Aufbau hochfunktionaler Intralogistik-Knoten mittels kleinskaliger Module als Cognitive Conveyor

Kleinskalige, multifunktionale Module haben ein hohes Potential bei der wirtschaftlichen und flexiblen Gestaltung intralogistischer Systeme mit hoher Funktionalität. Durch dezentrale Steuerung und eigener Intelligenz der Module ist das System frei skalierbar und der Installationsaufwand wird minimiert. Mittels eines neuartigen Konzeptes der Datenkommunikation für Stetigförderer erfolgt der Informationsaustausch drahtlos mit Hilfe optoelektrischer Elemente. Die Kleinskaligkeit der Transportmodule gegenüber der Transporteinheit im Zusammenhang mit dem Steuerungskonzept erlaubt eine selektive Beschaltung der Module nach Bedarf und damit eine optimierte Energieausnutzung im Betrieb. Prototypen auf Basis von Schwenkrollen mit integrierter Antriebstechnik und Steuerung lassen das Potential des Prinzips erkennen. Das neu entwickelte Konzept der Schrägscheibe hilft bei der anspruchsvollen Integration der Antriebstechnik in das Modul durch das Prinzip der koaxialen Aktoren. Durch omnidirektionalen Funktionsumfang der Module entsteht im Zusammenschluss zu einer Modulmatrix ein hochflexibel einsetzbares Intralogistik-Modul. Die Vernetzung dieser hochfunktionalen Knoten durch einfache Fördertechnik bietet die Möglichkeit einfacher Planung flexibler Logistiksysteme.

Entwicklung eines Lineardirektantriebs für Transportbänder

Transportbandsyteme werden im Bereich der Intralogistik zur Förderung von Stück- sowie leichten Schüttgütern eingesetzt. Der Antrieb der Transportbänder erfolgt dabei üblicherweise kraftschlüssig über die Antriebstrommel. Der Einsatz von Lineardirektantrieben ermöglicht als Antriebsalternative die Erzeugung der Vorschubkräfte und die Krafteinleitung in das Transportband über der Länge des Lineardirektantriebs verteilt. Dadurch lässt sich die Transportbandvorspannung erheblich reduzieren und damit auch ein leichteres und kostengünstigeres Transportband im Vergleich zu konventionellen Antriebskonzepten verwenden. Basierend auf vorherigen Untersuchungen wurde ein Lineardirektantrieb auf Basis eines Hybridmotors entwickelt, welcher die Vorteile permanentmagneterregter Maschinen mit denen der Reluktanzmotorprinzipien vereint. Auf Grundlage der durch Simulation ermittelten Kraftentfaltkungscharakteristik des Linearmotors auf die Läuferelemente wurden verschiedene Konzepte zur Befestigung dieser Läuferelemente entwickelt, untersucht und erprobt. Aufgrund der Elastizität von Transportbändern sind zudem alternative Führungskonzepte erforderlich, da geometrische Abweichungen der am Transportband befestigten Läuferelemente zu hohen Verlusten durch Reibung führen. Unterschiedliche Führungskonzepte, belegt durch Messungen, geben einen Ausblick auf den linearmotorischen Antrieb.

Lebenszykluskosten von elektrischen Antriebssystemen

Insbesondere bei Antriebssystemen stehen die Energiekosten neben den Anschaffungskosten im Fokus. Jedoch bleiben weitere Folgekosten, die im Laufe des Betriebs eines Antriebssystems in einem Fördermittel entstehen, meist unberücksichtigt. Dieser Artikel beschreibt einen Ansatz, wie sich Lebenszykluskosten von Antriebssystemen in Stetigfördertechnik prognostizieren lassen. Mit Hilfe von allgemein bekannten Normen und Richtlinien kann der Lebenszyklus eines Antriebssystems von der Projektierung über die Herstellung bis zur Entsorgung nach dem Betrieb in Kostenarten eingeteilt und veranschaulicht werden. Unter Verwendung von direkter Verrechnung als auch der Kalkulation mit Prozesskosten wird eine hinreichende Genauigkeit anhand definierter Prozessketten erreicht. Auf Basis dieser Kostenkalkulationen kann ein mehrstufiges Prognosemodell gebildet werden. Somit konnten durch das entwickelnde Modell Anlagenbeispiele untersucht und berechnet werden.

A Cooperative and Adaptive Variable Neighborhood Search for the Multi Depot Vehicle Routing Problem with Time Windows

In this paper we propose two cooperation schemes to compose new parallel variants of the Variable Neighborhood Search (VNS). On the one hand, a coarse-grained cooperation scheme is introduced which is well suited for being enhanced with a solution warehouse to store and manage the so far best found solutions and a self-adapting mechanism for the most important search parameters. This makes an a priori parameter tuning obsolete. On the other hand, a fine-grained scheme was designed to reproduce the successful properties of the sequential VNS. In combination with the use of parallel exploration threads all of the best solutions and 11 out of 20 new best solutions for the Multi Depot Vehicle Routing Problem with Time Windows were found.

Metaheuristics for the Order Batching Problem in Manual Order Picking Systems

In manual order picking systems, order pickers walk or drive through a distribution warehouse in order to collect items which are requested by (internal or external) customers. In order to perform these operations efficiently, it is usually required that customer orders are combined into (more substantial) picking orders of limited size. The Order Batching Problem considered in this paper deals with the question of how a given set of customer orders should be combined such that the total length of all tours is minimized which are necessary to collect all items. The authors introduce two metaheuristic approaches for the solution of this problem: the first one is based on Iterated Local Search; the second on Ant Colony Optimization. In a series of extensive numerical experiments, the newly developed approaches are benchmarked against classic solution methods. It is demonstrated that the proposed methods are not only superior to existing methods but provide solutions which may allow distribution warehouses to be operated significantly more efficiently.

Exact Solutions to the Symmetric and Asymmetric Vehicle Routing Problem with Simultaneous Delivery and Pick-Up

In reverse logistics networks, products (e.g., bottles or containers) have to be transported from a depot to customer locations and, after use, from customer locations back to the depot. In order to operate economically beneficial, companies prefer a simultaneous delivery and pick-up service. The resulting Vehicle Routing Problem with Simultaneous Delivery and Pick-up (VRPSDP) is an operational problem, which has to be solved daily by many companies. We present two mixed-integer linear model formulations for the VRPSDP, namely a vehicle-flow and a commodity-flow model. In order to strengthen the models, domain-reducing preprocessing techniques, and effective cutting planes are outlined. Symmetric benchmark instances known from the literature as well as new asymmetric instances derived from real-world problems are solved to optimality using CPLEX 12.1.

Meta-model for calculating the mean energy demand of automated storage and retrieval systems

Energy efficiency has become an important research topic in intralogistics. Especially in this field the focus is placed on automated storage and retrieval systems (AS/RS) utilizing stacker cranes as these systems are widespread and consume a significant portion of the total energy demand of intralogistical systems. Numerical simulation models were developed to calculate the energy demand rather precisely for discrete single and dual command cycles. Unfortunately these simulation models are not suitable to perform fast calculations to determine a mean energy demand value of a complete storage aisle. For this purpose analytical approaches would be more convenient but until now analytical approaches only deliver results for certain configurations. In particular, for commonly used stacker cranes equipped with an intermediate circuit connection within their drive configuration there is no analytical approach available to calculate the mean energy demand. This article should address this research gap and present a calculation approach which enables planners to quickly calculate the energy demand of these systems.