Christian Hammel ist wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Fakultät Maschinenwesen der TU Dresden und promoviert an der Professur für Technische Logistik. Er erhielt für seine Arbeiten zur Optimierung innerbetrieblicher Transportsysteme während der diesjährigen Winter Simulation Conference (WSC) den „SIGSIM Best Ph.D. Student Paper Award“ von der Special Interest Group on Simulation and Modeling (SIGSIM), welche zur Association for Computing Machinery (ACM) gehört.

Die Gepäckförderanlagen von Großflughäfen verbinden teilweise mehrere 100 Check-in-Schalter mit einer mindestens zweistelligen Anzahl Gates auf einer Gesamtstrecke von 10 bis über 100 Kilometern. Transportiert werden hierauf mitunter mehr als 10.000 Gepäckstücke pro Stunde. In solchen „innerbetrieblichen Transportsystemen“ kommt es, wie im Straßenverkehr, regelmäßig zu Staus. Auch hier gilt es, diese zu verhindern, weil sie die Leistung des Systems beeinträchtigen.
 
Bisher nutzten die Transporte in solchen Systemen den jeweils kürzesten Weg durch das Streckennetz. An dieser Stelle setzt die Promotionsarbeit von Christian Hammel an. Er betrachtet „kürzeste“ Wege im Transportsystem der Computerchip-Fabrik von GLOBALFOUNDRIES in Dresden. Hier verbindet ein Streckensystem 750 Fertigungsmaschinen und 60 Speicher auf einer Länge von 6.500 Metern. 280 Fahrzeuge übernehmen mehr als 2.000 Transporte pro Stunde. Für den Betrieb dieses Systems ist das Factory-Automation-Team von GLOBALFOUNDRIES verantwortlich, mit dem Christian Hammel seit 2010 sehr intensiv zusammenarbeitet.

Der Nachwuchsforscher hat gemeinsam mit seinen Kollegen von GLOBALFOUNDRIES herausgefunden, dass der effektivste Weg im Transportsystem nämlich nicht einfach der kürzesten Strecke entspricht. Darum hat er die Länge jedes Streckenabschnitts mit einem spezifischen „Cost Factor“ multipliziert. Stark belastete Strecken wurden so mit einer Art „Autobahn-Maut“ verteuert: Die Fahrzeuge wählten dann nicht die räumlich kürzeste, sondern eben die billigste Route.

Die Schwierigkeit bestand nun darin, für ein bestimmtes Last-Szenario die Cost Factors so zu bestimmen, dass auf keiner Strecke mehr Staugefahr besteht. Dafür hat Christian Hammel einen Berechnungsalgorithmus entwickelt, welcher die Cost Factors der am stärksten belasteten Strecken systematisch verändert. Mit diesem Algorithmus können auch in komplexen Streckennetzen wie dem von GLOBALFOUNDRIES die Transporte mit vergleichsweise geringem Aufwand neu ausbalanciert werden.
Auf diese Weise ist es gelungen, die Leistung des Transportsystems ohne bauliche Veränderungen um 20 Prozent zu erhöhen.

Bemerkenswert vor dem Hintergrund der WSC ist dabei, dass eine Simulation – ein vollständiges Computermodell des gesamten Transportsystems der Chipfabrik mit allen Fahrzeugen – dazu gerade nicht erforderlich war. Vielmehr wurde die Simulation nur nachträglich zur Überprüfung der berechneten Cost Factor Settings unter dynamisch schwankender Last genutzt, bevor die Berechnungsergebnisse in die technische Anlage übernommen wurden. Simulationsexperten sind sich einig darin, dass allein mithilfe eines Simulationsmodells ähnlich gute Einstellungen praktisch nicht zu finden wären. Der Rechenaufwand dafür wäre um ein Vielfaches höher als bei dem neuen Berechnungsalgorithmus.

Die Winter Simulation Conference ist die international führende Konferenz auf dem Gebiet der ereignisdiskreten Simulation. Allein das Programm der WSC’12 fasst über 100 Seiten (nur ca. 50 Prozent der eingereichten Beiträge wurden angenommen). Alle Konferenz-Beiträge der WSC bis zurück ins Jahr 1968 sind im Internet unter www.wintersim.org frei verfügbar. In den letzten Jahren hatte die WSC konstant ca. 700 Teilnehmer. Sie fand in diesem Jahr vom 9. bis 12.12.2012 erstmals außerhalb der USA in Berlin statt.

Christian Hammel stammt aus Kaiserslautern, ist 33 Jahre alt, verheiratet und Vater von zwei Töchtern. Er hat an der TU Dresden Technomathematik studiert und arbeitet seit 2007 als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur für Technische Logistik der Fakultät Maschinenwesen der TU Dresden. Sein Forschungsgebiet ist die Anwendung von Methoden und Algorithmen aus der Theorie Komplexer Netzwerke auf die Planung und Steuerung innerbetrieblicher Transportsysteme.

Informationen für Journalisten:
Christian Hammel
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Frank Schulze
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