Eine algorithmenbasierte Methode zur ganzheitlichen Systemplanung automatischer Hochregallager

Die Systemplanung automatischer Hochregallager hat das Ziel, unter allen anforderungsgerechten Gestaltungen die wirtschaftlichste zu identifizieren. Dabei umfassen die Freiheitsgrade der Planung die technischen Lagerkonfigurationen, die operativen Lagerstrategien, die Lagerdimensionen und die Verwendung findenden Lagerkomponenten. Die konventionelle Systemplanung wird vom menschlichen Planer in einem heuristischen Vorgehen durchgeführt. Die Ergebnisse sind damit vom Fachwissen und der Datenbasis des Planers subjektiv geprägt und aufgrund begrenzter Ressourcen häufig suboptimal.
Die vorliegende Arbeit klassifiziert und untersucht Planungsmethoden aus Wirtschaft und Wissenschaft und ergänzt diese um ein exaktes Verfahren, welches anhand von Berechnungs- und Optimierungsmodellen das wirtschaftlichste Lagersystem für einen spezifischen Anwendungsfall gestaltet. Die Berechnungsmodelle erlauben dazu die ganzheitliche Bewertung der verschiedenen Ausführungen der Hochregallager: Sie bilden die Basis zur Berechnung der Lagerstruktur und Kapazität sowie der daraus resultierenden Lagergeometrien und Abmessungen. Außerdem ermöglichen sie die Bestimmung der Spielzeiten der Regalbediengeräte und darauf aufbauend des Lagerdurchsatzes. Das Modell zur Berechnung der Lagersystemkosten berücksichtigt den Investitionsaufwand in Fördertechnik, Lagereinrichtung, Gebäude und Grundstück und stellt die Zielfunktion für die Optimierungsmodelle dar. Diese nutzen teilenumerative Algorithmen, um den aufgespannten Lösungsraum der anforderungsgerechten Gestaltungen zu untersuchen und das Optimum zu identifizieren. Die Robustheit dieser Lösung gegenüber veränderten Anforderungen kann anhand von Parameterstudien analysiert werden. Die Berechnungs- und Optimierungsmodelle wurden in ein rechnergestütztes Planungswerkzeug überführt, mit welchem sowohl vollautomatisch als auch vom Menschen geleitet mehrere Planungsalternativen zu einem Planungsprojekt gestaltet werden können. Die Alternativen werden dabei anhand von Kennwerten und grafischen Darstellungen veranschaulicht und untereinander verglichen.
Mit der algorithmenbasierten Planungsmethode wird damit der Suchraum nach der wirtschaftlichsten Gestaltung automatischer Hochregallager deutlich erweitert und eine fundiertere Auswahl des Planungsergebnisses ermöglicht. Das implementierte Planungswerkzeug beschleunigt den Planungsprozess, erhöht die Ergebnisqualität und vermag somit die Systemplanung umfassend zu unterstützen.