Steuerung von Schienen-Portalkränen unter Berücksichtigung gegenseitiger Behinderungen

• Antragsteller: Professor Dr. Dirk Briskorn; Professor Dr. Florian Jaehn; Professor Dr. Erwin Pesch
• Fachliche Zuordnung: Accounting und Finance ; Verkehrs- und Transportsysteme, Intelligenter und automatisierter Verkehr
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 250146058

Schienen-Portalkräne sind ein relativ neue Gerätschaften zur Verwaltung von Lagerblöcken in Hafencontainerterminals. Deshalb gibt es in der wissenschaftlichen Literatur relativ wenige Mechanismen zur Steuerung solcher Kräne. Nur wenige Quellen berücksichtigen, dass die Kräne sich bei Ihrer Arbeit behindern können. Dieses Problem wird häufig dadurch gelöst, dass den Kränen separate Bereiche zugeordnet werden und die Kräne diese Bereiche nur in Ausnahmefällen verlassen dürfen. Dies schränkt die Flexibilität des Systems stark ein. Insofern ist es notwendig, Mechanismen zu entwickeln, die die Steuerung von solchen Kränen ohne die Einschränkung auf Bereiche erlauben und dabei im Ablauf entstehende gegenseitige Behinderungen der Kräne (Kran 1 muss warten bis Kran 2 den Container aufgenommen hat) berücksichtigen. Dies geschieht in der existierenden Literatur kaum. Insbesondere wurden bisher keine Verfahren entwickelt, die diese Problemstellung oder Teilprobleme in Polynomialzeit lösen. Umgekehrt konnte bisher aber auch für keines der relevanten Teilprobleme bewiesen werden, dass solche Verfahren nicht existieren.Das Ziel dieses Projektes ist, diese Forschungslücke zu schließen, indem wir uns in einem Bottom-Up Ansatz zunächst auf Teilprobleme zurückziehen und für diese effiziente Verfahren entwickeln. Schrittweise werden dann übergeordnete Problemstellungen angegangen wobei hier die Erkenntnisse, die für untergeordnete Teilprobleme bereits erlangt wurden, in die Lösungsfindung einfließen. Am Ende dieses Prozesses steht ein System zur integrierten Planung der Kräne unter Berücksichtigung der gegenseitigen Abhängigkeiten. Hierbei soll insbesondere beachtet werden, dass die an die Kräne angrenzenden Transportfahrzeuge (z.B. LKWs und AGVs) in einem Wettbewerb zueinander stehen: jeder LKW möchte z. B. als erstes bedient werden. In den zu entwickelnden Steuerungsmechnismus sollen Techniken integriert werden, die diesen Wettbewerb fair auflösen.Das methodische Spektrum, das im Rahmen des Projektes zum Einsatz kommen wird, umfasst Techniken der linearen, ganzzahligen und gemischt-ganzzahligen Programmierung, der angewandten Informatik (z. B. Graphentheorie), des Scheduling, der Spieltheorie und der Komplexitätstheorie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen