Generierung von Analytischen Modellen zur Durchsatzberechnung für Lagersysteme

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Kai Furmans
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 529219715

Forschungskontext: Zusammen mit den Kosten pro Lagerplatz sind Durchsatz- und Lagerkapazitätsüberlegungen wichtige Anforderungen bei der Planung und Auswahl eines Lagersystems. Spielzeiten und Durchsatz sind hilfreich in der frühen Konzeptions-, Entwurfs- und Planungsphase neuer Lagersysteme, wo verschiedene Systeme anhand dieser Leistungsparameter verglichen werden müssen. Die Ansätze zur Ermittlung des Durchsatzes und der Wegezeiten von Lagersystemen lassen sich ableiten, indem die Grundfunktionen eines Lagersystems - Handhabung eines Behälters, Bewegung eines Behälters im dreidimensionalen Raum, Ein- und Auslagerung eines Behälters - und die Beziehungen zwischen diesen Funktionen modular erfasst und kombiniert werden. Neben den deterministischen Zeitkomponenten für die Bewegung sind auch die stochastischen Komponenten, die sich aus der Verteilung der Güter im Lagersystem ergeben, und die Wartezeiten an den Übergängen zwischen den verschiedenen Grundfunktionen zu berücksichtigen. Hypothesen Die Arbeitshypothese dieses Forschungsprojektes ist es, eine Methode zu finden, um alle derzeit existierenden Lagersysteme aus einem gültigen morphologischen Kasten abzubilden, um alle denkbaren möglichen Lagersysteme und Konfigurationen abzuleiten. Zusätzlich soll die Generierung von analytischen Modellen für alle abgeleiteten Systeme möglich sein, um die vorgegebenen Systemparameter (Durchsatz, Spielzeiten, etc.) zu berechnen und ein neues, quantifizierbares Verständnis der Zusammenhänge in Lagersystemen abzuleiten. Die Modularität der Modelle und Methoden bietet die Möglichkeit, neue Lagersystemtypen mit entsprechenden Ansätzen abzuleiten. Herangehensweise: Die verschiedenen Arbeitspakete beinhalten hierzu die Erstellung eines morphologischen Kastens und die Entwicklung einer Methode zur automatischen Ableitung von Durchsatzmodellen. Die Validierung der ermittelten Durchsatzmodelle und der automatischen Methoden erfolgt mittels zusätzlich erstellter Simulationsmodelle. Grad der Originalität: In den letzten 60 Jahren wurden von den Anbietern von Flurförderzeugen immer wieder neue Lagersysteme entwickelt, für die die Wissenschaft in der Folge die entsprechenden analytischen Ansätze zur Ermittlung der Durchsätze entwickelte. Diese wurden im Laufe der folgenden Jahre in leicht zugängliche Branchenrichtlinien umgesetzt. Eine kritische Analyse ergibt, dass der wissenschaftliche Fortschritt von den technischen Entwicklungen getrieben wurde und die Entwicklung analytischer Modelle bestehender Systeme nachlaufend erfolgte. Ein Ziel dieses Vorschlags ist es, zu zeigen, dass es möglich ist, Durchsatzmodelle zeitgleich oder vor den ersten technischen Realisierungen zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Partnerorganisation: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
• Kooperationspartner: Professor Dr. Georg Kartnig