Dezentrale selbstorganisierte Grobplanung von Intralogistiksystemen mit Hilfe eines Software-Agentensystems

In diesem Beitrag wird eine dezentral aufgebaute und auf Selbstorganisation basierende Methodik zur Grobplanung von Intralogistiksystemen thematisiert. Diese Methodik sieht eine Kombination des Wissenschaftsgebiets der Agentensysteme aus der Informatik mit der Materialflussplanung vor. Dieser Artikel leistet somit einen Beitrag für die Entwicklung eines intelligenten, rechnergestützten Assistenzsystems zur Planung intralogistischer Systeme.

Ermittlung der Leistungsverfügbarkeit zellularer Intralogistiksysteme mit Hilfe von Simulations- und VR-Techniken

Die Bestimmung der Leistungsverfügbarkeit als Maß für den Erfüllungsgrad logistischer Prozesse erfolgt gewöhnlich während des Betriebes einer logistischen Anlage. Wir haben ein Simulationssystem entwickelt, um die Leistungsverfügbarkeit einer zellularen intralogistischen Anlage schon im Vorfeld ermitteln zu können. Die detailgenaue Simulation erfasst dabei nicht nur Einflüsse statischer Parameter wie Dimensionierung der Anlage sondern auch dynamische Parameter, wie Fahrzeugverhalten oder Auftragszusammensetzung. Aufgrund der Echtzeit- und VR-Fähigkeit des vorgestellten Systems, ist eine Präsentation in einer VR-Umgebung möglich. Intuitive Interaktionsmechanismen und Visualisierungs-Metaphern bieten einen intuitiven Zugang zur Leistungsverfügbarkeit des Systems und den Größen, die sie beeinflussen.

Planung und Berechnung der systemischen Leistungsverfügbarkeit komplexer Logistiksysteme

Das Verständnis von Leistungsverfügbarkeit, wie sie in der VDI-Richtlinie 4486 definiert ist, reicht für die Planung komplexer, dynamischer und teil-autonomer Systeme nicht aus. Die Definition in der VDI 4486 setzt den Fokus ausschließlich auf den Erfüllungsgrad vereinbarter Prozesse bei der Inbetriebnahme lo-gistischer Anlagen und regelt die Messungen und Be-rechnungen der Leistungsverfügbarkeit zu diesem Zeitpunkt. Es bleibt die Frage, wie ein Materialflusssystem für eine spezifizierte Leistungsverfügbarkeit geplant werden kann. Dazu werden die Wirkzusammenhänge zwischen dem logistischen System und seinen Sub-Systemen z.B. vertikale Integration von Wirkzusammenhängen der Instandhaltung, von Echtzeiteffekten der Kommunikationsprozesse oder Effekten der Ma-schinensteuerung, betrachtet.

FiFi – Robuste Personenerkennung gestengesteuerter Fahrzeuge in der Intralogistik

Die Steuerung des Fahrerlosen Transportfahrzeuges „FiFi“ erfolgt berührungslos durch Gesten- und Personenerkennung basierend auf 3D-Daten der Umgebung. Die genutzten Verfahren zur Personenerkennung führen in einigen Fällen zur Falsch-Erkennung von Personen in Objekten. Das Paper beschreibt die Ursachen der Fehlerkennung und stellt die umgesetzten Lösungsansätze zur Vermeidung vor. Experimente bestätigen, dass die entwickelten Verfahren die Robustheit des Systems erhöhen.

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.

Leistungsverfügbarkeit zwischen Theorie und Praxis

Leistungsverfügbarkeit als Kennwert ist in den letzten Jahren in den theoretischen sowie auch praktischen Fokus gerückt. Zielstellung eines theoretischen Ansatzes in diesem Bereich muss die Schaffung von Grundlagen für den praktischen Nutzen sein. Um die bestehende Lücke zwischen den dargestellten Parteien ein Stück weit zu schließen, erläutert der vorliegende Artikel zunächst Forderungen der Praxis aus Sicht von Anlagenplaner und -betreiber und stellt anschließend einen darauf antwortenden theoretischen Ansatz vor, der die Planbarkeit von Leistungsverfügbarkeit ermöglichen soll.

Vergleich der umweltrelevanten Faktoren von Holzfurnierlagenverbundwerkstoffen (WVC – Wood Veneer Composite) und metallischen Werkstoffen am Praxisbeispiel eines Skidfördersystems

Für eine Beurteilung von Produkten bzw. Produktsystemen im Maschinenbau spielen neben technischen Kennwerten immer mehr die Umweltauswirkungen der Systeme eine wichtige Rolle. Diese Anforderungen haben die Nachfrage für nachhaltige und umweltfreundliche Konstruktionswerkstoffe im Maschinenbau erhöht. Eine Möglichkeit für solche ökologisch vorteilhaften Werkstoffe stellen ausgewählte Holzwerkstoffe dar. Mit diesen Holzwerkstoffen sollen technische Produkte entwickelt werden, welche den Unternehmen die Möglichkeit eröffnet, ihren unternehmerischen Beitrag zur Nachhaltigkeit zu steigern und wirtschaftliche Vorteile zu erzielen. Durch diesen Ansatz ist ein gewisses Maß an Ressourcen- und Energieeffizienz verbunden, dass sich kurzfristig und / oder langfristig wirtschaftlich lohnt. Ein damit verbundener gesellschaftlicher Imagegewinn erzeugt einen zusätzlichen Nutzen. Als sogenannte GLP (Green Logistics Plant) wird diese Art der Holzkonstruktion gegenwärtig im Bereich der Fördertechnik entwickelt und angewendet. Ein Anwendungsbeispiel innerhalb der GLP stellt das Gestellsystem für einen Skidförderer dar. Um die ökologische Wirkung der Konstruktionswerkstoffe transparent und nachvollziehbar zu untersuchen, werden vordergründig die Kategorien des Treibhauspotenzials und des (Primär-) Energieaufwandes genutzt. Weiterhin werden die Wirkungskategorien Versauerung, Eutrophierung, Sommersmog und Ozonabbau analysiert. Ergänzend zu bestehenden Untersuchungen soll die ökologische Vorteilhaftigkeit von Holzfurnierlagenverbundwerkstoffe (Wood Veneer Composite – WVC), Baustahl, verzinktem Stahl und Aluminiumlegierungen in der Lebensphase Produktion untersucht werden. Anschließend werden die Ergebnisse auf das Gestell eines Skid-Fördersystems aus WVC und Baustahl übertragen.

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.

Führungsbauteile aus faserverstärkten Kunststoffen in intralogistischen

In vielen Anwendungen der Intralogistik lassen sich Führungssysteme mit Stützrollen finden, die hohen Belastungen ausgesetzt sind. Hierbei werden oftmals Profilträger aus Stahlwerkstoffen als führende Bauteile eingesetzt. Deren Bewegung erfordert aufgrund der hohen Eigenmassen einen erheblichen Energiebedarf. Im vorliegenden Artikel wird die Entwicklung von derartigen Komponenten aus faserverstärkten Kunststoffen beschrieben. Der Fokus liegt auf der Eintragung hoher Kontaktkräfte in das Bauteil. Es werden die notwendigen Anforderungen dargestellt sowie die Entwicklung eines speziellen Rollenprüfstandes erläutert. Zudem beinhaltet der Artikel die systematische Entwicklung neuer Funktionselemente und die Herleitung einer Methodik zur Untersuchung der Belastbarkeit des faserverstärkten Kunststoffes beim Einwirken einer Rolle als Teilergebnisse des Forschungsvorhabens.

Neuartiges Hochgeschwindigkeitsfördersystem Palettentransport

In der Intralogistik werden beim Transport von Stückgütern häufig hohe Förderleistungen benötigt. Dabei stehen für den Transport großer Massen bisher nur Systeme zur Verfügung, die einerseits nicht die notwendigen hohen Geschwindigkeiten erreichen und andererseits Zwischenstufen mit Umladeprozessen zur Überwindung von Höhenniveaus erfordern.

Leistungsverfügbarkeit und Echtzeitfähigkeit in Systemen intelligenter Ladungsträger

In diesem Artikel werden Leistungsverfügbarkeit und Echtzeitfähigkeit am Beispiel eines Lagersystems für intelligente Behälter betrachtet. Es wird dabei die Echtzeitfähigkeit dieses Systems anhand einer realistischen Fallstudie in einem Stetigfördersystem analysiert. Anhand dieser Analyse wird ein Konzept für die gezielte Planung eines Lagersystems für eine spezifische Leistungsverfügbarkeit entworfen. Kernbestandteil ist ein Kommunikationsprotokoll, das die Reservierung von Fördermitteln mittels logischer Zeit erlaubt. Über eine veränderte Reservierungsstrategie kann ein geeigneter Dispositionszeitpunkt berechnet werden, der eine Termineinhaltung aller Aufträge garantiert.

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.

Reproduzierbarkeit empirischer Erhebungen von Messdaten unter Anwendung statistischer Implikationen

Die Wahrung der Reproduzierbarkeit empirisch erhobener Messdaten fordert eine konsequente Anwendung einer einheitlichen und standardisierten Methode. Am IFL des KIT wurde deshalb eine Prozessbeschreibung entworfen, die speziell für die Messung von Fördermitteln der Intralogistik angewandt werden kann. Neben der Vorbereitung und Durchführung der Messungen müssen die erhobenen Daten anschließend statistisch ausgewertet und interpretiert werden. Die Methode wird in diesem Beitrag vorgestellt und am Beispiel von Leistungs- und Energiemessungen angewandt.

Intralogistik als Anwendungsgebiet der Antwortmengenprogrammierung – Potenzialanalyse

Der Stellenwert der Intralogistik ist in den vergangenen Jahren aufgrund eines zunehmend beschleunigten und globalen Marktes deutlich gestiegen. Die Intralogistik bietet Problemstellungen, deren Lösung respektive Lösungsunterstützung weiterer Forschung bedarf. Antwortmengenprogrammierung auf der anderen Seite bietet hervorragende Eigenschaften zur Lösung komplexer Probleme, deren Lösung eine enge Verknüpfung mit vorhandenem Wissen erfordert. In diesem Artikel wird das Paradigma der Antwortmengenprogrammierung mit den Problemstellungen der Intralogistik in einer Potenzialanalyse abgeglichen.

Factors affecting the mission time of an autonomous mobile robot: a theoretical and experimental investigation

I vantaggi dell’Industria 4.0 hanno stravolto il manufacturing. Ma cosa vuol dire "Industria 4.0"? Essa è la nuova frontiera del manufacturing, basata su princìpi che seguono i passi avanti dei sistemi IT e della tecnologia. Dunque, i suoi pilastri sono: integrazione, verticale e orizzontale, digitalizzazione e automazione. L’Industria 4.0 coinvolge molte aree della supply chain, dai flussi informativi alla logistica. In essa e nell’intralogistica, la priorità è sviluppare dei sistemi di material handling flessibili, automatizzati e con alta prontezza di risposta. Il modello ideale è autonomo, in cui i veicoli fanno parte di una flotta le cui decisioni sono rese decentralizzate grazie all'alta connettività e alla loro abilità di collezionare dati e scambiarli rapidamente nel cloud aziendale.Tutto ciò non sarebbe raggiungibile se ci si affidasse a un comune sistema di trasporto AGV, troppo rigido e centralizzato. La tesi si focalizza su un tipo di material handlers più flessibile e intelligente: gli Autonomous Mobile Robots. Grazie alla loro intelligenza artificiale e alla digitalizzazione degli scambi di informazioni, interagiscono con l’ambiente per evitare ostacoli e calcolare il percorso ottimale. Gli scenari dell’ambiente lavorativo determinano perdite di tempo nel tragitto dei robot e sono queste che dovremo studiare. Nella tesi, i vantaggi apportati dagli AMR, come la loro decentralizzazione delle decisioni, saranno introdotti mediante una literature review e poi l’attenzione verterà sull’analisi di ogni scenario di lavoro. Fondamentali sono state le esperienze nel Logistics 4.0 Lab di NTNU, per ricreare fisicamente alcuni scenari. Inoltre, il software AnyLogic sarà usato per riprodurre e simulare tutti gli scenari rilevanti. I risultati delle simulazioni verranno infine usati per creare un modello che associ ad ogni scenario rilevante una perdita di tempo, attraverso una funzione. Per questo saranno usati software di data analysis come Minitab e MatLab.