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Modellierung von Blockiervorgängen in manuellen Kommissioniersystemen mittels Bedientheorie

Modellierung von Blockiervorgängen in manuellen Kommissioniersystemen mittels Bedientheorie
Autor:

Furmans, Kai
Huber, Christian
Wisser, Jens

Quelle:

Logistics Journal (eJournal, ISSN: 1860-7977)

Datum: 2009

Aufgrund des hohen Raumnutzungsgrads kommt es in vielen manuellen Kommissioniersystemen, die nach dem Prinzip Mann-zur-Ware organisiert sind, zu Blockiervorgängen und in der Folge zu Produktivitätsverlusten. Zum Einen können sich die Kommissionierer innerhalb der Gänge und Stirngänge nicht überholen, zum Anderen greifen sie zeitgleich auf eine bestimmte Systemressource, z.B. eine Basisstation, zu. In der Literatur wurde diese Problemstellung bisher fast überhaupt nicht berücksichtigt und die wenigen Ansätze, welche diese Problematik erkennen, bieten nur beschränkte Möglichkeiten der Abbildung und Quantifizierung. Aus diesem Grund fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ein Forschungsvorhaben zur Erarbeitung theoretischer Grundlagen, um Blockiervorgänge in manuellen Kommissioniersystemen zu verstehen und deren Auswirkungen in einem analytischen Modell zu beziffern. In diesem Artikel wird die Bedientheorie als eine mögliche Modellierungsmethode identifiziert. Die Übertragung eines manuellen Kommissioniersystems in ein bedientheoretisches Modell wird durchgeführt und auf das Modell anwendbare Lösungsalgorithmen aufgezeigt. Bei der Analyse eines Beispielsystems zeigt sich, dass Blockiervorgänge die Produktivität der einzelnen Kommissionierer senken und die Durchsatzverluste in typischen Betriebsszenarien bis zu 10% betragen. Für diese Szenarien konnte auch gezeigt werden, dass der relative Fehler zwischen dem bedientheoretischen Modell und einer Simulation unter 4% liegt. Die Bedientheorie eignet sich folglich als Modellierungsmethode, da sie die Ergebnisse im Vergleich zur Simulation einfach und mit geringem Zeitaufwand berechnet.

In many picker-to-part order picking systems with high space utilization, blocking situations occur and lead to productivity losses. On the one hand order pickers cannot pass each other within aisles and cross-aisles, on the other hand they want to access a certain resource of the system, for example a base station, at the same time. Very few papers and articles dealing with this problem are available in the literature and the few approaches only offer limited possibilities of modeling and quantifying. For this reason the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) is funding a research project which aims at developing theoretical foundations to understand blocking in manual order picking systems and quantify its effects by means of an analytical model. In this paper we identify queueing theory as a potential modeling method. We show how to transfer a manual order picking system into a queueing model and present applicable solution algorithms. The analysis of an exemplary system shows that blocking situations reduce the productivity of an order picker and that throughput losses can be as high as 10% in typical implementations. For these scenarios we were able to show that the relative error between the queueing model and simulation is below 4%. Therefore queueing theory is suited as a modeling method because compared to simulation, results can be derived fairly easy and in short time.