Mathematical methods for the configuration of transportation systems with a focus on continuous and modular matrix conveyors

The lack of flexibility in logistic systems currently on the market leads to the development of new innovative transportation systems. In order to find the optimal configuration of such a system depending on the current goal functions, for example minimization of transport times and maximization of the throughput, various mathematical methods of multi-criteria optimization are applicable. In this work, the concept of a complex transportation system is presented. Furthermore, the question of finding the optimal configuration of such a system through mathematical methods of optimization is considered.

Explosionsfeste Transportbehälter – mehr Sicherheit für das Transportwesen

Weltweit ist eine Zunahme terroristischer Aktivitäten zu verzeichnen, sodass allgemein damit gerechnet werden muss, dass auch das zivile Verkehrs- und Transportwesen ein bevorzugtes Ziel terroristischer Anschläge darstellt. Mehrfach wurden schon Sprengkörper in Transportmittel des öffentlichen und zivilen Personen- aber auch Güterverkehrs eingeschleust, um die Bevölkerung durch materielle Zerstörung und massive Personenschäden einzuschüchtern und zu beängstigen. Daher ist eine Anpassung der sich derzeit im Einsatz befindlichen Transportbehälter an die geänderten Rahmenbedingungen unerlässlich, um auch den Schutz vor Sprengkörpern, die gemeinsam mit dem Handgepäck in Luft-, Land- und Wasserfahrzeuge eingeschleust werden, zu gewährleisten.

Reibung – ein unterschätztes Phänomen in der Verpackungslogistik

„Geiz ist geil!“ ist das Motto eines Handelshauses. Aber diese Philosophie erweist sich immer häufiger als ungeeignet, längerfristigen Erfolg zu sichern. Oftmals wird gerade aus diesem Grund wieder verstärkt auf Qualität geachtet, auf die Qualität von Produkten, auf die Qualität von Herstellungsprozessen, auf die Qualität von Logistikprozessen etc. Dieser Sinneswandel beeinflusst auch alle Verpackungsprozesse, da diese untrennbar mit der Sicherung der Produktqualität und der sicheren Abwicklung aller logistischen Prozesse verbunden ist. Neben der Forderung nach einem wirtschaftlichen Produktschutz als Kernaufgabe der Verpackung müssen jedoch auch zwingende Vorgaben – beispielsweise seitens des Gesetzgebers (z. B. im Lebensmittelbereich, in der Gefahrgutlogistik, im Straßenverkehrsrecht) – beachtet werden. Das führt u. a. dazu, dass alle verpackten Güter so geschützt sein sollten, dass sie den Belastungen im Transportprozess, aber auch den Belastungen aufgrund von Ladungs- und Ladeeinheitensicherungsmaßnahmen standhalten können. Da sich jedoch nicht alle Ladegüter oder Packstücke beliebig für form- oder kraftschlüssige Sicherungsmaßnahmen eignen, sollte bei der Auslegung von Verpackungsmaßnahmen insbesondere der hilfreichen Wirkung von Reibungskräften zur Reduzierung zusätzlicher Sicherungsmaßnahmen Aufmerksamkeit gewidmet werden.

Reibung – ein unterschätztes Phänomen in der Verpackungslogistik

„Geiz ist geil!“ ist das Motto eines Handelshauses. Aber diese Philosophie erweist sich immer häufiger als ungeeignet, längerfristigen Erfolg zu sichern. Oftmals wird gerade aus diesem Grund wieder verstärkt auf Qualität geachtet, auf die Qualität von Produkten, auf die Qualität von Herstellungsprozessen, auf die Qualität von Logistikprozessen etc. Dieser Sinneswandel beeinflusst auch alle Verpackungsprozesse, da diese untrennbar mit der Sicherung der Produktqualität und der sicheren Abwicklung aller logistischen Prozesse verbunden ist. Neben der Forderung nach einem wirtschaftlichen Produktschutz als Kernaufgabe der Verpackung müssen jedoch auch zwingende Vorgaben – beispielsweise seitens des Gesetzgebers (z. B. im Lebensmittelbereich, in der Gefahrgutlogistik, im Straßenverkehrsrecht) – beachtet werden. Das führt u. a. dazu, dass alle verpackten Güter so geschützt sein sollten, dass sie den Belastungen im Transportprozess, aber auch den Belastungen aufgrund von Ladungs- und Ladeeinheitensicherungsmaßnahmen standhalten können. Da sich jedoch nicht alle Ladegüter oder Packstücke beliebig für form- oder kraftschlüssige Sicherungsmaßnahmen eignen, sollte bei der Auslegung von Verpackungsmaßnahmen insbesondere der hilfreichen Wirkung von Reibungskräften zur Reduzierung zusätzlicher Sicherungsmaßnahmen Aufmerksamkeit gewidmet werden.

Prüftechnik für RFID bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen im Transportwesen

Im Rahmen des Forschungsprojektes TagDrive wird die Applikation von passiven Transpondern auf 13,56 MHz-Basis untersucht, die auf der Fahrbahn befestigt und zur Spurführung und Navigation von Fahrzeugen verwendet werden. Um den Einsatz von Folientranspondern (Smart Labels) bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten in Zusammenhang mit Transponderlesegeräten am Fahrzeug zu testen, wurde ein Hochgeschwindigkeitsprüfstand für Relativgeschwindigkeiten zwischen Transponder und Lesegerät von bis zu 100 km/h entwickelt und Versuche bei variierenden Leseabständen durchgeführt. Für mechanische Prüfungen der applizierten Transponder inklusive Gehäuse wurden Druckprüfungen mit Hilfe einer servohydraulischen Prüfeinrichtung durchgeführt und ein neuer pneumatischer Prüfstand entwickelt, der den Überrollvorgang durch ein Rad nachbildet. Für klimatische Tests unter anderem nach DIN EN 60068-2-67 bzw. IEC 68-2-67 wurde ein Klimaschrank verwendet.

Realtime Logistics : echtzeitnahe Steuerung von Materialflusssystemen auf Basis autonomer Agenten und Entitäten

Die Steuerung logistischer und produktionstechnischer Systeme ist heute durchgängig hierarchisch organisiert. Auch dezentrale und wandelbare Systeme mit eingebetteten fraktalen oder adaptiven Elementen oder Regelkreisen lassen sich in ihrer Gesamtheit stets auf eine zeitgenaue zentrale Planung zurückführen. „Realtime Logistics“ bezeichnet im Gegensatz hierzu die echtzeitnahe Materialflusssteuerung auf Basis einer autonomen, selbstgesteuerten Abwicklung der im einzelnen logistischen Objekt implementierten Mission. Hierzu werden mobile Softwareagenten eingesetzt, die zunächst synchron zum Objekt, und in Zukunft eingebettet im logistischen Objekt, laufen werden.

Distributed Control Nodes for Material Flow System Controls on the Example of Unit Load Conveyor and Sorter Facilities

The Chair of Transportation and Ware-housing at the University of Dortmund together with its industrial partner has developed and implemented a decentralized control system based on embedded technology and Internet standards. This innovative, highly flexible system uses autonomous software modules to control the flow of unit loads in real-time. The system is integrated into Chair’s test facility consisting of a wide range of conveying and sorting equipment. It is built for proof of concept purposes and will be used for further research in the fields of decentralized automation and embedded controls. This presentation describes the implementation of this decentralized control system.

Größenentwicklung von Containerschiffen und Auswirkung auf die intermodale Transportkette

Gegenstand des vorliegenden Beitrages ist eine Methode zur Kosten- und Leistungsbewertung von Containerschiffen als Transportmittel des Hauptlaufes in intermodalen Transportketten für ISO-Container. Anlass bildet die permanente Größenentwicklung der Containerschiffe und die daraufhin ausgerichtete Infrastruktur- und Transportkettenentwicklung im Vor- und Nachlauf, die nicht risikofrei zu beurteilen ist. Mit der vorgestellten Methode wird deutlich, dass die Erfolgs- bzw. Misserfolgsfaktoren der Großcontainerschiffe fast nur noch in den Häfen und deren Hinterlandanbindungen zu suchen sind.

Control concept for autonomous changeable material flow systems

Today’s material flow systems for mass customization or dynamic productions are usually realized with manual transportation systems. However new concepts in the domain of material flow and device control like function-oriented modularization and intelligent multi-agent-systems offer the possibility to employ changeable and automated material flow systems in dynamic production structures. These systems need the ability to react on unplanned and unexpected events autonomously.

GRASP with Hybrid Path Relinking for Bi-Objective Winner Determination in Combinatorial Transportation Auctions

The procurement of transportation services via large-scale combinatorial auctions involves a couple of complex decisions whose outcome highly influences the performance of the tender process. This paper examines the shipper's task of selecting a subset of the submitted bids which efficiently trades off total procurement cost against expected carrier performance. To solve this bi-objective winner determination problem, we propose a Pareto-based greedy randomized adaptive search procedure (GRASP). As a post-optimizer we use a path relinking procedure which is hybridized with branch-and-bound. Several variants of this algorithm are evaluated by means of artificial test instances which comply with important real-world characteristics. The two best variants prove superior to a previously published Pareto-based evolutionary algorithm.

Lean Logistics - Innovative Bewertungsmethodik zur Auswahl schlanker Materialbereitstellungsstrategien

Die starke Individualisierung der Kundenwünsche hat eine stetig wachsende Variantenvielfalt zur Folge. Unternehmen, insbesondere aus dem Automotive- und High-Tech-Sektor, sind bestrebt, ein dauerhaftes Vorhalten aller Variantenteile im Montageprozess aufgrund hoher Kapitalbindung, zunehmenden Flächenbedarfs sowie steigenden Handlingaufwands zu vermeiden. Durch die konsequent wertschöpfungsorientierte Planung der Montageprozesse ist es möglich, innerhalb eines Montagetakts größere Teileumfänge zu verbauen. Das Angebot an Bereitstellflächen erhöht sich jedoch nicht, so dass Kosteneinsparungen aus Montageoptimierungen zum Teil nicht ausgeschöpft werden können. Diese Einsparungen können erst zusammen mit einem angepassten und standardisierten Materialbereitstellungsprozess voll wirksam werden. Die Materialbereitstellung muss darüber hinaus auch für individuelle Teilespektren eine adäquate Teileversorgung sichern sowie innerhalb ihrer Systemgrenzen einen optimalen Prozessablauf ermöglichen. Für die Auswahl geeigneter Bereitstellungsstrategien fehlt eine auf den Bereitstellungsprozess abgestimmte Bewertungsmethode, die eine nach Lean Management Grundsätzen vergleichende Prozessbetrachtung ermöglicht und zudem bauteilspezifische Kriterien wie Variantenvielfalt, Reichweite oder Größe berücksichtigt. Ziel des Beitrags ist es daher, eine neuartige Bewertungsmethode vorzustellen.

Realtime Logistics – Ein Algorithmus zur parallelisierbaren Bestimmung von Transportkollisionen in Materialflusssystemen

In diesem Beitrag zur Komplexitätsanalyse von Materialflusssystemen unter Zeitrestriktionen wird ein Algorithmus vorgestellt, der die Bestimmung von Transportkollisionen als parallelisierbares Problem betrachtet und dessen Datenstrukturen auf die Analyse der Wechselbeziehungen von Lastobjekten ausgerichtet ist. Am Beispiel eines Deadlockszenarios wird die Funktionsweise des Algorithmus dargestellt und gezeigt, dass die explizite Betrachtung von zeitlichen und räumlichen Abhängigkeiten unter Lastobjekten eine Deadlockerkennung möglich macht. Der Algorithmus bildet die Grundlage für weitere Anwendungen in der Analyse der Echtzeitfähigkeit von Materialflusssystemen.

Integration of Truncated Distributions in Exponential Family with Simulation Models of Logistics and Supply Chain Management

Truncated distributions of the exponential family have great influence in the simulation models. This paper discusses the truncated Weibull distribution specifically. The truncation of the distribution is achieved by the Maximum Likelihood Estimation method or combined with the expectation and variance expressions. After the fitting of distribution, the goodness-of-fit tests (the Chi-Square test and the Kolmogorov-Smirnov test) are executed to rule out the rejected hypotheses. Finally the distributions are integrated in various simulation models, e. g. shipment consolidation model, to compare the influence of truncated and original versions of Weibull distribution on the model.

Simulationsgestützte Untersuchung der Spurtreue von Routenzügen

Für den innerbetrieblichen Transport und besonders für die Materialversorgung in der Produktion werden zunehmend Routenzüge eingesetzt, die aus einem Schleppfahrzeug und bis zu fünf Anhängern bestehen. Um gute Manövrierbarkeit und einen geringen Platzbedarf zu gewährleisten, sollten Routenzuganhänger möglichst spurtreu sein. In diesem Beitrag wird die Spurtreue exemplarisch für zwei am Markt verfügbare Anhänger für Routenzüge mit zwei ungelenkten und vier gelenkten Rädern untersucht. Hierfür wird zunächst ein Gütekriterium definiert, das die maximale Abweichung von der Spurtreue quantitativ erfasst. Außerdem werden Testszenarien vorgeschlagen, um die verschiedenen Fahrwerks- und Lenkkonzepte vergleichen zu können. Mit Hilfe eines entwickelten analytischen Modells werden die Abweichungen in der Spurtreue bei stationärer Kreisfahrt für die zwei gewählten Konzepte berechnet und dargestellt. Zusätzlich wird eine Mehrkörper-Simulation, die eine tiefere physikalische Modellierung und die Untersuchung komplexerer Fahrmanöver erlaubt, durchgeführt und mit den analytischen Ergebnissen verglichen. Es kann gezeigt werden, dass neben der Lenkkinematik weitere Parameter wie das Schräglaufverhalten der Reifen Einfluss auf die Spurtreue haben.

Contribution to the Energy Efficiency and Environmental Compatibility of Cranes for Inland Waterway/ Feeder Ship Handling

Basis for the economic efficiency of international supply chains rests on the efficiency of multimodal transport chains. Materials and products are transported along the edges of transport networks with the forwarder endeavouring to maximize the transport efficiency by using the effects of scale along the edges. The network nodes provide the means to have the goods transferred between the means of transport. Whilst purely economic criteria were initially the driving force for a change in the means of transport, ecological requirements are now becoming ever more relevant. The transportation chains should not only be economically presentable but also it makes sense for them to have a “green footprint”. In this context the following considerations will deal with the transfer processes within the network nodes, especially those within inland and feeder terminals. Replies are to be given to the questions as to how far the choice of the crane primary drive has an impact on energy consumption and environmental compatibility of handling the goods and which additional benefit does the recuperation of engrained energies bring during the handling process.