StAGERo - Stochastische Aspekte der Bedarfsplanung und ihre Auswirkung auf Kalkulation, Gestaltung und Einsatzplanung von Routenzügen

Herausforderung

Die Logistik steht vor immer größer werdenden Herausforderungen, weil Taktzeiten in der Produktion sinken und die Anzahl der Produktvariationen wächst.

Routenzüge werden eingesetzt, um die Versorgung von Produktions- und Montageplätzen mit Material zeitnah und bedarfsgerecht zu ermöglichen. Die Bündelung mehrerer Transportbedarfe zu Touren führt zur Verringe-rung des Transportaufwands bei gleichzeitiger Senkung von Materialbeständen. Allerdings können selbst in hoch-frequenten Belieferungsszenarien wie im Automotive-Bereich stochastischen Bedarfsschwankungen auftreten, weil hohe Produktvielfalt ein großes und unregelmäßig benötigtes Teilespektrum (Sonder-baugruppen) erfordert. Zum anderen sind Fahrzeiten und Lieferzeitpunkte nur ungenau prognostizierbar, weil Behinderungen durch andere Routenzüge vor Kreuzungen oder Ladestellen oder durch Elemente anderer integrierter Transport-konzepte (FTS - fahrerlose Transportsysteme), falls beide das gleiche Streckennetz benutzen, zu ungeplanten Wartezeiten führen.

Abb. 1: Klassifizierung von Störungen im Prozessablauf und abgeleitete Aufgaben

Abb. 2: Analyse der Ursachen von Bedarfsschwankungen

Ein anderer Aspekt ist die Bestimmung der notwendigen Fahrbahnbreiten. Zwar sind Fahrzeug und Anhänger oft so konzipiert, dass sie spurtreu (d.h. auf dem gleichen Weg wie das Schleppfahrzeug) fahren können. Gibt es jedoch nur ein gelenkte Achse oder werden Anhänger mit unterschiedlichen Eigenschaften (z. B. Lenktechnik, Radstand, Deichsellänge) verwendet, fahren die Hänger auf engeren Bahnen als das Schleppfahrzeug (Abb. 3). Die Berechnung von Hüllkurven ist daher bereits für die Planung essentiell.

Ergebnisse

Tool zur Schleppkurven- / Hüllkurvenbestimmung

Berechnung der Geometrie gelenkter Fahrzeuge
Rekursives Vorgehen für alle Fahrzeuge (Schlepper, Hänger) des Routenzugs
Grafische Darstellung im Layout (Abb.3)
Integrierbar in das vorhandene Planungstool RoutMan®

Abb. 3: Idealfall der Spurtreue (links oben) und häufig Realität (unten) Berechnete Hüllkurve für einen Routenzug bei engen Kurven (rechts)

Ermittlung von Wartezeiten infolge von Störungen

Die Warteschlangentheorie dient zunächst als Grundlage für die Berechnungen. Allerdings sind diese Modelle im Detail nicht ausreichend, weil üblicherweise nur Mittel-werte bestimmbar sind. Das Interesse hier orientiert sich aber vorwiegend auf die selteneren Fälle (Störung) und deren Auswirkungen. Aus diesem Grund wurden Ver-fahren aus dem Bereich der Zeitdiskreten Modellierung gewählt, um durch numerisch-analytische Ansätze zu den gewünschten Aussagen zu kommen. Da stets komplette Zeitverteilungen einfließen, sind auch die berechneten Warteschlangen (z. B. als notwendige Fahrzeugpuffer) und Wartezeiten (Verspätung für die Belieferungen) wieder als Verteilung verfügbar (Abb.4). Somit kann aufgrund der statistischen Aussagen abgeleitet werden, in welchem Maße die Materialanlieferung pünktlich erfolgen wird und mit welcher Wahrscheinlichkeit bestimmte Verspätungen auftreten werden.