Abgeschlossene Projekte/Aktivitäten

Bewertung von Selbststeuerungsmethoden in der Fahrzeuglogistik

Dieses Projekt wurde im Rahmen des SFB637, gefördert durch die DFG, im Zeitraum von 2008-2011 von Prof. Dr.-Ing. K. Windt an der Jacobs University geleitet und von T. Becker bearbeitet.

Motivation

Den unterschiedlichen Forschungsansätzen zur logistischen Selbststeuerung ist gemein, dass durch die Aufteilung des Planungsproblems und die damit verbundene Verlagerung der Entscheidungsaufgaben auf die autonom agierenden logistischen Objekte eine höhere logistische Zielerreichung durch den besseren Umgang mit der hohen Komplexität in heutigen Logistiksystemen ermöglicht werden soll. Für eine fundierte Untersuchung dieser These ist damit ein Evaluierungssystem notwendig, das folgenden Anforderungen genügt:

  1. Bestimmung des Komplexitätsgrads des betrachteten Logistiksystems
  2. Bestimmung des Selbststeuerungsgrads des betrachteten Logistiksystems
  3. Messung der logistischen Zielerreichung des betrachteten Logistiksystems

Nur wenn ein Evaluierungssystem diese drei Anforderungen erfüllt, ist eine Aussage möglich, bei welchem Komplexitätsgrad eines logistischen Systems welche Art der Steuerung (Fremdsteuerung vs. Selbststeuerung) besser geeignet ist.

Ziel

Gegenstand des vorliegenden Transferprojekts ist die Untersuchung und Bewertung von Selbststeuerungsmethoden in der automobilen Fahrzeuglogistik auf Basis der im Rahmen des SFB 637 entwickelten Konzepte und Methoden zur Modellierung, Steuerung und Bewertung selbststeuernder logistischer Prozesse. Im Fokus steht dabei der Vergleich von regelbasierten und bio-analogen Selbststeuerungsmethoden für einen ausgewählten Bereich der Fahrzeuglogistik eines Automobil-Terminals. Die Bewertung der einzelnen Selbststeuerungsmethoden erfolgt anhand eines entwickelten Evaluierungssystems für selbststeuernde logistische Systeme, das eine Ermittlung der logistischen Zielerreichung des betrachteten Systems unter Berücksichtigung des zugrunde liegenden Komplexitäts- und Selbststeuerungsgrads erlaubt.

Ergebnisse

In einem ersten Schritt wurde eine Vielzahl in der Literatur verfügbaren Selbststeuerungsmethoden gesammelt und analysiert. Die Methoden wurden anhand verschiedener Charakteristika wie Entscheidungstiefe, Parametrisierung, etc. kategorisiert. Aus den Prozessbeschreibungen des Automobilterminals wurde ein komplexes Simulationsmodell in der Software Plant Simulation erstellt. Die realen Fahrzeugdaten von 2008 (ca. 150.000 Datensätze) dienten als Input für die Simulation. Dabei wurden 6 verschiedene Selbststeuerungsmethoden zur Steuerung der Abläufe auf dem Automobilterminal programmiert. Die Performance der Methoden wurde anhand der logistischen Ziele kurze Durchlaufzeit, hohe Termintreue, hohe Auslastung und geringe Bestände gemessen und in einem gewichteten Vektor zusammengefasst. Die Ergebnisse der Simulationsläufe zeigen, dass die einzelnen Methoden je nach Einsatzgebiet  eine unterschiedliche Zielerreichung vorweisen. Tendenziell führt die zusätzliche Berücksichtigung zukünftiger Entscheidungen zu einer höheren Zielerreichung. Weiterhin wurde gezeigt, dass Selbststeuerung in nahezu allen Fällen bessere Ergebnisse als die verwendete Standardsteuerung erzielte.

Publikationen

2011

  • Till Becker and Katja Windt (2011). A Comparative View on Existing Autonomous Control Approaches - Observations from a Simulation Study. Autonomous Cooperation and Control in Logistics: Contributions and Limitations - Theoretical and Practical Perspectives Springer, Berlin: [www] [BibTex]

2010

  • Katja Windt and Till Becker and Dimitar Asenov and Farhad Arbabzadah (2010). A generic implementation approach of autonomous control methods in production logistics. The Eighth IEEE International Conference on Control & Automation (ICCA 2010), 9-11 June 2010, Xiamen, China 629-633. [doi] [BibTex]

  • Katja Windt and Till Becker and Oliver Jeken and Achim Gelessus (2010). A classification pattern for autonomous control methods in logistics. Logistics Research. 2 (2), Springer-Verlag: 109-120. [doi] [www] [BibTex]

  • Katja Windt and Till Becker and Ivelin Kolev (2010). A comparison of the logistics performance of autonomous control methods in production logistics. Proceedings of the 43rd CIRP International Conference on Manufacturing Systems. Sustainable Production and Logistics in Global Networks NW Verlag, Vienna: 576-583. [BibTex]

  • Katja Windt and Oliver Jeken and Till Becker (2010). Selbststeuerung in der Produktion - Verbesserte Logistikleistung durch Ausschöpfung von Flexibilitätspotentialen in Fertigung und Montage. ZWF Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb. 105 (5), 439-443. [www] [BibTex]

  • Katja Windt and Thorsten Philipp and Felix Böse and Till Becker (2010). Application of a three-component evaluation system for autonomous control in logistics. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. 224 (8), 1267-1276. [doi] [www] [BibTex]

2009

  • Till Becker and Katja Windt (2009). Applying Autonomous Control Methods in Different Logistic Processes - A Comparison by Using an Autonomous Control Application Matrix. Proceedings of the 17th Mediterranean Conference on Control and Automation Thessaloniki, Greece [BibTex]