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Spielzeitberechnung für doppeltiefe Lagerung unter dem Einsatz von zwei Lastaufnahmemitteln (SpieDo)

Spielzeitberechnung für doppeltiefe Lagerung unter dem Einsatz von zwei Lastaufnahmemitteln (SpieDo)
Ansprechpartner:

Katharina Dörr

Förderung:

Gefördert durch die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

Starttermin:

01.04.2015

Endtermin:

31.03.2017

Im heutigen Zeitalter der stark angestiegenen nationalen und internationalen Handelsströme sind die Leistungsanforderungen an Lager- und Distributionszentren gewachsen. In der Planungsphase eines Lagers gilt daher in vielen Fällen die Zielsetzung, die optimale Leistung an Einlagerungs- und Auslagerungsoperationen pro Stunde durch die Wahl  einer geeigneten Lagerkonfiguration erreichen zu können. Die Lagerkonfiguration beschreibt ein Lagersystem hinsichtlich der Tiefe der Regalfächer sowie der Anzahl an Lastaufnahmemittel auf dem Regalbediengerät und besitzt einen entscheidenden Einfluss auf die Leistung eines Lagers.

 

Das Forschungsprojekt SpieDo beschäftigt sich mit der Spielzeitberechnung für ein doppeltiefes Lager, in welchem zwei Lastaufnahmemittel Ladeeinheiten während den Arbeitsspielen transportieren können. Über die mittlere Spielzeit für ein Arbeitsspiel kann durch Bildung des Kehrwertes die mittlere Durchsatzleistung an Lageroperationen (Ein- bzw. Auslagerungen) pro Betrachtungszeitraum errechnet werden. Die doppeltiefe Lagerung unter Einsatz von zwei Lastaufnahmemitteln kann aufgrund der verbreiteten Anwendung in der betrieblichen Praxis bereits zu den Standardlösungen für Lagersysteme gezählt werden. Jedoch existiert in der Wissenschaft bislang ein Mangel an allgemeingültigen Spielzeitformeln für die betrachtete Lagerkonfiguration, welcher durch das Forschungsprojekt SpieDo adressiert werden soll.

Die doppeltiefe Lagerung mit zwei Lastaufnahmemitteln bietet wie andere Lagerkonfigurationen sowohl Vorteile als auch Herausforderungen: Durch die doppeltiefe Lagerung von Ladeeinheiten in einem Hochregallager kann der Raumnutzungsgrad gesteigert werden. Im Vergleich zur einfachtiefen Lagerung wird bei gleicher Stellplatzanzahl eine geringere Ganglänge benötigt, was zu einer kürzeren Fahrzeit des Regalbediengerätes in horizontaler Richtung führt. Im Gegenzug fallen durch eine doppeltiefe Lagerung Umlagerungen an, sobald eine Ladeeinheit in einem gangnahen Lagerplatz den Zugriff auf eine auszulagernde, gangferne Ladeeinheit blockiert. Jedoch lässt sich diese Herausforderung einer möglichen Spielzeiterhöhung mit geeigneten Strategien für die Lagerplatzbelegung sowie Umlagerungen minimieren. Weiterhin ergibt sich durch das Zweifachlastaufnahmemittel auf dem Regalbediengerät die Möglichkeit Vierfachspiele durchzuführen. Damit können sowohl zwei Einlagerungen als auch zwei Auslagerungen innerhalb eines Arbeitsspiels durchgeführt werden. Durch das Zusammenfassen der Aufträge zu Vierfachspielen entfallen Zeitanteile für Leerfahrten außerdem kann die Spielzeit pro Auftrag durch sogenannte Betriebs- bzw. Bewegungsstrategien weiter optimiert werden.  

Um das Forschungsvorhaben realisieren zu können, werden zu Beginn der Stand der Wissenschaft und Technik analysiert sowie die benötigten Parameter für das Spielzeitmodell definiert. Betriebsstrategien regeln unter anderem die Lagerbelegung, die Bewegung des Regalbediengerätes während des Vierfachspiels und den Ablauf der Umlagerung. Damit beeinflussen die gewählten Betriebsstrategien die erreichbaren Spielzeitergebnisse. Daher werden innerhalb des Forschungsprojektes geeignete Lagerbetriebsstrategien formuleirt. In einem weiteren Schritt wird ein Modell zur Simulation der Spielzeit bei doppeltiefer Lagerung unter dem Einsatz von zwei Lastaufnahmemitteln aufgestellt. Im Rahmen der Analyse der Simulationsergebnisse können die Ergebnisse bewertet und für den Anwendungsfall geeignete Lagerbetriebsstrategien identifiziert werden.  Anschließend werden die Formel für das analytische Spielzeitmodell hergeleitet und repräsentative Fächer für ein mittleres Arbeitsspiel ermittelt.

Das Ziel von SpieDo ist es, eine allgemeingültige Formel für die Spielzeit bei doppeltiefer Lagerung unter Einsatz zweier Lastaufnahmemittel vorzustellen. Da bisherige Spielzeitmodelle für die betrachtete Lagerkonfiguration lediglich unter Einschränkungen Ergebnisse für die mittlere Spielzeit liefern, soll das erstellte Spielzeitmodell eine exaktere Berechnung der Spielzeit gewährleisten. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens richten sich dabei besonders an kleine und mittlere Unternehmen (KMU), die entweder als Hersteller, Planer oder Anwender eines Lagersystems auftreten. Durch eine verbesserte Berechnung der Spielzeit können sowohl kostspielige Fehlplanungen vermieden werden als auch die effektive Leistungsfähigkeit eines Lagers bestimmt werden. Ebenso sollen im Rahmen von SpieDo repräsentative Fächer für ein Arbeitsspiel im Rahmen der untersuchten Lagerkonfiguration ermittelt werden, die z.B. in einer Norm weitere Verwendung finden können. Weiterhin werden aus den erzielten Forschungsergebnissen Handlungsempfehlungen für Unternehmen abgeleitet, die eine Hilfestellung hinsichtlich möglicher Effizienzverbesserungen durch geeignete Betriebsstrategien bieten sollen.

Die Ziele von SpieDo im Überblick:

  • Vorstellung einer allgemeingültigen Formel für die Spielzeitberechnung bei doppeltiefer Lagerung unter Einsatz von zwei Lastaufnahmemitteln
  • Ermittlung repräsentativer Fächer für ein Arbeitsspiel in der betrachteten Lagerkonfiguration
  • Handlungsempfehlungen für eine wirtschaftliche Betriebsweise eines doppeltiefen Lagers mit zwei Lastaufnahmemitteln