentieren. Diese Fachkonferenz bildet deshalb ein weiteres Highlight im zehnjährigen Bestehen der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Technische Logistik.
Es ist mir eine besondere Ehre die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Fachkolloquiums am Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik der Technischen Universität München in Garching begrüßen zu dürfen. Neben dem wissenschaftlichen Austausch gehört es schon zur Tradition auch Einblicke in die Lebensstil der jeweiligen Stadt darzubieten. Mit unserer Abendveranstaltung möchten wir die bayerische Wirtshauskultur und Gemütlichkeit nahebringen.
In diesem Sinn wünsche ich allen Teilnehmern zwei hochspannende Vortragstage mit zukunftsweisenden Innovationen, die die entscheidenden Impulse für die Technische Logistik der Zukunft in Forschung und Praxis geben.
Garching, im September 2014
Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing.
Willibald A. Günthner
Aktualisiert: 2021-01-21
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Vermeidung von Kommissionierfehlern mit Pick-By-Vision
Das Ziel dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines Konzeptes für die
aktive Vermeidung von Kommissionierfehlern in der manuellen Kommissionierung
basierend auf dem Augmented-Reality-unterstützten Kommissioniersystem Pick-by-
Vision.
Zunächst wurden hierzu Untersuchungen zum Auftreten verschiedener Fehlerarten
durchgeführt, sowie die Ursachen und Auswirkungen von Kommissionierfehlern
ermittelt. Als zentrale Fehlerursache wird von den befragten Logistikleitern und
Kommissionierern der Mensch genannt, der durch Unaufmerksamtkeit oder den
falschen Umgang mit technischen Hilfsmitteln maßgeblich zur Fehlerentstehung
beiträgt. Durch die Integration eines zusätzlichen Prüfmechanismus auf Basis eines
Ident- oder Trackingsystems soll es zudem ermöglicht werden, auftretende Fehler
unmittelbar am Entstehungsort zu entdecken und zu beheben.
Für die technische Umsetzung des Prüfmechanismus und dessen Integration in ein
Pick-by-Vision System wurden mehrere Konzepte entwickelt, die den
Anforderungen verschiedener Einsatzszenarien für ein fehlersicheres Pick-by-Vision
System gerecht werden. Ein flexibel einsetzbares und kostengünstiges Konzept
basiert auf dem Einsatz einer in das Head-mounted Display integrierten
Videokamera. Neben der Funktion als Sensor in einem Trackingsystem ermöglicht
die Kamera auch die Auswertung optischer Codes von Artikeln, indem der
Kommissionierer diese einfach nach der Entnähme in das Sichtfeld hält. Durch die
Überprüfung jeder einzelnen Entnahmeeinheit ist ein solches Konzept theoretisch in
der Lage, eine Annäherung an die Null-Fehler-Kommissionierung ermöglichen.
Zur Evaluierung der Einsatzfähigkeit dieses Konzeptes wurde ein Demonstrator
realisiert. In mehreren Versuchsreihen mit Probanden, u. a. mit Kommissionierern
von zwei Projektpartnern, konnten praxisnahe Erfahrungen zum Einsatz des
Systems gewonnen werden. Die Ergebnisse der Probandenversuche zeigten, dass
mit dem fehlersicheren Pick-by-Vision System die Fehlerquote um etwa 40 %
gegenüber der klassischen Belegkommissionierung gesenkt werden kann. Durch die
Einbeziehung subjektiver Bewertungskriterien, war es möglich, auch Aussagen zu
ergonomischen und arbeitsphysiologischen Auswirkungen zu treffen, sowie
Maßnahmen für die kontinuierliche Verbesserung von Pick-by-Vision Systemen,
insbesondere bezüglich der verwendeten Hardwarekomponenten, abzuleiten.
Aktualisiert: 2020-01-13
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Einsatz von Kennzahlensystemen in der Automobillogistik
Die Bedeutung der Logistik für produzierende Unternehmen ist ungebrochen. Dies trifft ebenso auf die Automobilindustrie zu. Mit stetig sinkender Wertschöpfungstiefe der Hersteller (OEMs) steigt die Anzahl der Zulieferteile. Die zunehmende Variantenvielfalt, die sich aus der Reaktion der Hersteller auf die Individualisierungswünsche der Kunden ergibt, steigert die Komplexität zusätzlich.
Vor diesem Hintergrund wurden neue Produktions- und Logistikkonzepte eingeführt, durch die u.a. diese Komplexität in Produktion und Logistik beherrschbar werden soll. Die Effektivität wie Effizienz soll so gesteigert werden.
Um Wirtschaftlichkeit wie Qualität der Logistikprozesse messen zu können, werden heute verbreitet Kennzahlensysteme eingesetzt. In der Literatur finden sich, sowohl funktions- wie auch branchenübergreifend einige Ansätze, wie diese Kennzahlensysteme auszugestalten sind. Einzelne Untersuchungen beschäftigen sich auch mit dem Einsatz von Kennzahlensystemen in der Logistik. Diese sind aktuell häufig branchenübergreifend durchgeführt und berücksichtigen die Spezifika der Automobilindustrie nur wenig.
Daher widmet sich die Studie den Fragestellungen, inwiefern heute Kennzahlensysteme in der Automobillogistik eingesetzt werden, welche Anforderungen die Nutzer an Kennzahlensysteme stellen und inwiefern diese in heutigen Kennzahlensystemen als erfüllt angesehen werden können. Dies erfolgt dabei aus Sicht der gesamten Lieferkette, um den Gedanken des Supply-Chain Managements Rechnung zu tragen. Darüber hinaus wird die Weiterentwicklung der logistischen Kennzahlensysteme im Rahmen der Einführung von Lean-Management Methoden betrachtet. Der ein den einzelnen Kapiteln aufgezeigte Handlungsbedarf wird abschließend zu einem möglichen Entwicklungspfad für Kennzahlensysteme in der Automobillogistik zusammengefasst.
Die Studie basiert auf einer Befragung von Beschäftigten aus der automobilen Lieferkette (OEMs, Zulieferunternehmen, Logistikdienstleister) sowie logistikorientierten Beratungsunternehmen. Insgesamt wurden die Antworten von 137 Teilnehmern berücksichtigt. Die Studie stellt damit eine der umfassendsten Untersuchungen zu Kennzahlensystemen für die Automobillogistik dar, die den Autoren aktuell bekannt ist.
Aktualisiert: 2021-01-21
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Das Co2-neutrale Logistikzentrum
Um dem fortschreitenden Klimawandel entgegenzuwirken, sehen aktuelle politische Reglementierungen verpflichtend einen Niedrigenergiestandard für alle Neubauten ab dem Jahr 2021 vor. Darüber hinaus erfordern stetig steigende Lebenszykluskosten von Anlagen und Immobilien auch für Logistikgebäude ein Umdenken in der Planung.
Das Forschungsvorhaben „Das CO2-neutrale Logistikzentrum“ setzt sich deswegen das Ziel, bestehende innovative Ansätze zur Reduzierung des Energiebedarfs aus den Bereichen der Gebäudetechnik sowie der Intralogistik als Gesamtsystem zu erfassen und in Verbindung mit der Gebäudehülle aufeinander abzustimmen, um somit ein energetisches Optimum zu erreichen. Untersucht werden drei Modellen, welche die Typologien der manuellen Lagerhalle, des halbautomatischen Logistikzentrums sowie des vollautomatischen Distributionszentrums vertreten. Diese Modelle werden jeweils mit drei verschiedenen Temperaturniveaus kombiniert: min. 12 °C, min. 17 °C und max. 6 °C. Anhand jedes dieser Gebäudemodelle werden Parameterstudien an zuvor identifizierten Grundelementen durchgeführt, die durch Abänderung optimiert und auf größtmögliche CO2-Einsparungen untersucht, bewertet und mit Investitionen sowie laufenden Energiekosten im Jahr hinterlegt werden. Anschließend werden optimierte Grundelemente im Gesamtsystem der jeweiligen Typologie der Untersuchungsmodelle bei den angestrebten Temperaturniveaus miteinander zu sinnvollen Kombinationen zusammengeführt. Der verbleibende Bedarf an Energie wird durch eine stromerzeugende Photovoltaikanlage als CO2-Gutschrift angerechnet.
Dabei zeigt sich, dass durch eine Kombination der optimierten Grundelemente die CO2-Emissionen in allen Untersuchungsmodellen deutlich gesenkt werden können. Jedoch werden bei den drei Typologien auch klare Unterschiede deutlich, wo diese Einsparpotenziale liegen. Da in der manuellen Lagerhalle sehr wenig stromverbrauchende Materialflusstechnik eingesetzt wird, hat das Gebäude hier den größten Einfluss auf den Gesamtenergiebedarf. Ein CO2-neutrales Gebäude ist im Fall der manuellen Lagerhalle realisierbar. Im Falle des halbautomatischen Logistikzentrums und des vollautomatischen Distributionszentrums ändert sich die Verteilung des Energiebedarfs erheblich. Der Einfluss der Intralogistik steigt von 20 % auf 70 % bzw. 85 % des Gesamtenergiebedarfs. Folglich werden die intra¬logistischen Optimierungen zur größten Stellschraube möglicher Einsparpotenziale.
Alle Untersuchungsergebnisse für die Planung CO2-neutraler bzw. energieeffizienter Logistikzentren werden in einem Software-Tool implementiert und mit Handlungsempfehlungen hinterlegt.
Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde erreicht.
Aktualisiert: 2021-01-21
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