Im wertsteigernden Supply Chain Management spielt die Lagerhaltung eine immer wichtigere Rolle. Insbesondere seit dem rasanten Anstieg des Onlinehandels, ist es notwendig, durch das Lagern in der Nähe vom Ballungsraum der Nachfrage, eine schnelle Verfügbarkeit von Produkten zu garantieren. Um den Kostenfaktor dabei so gering wie möglich zu halten, ist es erforderlich, die richtigen Entscheidungen bei der Planung eines neuen Lagersystems zu treffen. Einerseits wird eine möglichst gute Flächennutzung angestrebt, andererseits ist ein möglichst hoher Durchsatz nötig.
Ein Lagersystem, welches durch seine kompakte Form Lagerfläche optimal ausnutzt, ist das automatische Kleinteillager AutoStore. Um außerdem eine gute Durchsatzleistung aufzuweisen sind passende Konfigurationen notwendig. Deshalb wird in dieser Arbeit ein Heuristikverfahren vorgestellt, das iterativ ein Layout findet, welches die Performance um bis zu 85% steigert. Anhand einer Simulation des Lagersystems werden dabei Kennzahlen ermittelt, welche Rückschlüsse auf Modifikationsbedarf der Lagermaße liefern. Außerdem wird untersucht, wo Ein- und Ausgabestationen am sinnvollsten platziert werden sollten. Zudem wurde festgestellt, dass das Layout maßgeblich von der Anzahl verschiedener eingelagerter Produkttypen abhängig ist.
Auf einen Blick
- Eigene Simulationsstudie mit fünf vierstündigen Läufen je Szenario
- Entwicklung einer zweistufigen Heuristik für Höhe und Länge-Breite-Verhältnis
- Vergleich von Lagerlayouts mit 1600 und 640 Produkttypen
- 33 Quellen im Literaturverzeichnis
- 9 Abbildungen und 5 Tabellen
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1. Zielsetzung
1.2. Vorgehensweise
2. Lagerhaltung
2.1. Lagersysteme
2.2. Lagerplanung
2.3. Stand der Forschung
2.4. AutoStore
3. Durchführung einer Simulationsstudie
3.1. Simulationsmodell
3.1.1. Komponenten
3.1.2. Interaktion
3.1.3. Anfangszustand
3.1.4. Statistiken
3.1.5. Beschreibung des Einlagerungsprozesses
3.2. Heuristik zur Layoutplanung
3.2.1. Konzeption der Heuristik
3.2.2. Einschwingvorgang
3.2.3. Volumenerhaltende Anpassung
3.2.4. Technische Umsetzung
3.2.5. Verifikation
4. Auswertung der Simulationsstudie
4.1. Performancemessung
4.2. Szenarienbildung
4.3. Zusammenhang: Anzahl Produkttypen - Layout
4.4. Performancesteigerung durch Layoutoptimierung
4.5. Platzierung der Ports
4.6. Schlussfolgerung
5. Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung und Themen
Die Arbeit entwickelt eine simulationsgestützte Heuristik als Entscheidungshilfe für die Layoutplanung von AutoStore-Lagern. Sie untersucht, wie sich Lagernutzung und insbesondere die Anzahl unterschiedlicher Produkttypen bei der Wahl der Lagermaße berücksichtigen lassen und welche Rolle die Position der Ein- und Auslagerungsstationen für den Durchsatz spielt.
- Grundlagen automatisierter Lagersysteme und der Lagerplanung
- Aufbau und Abläufe eines AutoStore-Lagers
- Ereignisorientierte Simulation und iterative Layoutoptimierung
- Lagerhöhe, Länge-Breite-Verhältnis und Produkttypdichte
- Vergleich unterschiedlicher Positionen von Ein- und Auslagerungsstationen
Auszug aus dem Buch
1.1. Zielsetzung
Bei der Planung eines neuen Lagersystems ist es zunächst wichtig festzustellen, welche Lagerart die individuellen Ansprüche am besten deckt. Da sowohl die Anschaffungs- als auch die Betriebskosten so gering wie möglich gehalten werden sollen, werden immer häufiger Methoden der Entscheidungsunterstützung angewendet. Dabei wird untersucht, wie bestimmte Einflussfaktoren die Effizienz des Lagersystems beeinflussen. So kann durch die Wahl geeigneter Ein- und Auslagerungsstrategien der Lagernutzungsgrad erhöht, und die Performance gesteigert werden. Aufgrund der hohen anfallenden Investitionskosten und geringen Modifikationsmöglichkeiten hat insbesondere die Layoutplanung große Aufmerksamkeit in der Forschung erfahren. Dabei geht es neben der Dimensionierung des Lagers außerdem um die Platzierung der Ein- und Auslagerungsstationen und um die Anzahl benötigter Roboter.
Unabhängig von der Art des Lagers, jedoch besonders damit die Vorteile eines automatisierten Lagersystems zur Geltung kommen, ist es in der taktischen Planung von essentieller Bedeutung, ein geeignetes Layout für das geplante Lager auszuwählen. Im Falle des oben beschriebenen AutoStore-Systems haben dazu bisher lediglich die Autoren von [33] analytische Untersuchungen angestellt.
Häufig werden Produktgruppen nach ihrem Umschlag geordnet, wobei die Produkte, welche am häufigsten umgeschlagen werden, am nächsten zu den Ports positioniert werden. In der Praxis ist es allerdings schwierig diese Produktgruppen zu bilden, da der Umschlag teilweise nur schlecht prognostiziert werden kann. Deshalb wird durch eine, in dieser Arbeit konzipierte, Heuristik eine Möglichkeit geboten, auch in chaotischen Lagern (gemischte Lagerung) schnelle Zugriffszeiten zu ermöglichen, indem das Prinzip der Zonierung abgewandelt wird. Um die dynamischen Vorgänge innerhalb des Lagersystems zudem noch besser mit einzubeziehen, werden die Vorgänge eines AutoStore-Lagers simuliert. Anhand der dadurch gesammelten Kennzahlen wird ermittelt, inwiefern eine Modifikation der Lagermaße durchgeführt werden sollte. Somit wird insbesondere die Anzahl einzelner Produkte im Systems bei der Layoutplanung mit einbezogen. Ergänzend dazu wird untersucht, was die optimale Lokalisierung einzelner Ports ist, und wie diese die Performance steigern kann.
Daher ist das Ziel dieser Arbeit, Lagermanagern eine Entscheidungshilfe bei der Layoutplanung eines AutoStore-Lagersystems zu geben, indem eine Beziehung zur der individuellen Lagernutzung hergestellt wird. Durch die gewonnene Performancesteigerung können Betriebs- und Anschaffungskosten gespart werden, indem bspw. weniger Roboter benötigt werden.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Das Kapitel erläutert die Bedeutung automatisierter Lagerhaltung und formuliert die Zielsetzung der simulationsgestützten Layoutplanung.
2. Lagerhaltung: Es stellt Lagersysteme und Planungsebenen vor, beleuchtet den Forschungsstand zur Layoutoptimierung und beschreibt das AutoStore-System.
3. Durchführung einer Simulationsstudie: Das Kapitel beschreibt das Simulationsmodell und entwickelt eine Heuristik zur schrittweisen Anpassung von Lagerhöhe und Länge-Breite-Verhältnis. Es behandelt außerdem Implementierung und Überprüfung des Verfahrens.
4. Auswertung der Simulationsstudie: Die Simulationen vergleichen verschiedene Produkttypdichten, Lagerlayouts und Positionen der Ein- und Auslagerungsstationen. Die Ergebnisse werden im Hinblick auf den Durchsatz ausgewertet.
5. Zusammenfassung und Ausblick: Das Abschlusskapitel bündelt die Erkenntnisse und benennt Ansatzpunkte für die Weiterentwicklung der Heuristik und der Simulation.
Schlüsselwörter
AutoStore, automatisierte Lagersysteme, Lagerplanung, Layoutplanung, Heuristik, Simulationsstudie, ereignisorientierte Simulation, Lagerhöhe, Länge-Breite-Verhältnis, Produkttypdichte, Durchsatz, Kommissionierstationen, Entscheidungsunterstützung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit?
Die Arbeit untersucht, wie die Gestaltung eines AutoStore-Lagers den Durchsatz beeinflusst und wie sich die Layoutplanung rechnergestützt verbessern lässt.
Welche Themen stehen im Mittelpunkt?
Im Mittelpunkt stehen automatisierte Lagerhaltung, Simulation, Lagerdimensionierung, Produkttypdichte und die Platzierung der Ein- und Auslagerungsstationen.
Welches Ziel verfolgt die Untersuchung?
Sie soll Lagermanagern eine Entscheidungshilfe bieten, die Lagermaße und Stationspositionen mit der vorgesehenen Lagernutzung in Beziehung setzt.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Der Autor entwickelt eine iterative Heuristik auf Grundlage eines bestehenden ereignisorientierten Simulationsmodells und wertet verschiedene Simulationsszenarien vergleichend aus.
Was behandelt der Hauptteil?
Er beschreibt das Simulationsmodell, die Konzeption und technische Umsetzung der Heuristik sowie die Untersuchung verschiedener Layouts und Stationspositionen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den wichtigsten Begriffen gehören AutoStore, Layoutplanung, Heuristik, Simulation, Produkttypdichte und Durchsatz.
Wie geht die Heuristik bei der Layoutplanung vor?
Sie sucht zunächst eine geeignete Lagerhöhe und anschließend ein geeignetes Länge-Breite-Verhältnis. Dabei werden Simulationsergebnisse genutzt, um das Layout schrittweise anzupassen.
Welche Rolle spielt die Produkttypdichte?
Sie setzt die Anzahl der Kisten zur Anzahl der Produkttypen ins Verhältnis und dient als Vergleichsgröße für die untersuchten Lagerszenarien.
Welche Positionen der Kommissionierstationen werden verglichen?
Die Arbeit untersucht Positionen an gegenüberliegenden Lagerrändern sowie Anordnungen an horizontalen und vertikalen Tunneln innerhalb des Rasters.
- Quote paper
- Kevin Berg (Author), 2018, Konzeption und Entwicklung einer Heuristik zur Entscheidungsunterstützung für die Layoutplanung von AutoStore-Lagersystemen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/444890
