Effektive Steuerungsstrategien für fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind für Unternehmen, die flexible Fertigungssysteme betreiben, wichtig, um die Produktivität zu maximieren. In diesem Beitrag entwerfen und analysieren wir Pickup-or-Delivery-En-Route (PDER), einen AGV-Dispatching-Algorithmus für mehrere Lasten. PDER ist eine Aufgabenbestimmungsregel, die es einem teilbeladenen Fahrzeug, das zu einem Absetzziel fährt, ermöglicht, Lasten aufzunehmen und/oder abzusetzen, an denen das Fahrzeug sonst auf dem Weg zum ursprünglichen Ziel vorbeifahren würde. Wir führen ein simulationsbasiertes Experiment durch, um die Wirksamkeit des PDER-Algorithmus zu bewerten. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass PDER in flexiblen Fertigungssystemen mit mehrfach beladenen AGVs erhebliche positive Auswirkungen auf den Durchsatz und die Zeit im System haben kann.
Angesichts des ständigen Wandels des Geschäftsumfelds, der Kundenpräferenzen und der Technologie können Unternehmen nicht mehr mit überdurchschnittlichen Erträgen durch die Herstellung standardisierter Produkte rechnen. Um die Probleme der Produktanpassung, der Erweiterung des Produktangebots und der sinkenden Auftragsmengen zu bewältigen, versuchen viele Unternehmen, ihren Wettbewerbsvorteil durch die Umstellung von der Massenproduktion auf eine flexible Fertigung auszubauen. Shivanand, Benal und Koti (2006) definieren ein flexibles Fertigungssystem (FFS) als eine Gruppe von Arbeitsstationen und Lagersystemen, die durch ein automatisches Materialflusssystem miteinander verbunden sind und von einem integrierten Computersteuerungssystem gesteuert werden. Ein solches System zeichnet sich durch mehrere komplexe Merkmale aus, wie z. B. große Produktvariationen, zufällige Materialflussmuster und stochastische Nachfrage, bei denen herkömmliche Materialflusssysteme wie z. B. Förderbänder den Herausforderungen beim Transport der Produkte zwischen den Arbeitsstationen im gesamten System nicht mehr gerecht werden können.
FTS können die Flexibilität eines Materialflusssystems erheblich steigern und auf der Grundlage der Produktverarbeitungssequenzen effiziente Wege zur Lieferung der unfertigen Erzeugnisse (WIP) einschlagen. Allerdings können die langsame Fahrgeschwindigkeit, die lange Be- und Entladezeit und die begrenzte Kapazität von FTS die Produktionskapazität von Fertigungssystemen einschränken. So kann ein FFS mit hohem Verkehrsaufkommen eine große Anzahl von FTS erfordern, um einen effizienten Materialfluss und eine effiziente Verteilung zu erreichen. Darüber hinaus ist eine große FTS-Flotte mit hohen Investitionskosten für Fahrzeuge, FTS-Wartung, Verkehrsstaus und Platzbedarf verbunden.
Um die Anzahl der benötigten AGVs zu reduzieren, besteht eine Alternative darin, AGVs mit Mehrfachbeladung einzusetzen. FTS mit Mehrfachbeladung können in der Regel dazu beitragen, dass ein FFS im Vergleich zu FTS mit Einfachbeladung einen hohen Durchsatz mit einer kleineren Flottengröße erreicht (Ozden 1988). Zu den weiteren Vorteilen von FTS mit Mehrfachbeladung gehören eine bessere Auslastung der FTS und eine verbesserte Maschinenauslastung (Bilge und Tanchoco 1997). Die größte Herausforderung bei der Verwaltung von FTS mit Mehrfachbeladung besteht darin, dass der zusätzliche Laderaum bzw. die zusätzlichen Laderäume die Entscheidungsfähigkeit der FTS erhöhen. Ho und Chien (2006) stellen fest, dass ein einfach beladenes AGV nur leere und beladene Zustände hat, während ein mehrfach beladenes AGV leer, teilweise beladen und voll beladen sein kann. Darüber hinaus definieren sie vier Hauptprobleme im Zusammenhang mit dem Management von FTS mit Mehrfachbeladung:
Ziel dieser Forschungsarbeit ist es, eine Regel zur Aufgabenbestimmung zu entwickeln, die es FTS mit Mehrfachbeladung ermöglicht, den leeren Platz bzw. die leeren Plätze zu nutzen, wenn er teilweise beladen ist, mit dem Ziel, den Systemdurchsatz zu maximieren und die durchschnittliche Zeit im System der Teile in einem FMS zu minimieren. Die vorgeschlagene Strategie, die wir Pickup-or-Delivery-En-Route (PDER) nennen, ermöglicht es einem teilbeladenen Fahrzeug, das zu einem Absetzziel fährt, Lasten aufzunehmen und/oder abzusetzen, an denen das Fahrzeug sonst auf dem Weg zum ursprünglichen Ziel vorbeifahren würde.
Der Rest des Papiers ist wie folgt gegliedert: Eine Zusammenfassung verwandter Arbeiten wird in Abschnitt 2 vorgestellt; die Details der vorgeschlagenen PDER-Regel werden in Abschnitt 3 erläutert; ein Simulationsexperiment zum Vergleich alternativer Dispatching-Regeln unter zwei FMS-Systemkonfigurationen wird in Abschnitt 4 vorgestellt; und schließlich werden unsere Schlussfolgerungen in Abschnitt 5 diskutiert.
Im Bereich der FTS-Dispatching-Algorithmen gibt es eine relativ große Anzahl von Arbeiten. Zwei umfangreiche Übersichtsstudien sind LeAnh und Koster (2006), die eine umfassende Studie über die Herausforderungen und Ansätze des FTS-Managements vorlegen, sowie Fazlollahtabar und SaidiMehrabad (2015), die die bestehenden Strategien für FTS-Planung, Dispatching und Routing-Probleme untersuchen. Viele Autoren konzentrieren sich auf das Pickup-Dispatching-Problem für Einzellast-FTS. Zu den gängigen Pickup-Dispatching-Regeln gehören Shortest-Travel-Distance (STD), Modified-First-Come-First-Serve (MFCFS), Maximum-Output-Queue-Size (MOQZ), Unit-Load-Shop-Arrival-Time (ULSAT) (Egbelu und Tanchoco, 1984). Andere Forscher haben gezeigt, dass Multi-Attribut-Dispatching-Algorithmen unter bestimmten Umständen besser abschneiden können als Einzel-Attribut-Regeln (Jeong und Randhawa 2001; Bilge et al. 2006; Guan und Dai 2009; Caridá, Morandin und Tuma 2015).
Azimi, Haleh und Alidoost (2010) entwickeln eine Fuzzy-Multi-Attribut-Entscheidungsmethode (MADM) zur Bewertung der Steuerungsstrategie für FTS mit Mehrfachbeladung, die zehn Leistungskriterien berücksichtigt, wie z. B. den Systemdurchsatz, die mittlere Durchlaufzeit von Teilen, die durchschnittliche Länge der Warteschlange an Abhol- und Lieferpunkten und andere. Ho und Chien (2006) vergleichen drei Regeln, um das Aufgabenbestimmungsproblem für FTS mit Mehrfachbeladung zu lösen, und zwar die Auslieferungs-Aufgaben-Erst-Regel (DTF), die Abhol-Aufgaben-Erst-Regel (PTF) und die Last-Verhältnis-Regel (LR). Eine DTF-Regel besagt, dass ein FTS immer die verbleibende(n) Ladung(en) abliefern sollte, wenn es teilweise beladen ist. Bei einer PTF-Regel sollte das FTS immer zuerst die Abholaufträge ausführen, auch wenn sowohl Liefer- als auch Abholaufträge zur Verfügung stehen. Im Gegensatz zu den DTF- oder PTF-Regeln, die Zustell- oder Abholaufgaben höhere Prioritäten zuweisen, bestimmt die LR-Regel die nächste Aufgabe des FTS auf der Grundlage des Beladungsgrads des Fahrzeugs. Die Ergebnisse zeigen, dass die DTF-Regel die PTF- und LR-Regeln in Bezug auf den Systemdurchsatz und die durchschnittliche Verspätung der Teile generell übertrifft.
In dieser Arbeit bauen wir auf den Erkenntnissen der obigen Studien auf und entwerfen eine Regel (PDER), die sich mit den Abhol- und Absetzstrategien befasst, die eingesetzt werden, wenn das FTS teilweise beladen ist und sich auf dem Weg zu einem Ziel befindet, um die Systemleistung zu erhöhen.
Das Hauptziel der Pickup-or-Delivery-En-Route (PDER)-Regel besteht darin, die Auslastung der Ladeflächen von FTS mit mehreren Ladungen zu maximieren. Die PDER-Regel ermöglicht es einem teilweise beladenen FTS, auf seinem Weg zum nächsten Ziel weitere Lasten aufzunehmen. Nachdem ein FTS mit Mehrfachbeladung alle notwendigen Aktionen an einem Abhol- oder Lieferpunkt abgeschlossen hat und teilweise beladen ist, sucht das FTS nach einer neuen Aufgabe unter den Aufträgen, deren Abholpunkte geografisch auf dem kürzesten Weg zwischen dem aktuellen Standort des FTS und dem nächsten Ziel liegen. Diese Aufträge werden als Low-Cost-Aufträge bezeichnet, weil es für das FTS sehr günstig ist, sie abzuholen. Wenn ein oder mehrere kostengünstige Aufträge vorhanden sind, nimmt das FTS die Aufträge auf dem Weg zum ursprünglichen Ziel auf bzw. setzt sie ab.
Der PDER-Algorithmus arbeitet mit einer festgelegten Abhol-Dispatching-Regel zusammen, um die Aktionen der FTS mit Mehrfachbeladung zu steuern. Der PDER-Algorithmus ist in Abbildung 1 dargestellt, in der die folgende Notation verwendet wird:
𝑖 ein Transportauftrag (Last) im System.
𝐼 Warteliste aller nicht zugewiesenen Aufträge im System.
𝑉 ein FTS im System.
𝐷𝑉 Liste der Zielorte des FTS, 𝑉, entsprechend den ihm zugewiesenen und beförderten Aufträgen.
𝑃𝑉 Liste der Abholpunkte, die zwischen dem aktuellen Standort des FTS und dem nächsten Ziel liegen.
𝐼𝑉 Menge der kostengünstigen Aufträge, die an den Abholpunkten 𝑃𝑉 warten, wobei 𝐼𝑉 ⊆ 𝐼. Der PDER-Algorithmus wird im System ausgelöst, wenn entweder ein von der Arbeitsstelle oder ein vom Fahrzeug ausgelöstes Ereignis eintritt.
Ein von einem Arbeitsplatz ausgelöstes Ereignis tritt ein, wenn eine Ladung eine neue Anforderung für den Transport zur nächsten Arbeitsstation auf der Grundlage ihrer Bearbeitungsreihenfolge erzeugt. Wenn ein Teil an einer Arbeitsstation fertiggestellt wird, wird ein Transportauftrag 𝑖 erzeugt. Wenn keines der FTS im Moment frei ist, wird der Auftrag 𝑖 in der Warteliste 𝐼 gespeichert. Wenn es nur ein untätiges Fahrzeug 𝑉 gibt, wird der Auftrag 𝑖 𝑉 zugewiesen. Gibt es mehr als ein ungenutztes FTS, konkurrieren die FTS um den Auftrag 𝑖 auf der Grundlage einer von der Arbeitsstelle initiierten Regel. Zu den gängigen Regeln gehören Nearest-Vehicle (NV), Longest-Idle-Vehicle (LIV) und Least-Utilized-Vehicle (LUV) (Egbelu und Tanchoco 1984).
Ein fahrzeuginitiiertes Ereignis tritt ein, wenn ein FTS einen Abhol- oder Absetzpunkt erreicht. Das AGV führt zunächst die für den zugewiesenen bzw. beförderten Auftrag festgelegte Abhol- bzw. Absetzaufgabe aus. Sobald das FTS die vorher festgelegte Aufgabe erledigt hat, befindet es sich in einem der drei Zustände:
In den Fällen 1 und 2 folgen die nachfolgenden Zustände von 𝑉 entweder dem Fall 2 oder dem Fall 3, nachdem der Auftrag i 𝑉 zugewiesen und aus der Warteliste I entfernt wurde. Mit anderen Worten: 𝑉 verlässt den Abhol- oder Abgabepunkt erst, wenn das Fahrzeug vollständig belegt ist (𝐼 in Fall 1 ist leer oder 𝐼𝑉 in Fall 2 ist leer). Da das nächste Ziel als der nächstgelegene Abhol- oder Abgabepunkt in der Zielliste von 𝑉 definiert ist, folgen die Entscheidungen über die Auslieferung und den Versand immer der STD-Regel.
In diesem Abschnitt stellen wir ein simulationsbasiertes Experiment vor, um die Wirksamkeit der PDER-Aufgabenbestimmungsregel zusammen mit vier alternativen Abhol- und Versandregeln zu bewerten. Die PDER wird mit der Aufgabenbestimmungsregel Delivery-Task-First (DTF) (Ho und Chien 2006) im Kontext von zwei FMS-Systemkonfigurationen verglichen, wobei wir die Anzahl der FTS im System sowie die Kapazitäten der FTS variieren. Es wird ein Simulationsexperiment durchgeführt, um die Leistung der Regelkombinationen unter den verschiedenen Systemkonfigurationen auf der Grundlage von Leistungsmaßen wie Systemdurchsatz und durchschnittliche Zeit im System zu vergleichen.
Wir betrachten zwei Konfigurationen des Flexiblen Fertigungssystems, FMS 1 und FMS 2. Beide Systeme arbeiten nach einem Pull-Konzept, so dass ein neues Teil mit einem zufälligen Teiltyp in das System gelangt, wenn die Länge der Warteschlange an der Eingangsstation kleiner ist als ihre Kapazität. In beiden Konfigurationen beträgt die Be- und Entladezeit eines FTS 15 Sekunden pro Teil, und die Fahrgeschwindigkeit beträgt 2 Meilen pro Stunde.
Das Layout der ersten FMS-Konfiguration (FMS 1) ist in Abbildung 2 dargestellt. FFS 1 verfügt über ein Single-Loop-Etagenlayout, das aus 8 Arbeitsstationen besteht, die mit unidirektionalen Pfaden verbunden sind, und produziert fünf Teiletypen. Die Ausgangspufferkapazität der Eingangsstation beträgt 12. Nachdem ein FTS ein Teil aus dem Ausgangspuffer entnommen hat, fließt ein neues Teil mit einem zufälligen Teiltyp in das System ein, basierend auf den Prozentsätzen des Produktionsvolumens in Tabelle 1. Darüber hinaus sind in Tabelle 1 die Bearbeitungsreihenfolge für jeden Teiletyp sowie die durchschnittliche Bearbeitungszeit aufgeführt. Wir nehmen an, dass die Bearbeitungszeit eines Teils an einer Arbeitsstation einer Exponentialverteilung folgt. Ein fertiges Teil verlässt das System an der Ausgabestation.
Das Layout der zweiten FFS-Konfiguration (FFS 2) ist in Abbildung 3 dargestellt und basiert auf dem von Ho und Chien (2006) verwendeten Layout. Das System besteht aus 10 Arbeitsstationen und produziert sechs verschiedene Teiletypen. In Tabelle 2 sind die Bearbeitungsreihenfolge und der prozentuale Anteil des Volumens (Zufallsstichprobe) für jeden Teiletyp aufgeführt. Die Bearbeitungszeit der verschiedenen Teiletypen an jeder Arbeitsstation folgt der gleichen Normalverteilung wie in Tabelle 3 dargestellt.
Für die Experimente verwenden wir mehrere Arten von FTS-Steuerungsregeln, darunter eine arbeitsplatzinitiierte Regel, Abhol-Dispatching-Regeln, eine Liefer-Dispatching-Regel und eine Lastauswahlregel.
Eine arbeitsplatzinitiierte Regel wird angewendet, wenn eine neue Transportanforderung generiert wird und mehr als ein FTS im Leerlauf ist. Die Aufgabe besteht darin, zu bestimmen, welches freie Fahrzeug die Ladung abholen soll. Basierend auf den Ergebnissen von Egbelu und Tanchoco (1984) wenden wir die Nearest Vehicle (NV) Regel an. Um ein Fahrzeug auszuwählen, findet jedes FTS den kürzesten Weg zum Abholpunkt des Auftrags. Das FTS, das die geringste Entfernung zum Abholpunkt hat, erhält den Auftrag.
Vier Pickup-Dispatching-Regeln werden in Verbindung mit der Auftragsermittlung verwendet. Eine Abhol-Dispatching-Regel wird verwendet, um zu bestimmen, welchen Abholpunkt das FTS anfahren soll. Die vier in Frage kommenden Regeln sind Longest-Time-In-System (LTIS), Longest-Waiting-Time-at-Pickup-point (LWTPT), Shortest-Travel-Distance (STD) und Greatest-Queue-Length (GQL). Weitere Einzelheiten zu diesen Regeln finden Sie in Ho und Liu (2006).
Eine Auslieferungs-Dispatching-Regel wird verwendet, um zu bestimmen, welche Ladung zuerst ausgeliefert werden soll, wenn ein FTS mehr als eine Ladung transportiert. In dieser Studie wird eine Shortest-Distance (SD)-Regel für die Lieferdisposition verwendet - siehe Ho und Chien (2006). Eine Lastauswahlregel wird verwendet, um zu bestimmen, welche Last an einem Abholpunkt abgeholt werden soll. In dieser Studie verwenden wir die First-In-Queue-First-Out (FIQFO) Regel, bei der ein Teil mit einer längeren Wartezeit in der Warteschlange eine höhere Priorität hat (Ho und Liu, 2006). Bei einer DTF-Aufgabenbestimmungsregel wird die Lastauswahlregel aufgerufen, wenn das FTS den Abholpunkt erreicht, den es anfahren wollte. Das FTS lädt auf der Grundlage der Lastauswahlregel so lange Teile ein, bis es voll beladen ist oder die Ausgabewarteschlange leer wird. Bei einer PDER-Aufgabenbestimmungsregel wird die Lastauswahlregel während des Auftragszuweisungsprozesses aufgerufen und bestimmt, welchem kostengünstigen Auftrag das FTS zugewiesen werden sollte.
Ein Simulationsmodell der beiden betrachteten FMS-Systeme wurde mit der Simulationssoftware Simio (Simio 2017) erstellt. Es wurden mehrere relativ bedeutende Änderungen/Ergänzungen an der Standard-Simio-Fahrzeugroutinglogik vorgenommen, um die Implementierung und Ausführung der verschiedenen Fahrzeugsteuerungsregeln, einschließlich der PDER-Aufgabenbestimmungsregel, zu ermöglichen - für Details siehe Li (2017).
In den simulationsbasierten Experimenten wird die Leistung der PDER- und DTF-Aufgabenbestimmungsregeln in Kombination mit vier alternativen Abhol- und Versandregeln in zwei FMS-Konfigurationen verglichen. Zu den weiteren betrachteten Faktoren gehören die FTS-Flottengröße, die von 1 bis 4 Fahrzeugen reicht, und die Fahrzeugtypen, darunter zwei- und dreifach beladene FTS, was zu insgesamt 128 Testszenarien führt. Die Versuchsfaktoren und ihre Werte sind in Tabelle 4 aufgeführt. Die wichtigsten Leistungskennzahlen für dieses Experiment sind der durchschnittliche Durchsatz und die durchschnittliche Zeit im System.
Die Simulationsexperimente sind so angelegt, dass für jede Faktorkombination 20 Wiederholungen durchgeführt werden, die 500 Stunden Dauerbetrieb umfassen, einschließlich einer Aufwärmphase von 6 bzw. 12 Stunden für FMS 1 und FMS 2.
Für jede Behandlungskombination der Simulationsexperimente werden Statistiken über den Durchsatz und die Zeit im System aufgezeichnet. Der durchschnittliche Durchsatz für FMS 1 und FMS 2 ist in Abbildung 4 bzw. 5 dargestellt.
Als Referenzpunkt wurde eine Simulationskonfiguration durchgeführt, die von einem sofortigen Materialtransport ausgeht, um eine Obergrenze für den Durchsatz festzulegen. Die Obergrenze liegt bei 6.000 Teilen für FMS 1 und 9.800 Teilen für FMS 2. Anhand der in den Abbildungen 4 und 5 dargestellten Ergebnisse lässt sich feststellen, dass das System in mehreren Fällen nicht ausgelastet ist (FFS 1 mit einem FTS unabhängig von der FTS-Kapazität und FFS 2 mit einem oder zwei Zweifach-FTS und einem Dreifach-FTS). Darüber hinaus ist das System bei FMS 1 mit vier FTS und bei FMS 2 mit vier Zweifach-FTS bzw. drei oder vier Dreifach-FTS in Bezug auf die FTS überlastet. Das heißt, die Fahrzeugkapazität ist so groß, dass die FTS-Steuerungsregeln keinen signifikanten Einfluss (bei 𝛼 ≤ 0,05) auf den Durchsatz haben. Daher konzentrieren wir unsere Analyse auf die Szenarien in Tabelle 5.
Die Tabellen 6 und 7 zeigen den Mittelwert und die Standardabweichung des Durchsatzes für die ausgewählten Szenarien in FMS 1 bzw. FMS 2. Für jedes Szenario wird ein Tukey-Multiple-Means-Vergleichstest mit einem Signifikanzniveau von 0,05 durchgeführt, um den mittleren Durchsatz unter jedem Paar von FTS-Steuerungsregeln zu vergleichen. Die schattierten Durchsatzwerte zeigen an, dass die entsprechende Regelkombination den höchsten Durchsatz in dem Szenario erzielt. Wenn für ein bestimmtes Szenario mehrere Werte schattiert sind, liegen die Mittelwerte in der höchsten Gruppe des mittleren Durchsatzes, aber die Mittelwerte unterscheiden sich nicht signifikant voneinander.
In Tabelle 6 ist zu erkennen, dass der höchste Durchsatz immer mit der STD mit PDER-Regeln erreicht wird. Wenn es drei FTS mit doppelter Last und zwei FTS mit dreifacher Last gibt, kann jede Pickup-Dispatching-Regel den höchsten Durchsatz erreichen, solange sie mit einer PDER-Aufgabenbestimmungsregel gekoppelt ist. Bei Verwendung derselben Pickup-Dispatching-Regel übertrifft PDER die DTF in Bezug auf den Durchsatz. In ähnlicher Weise wird in Tabelle 7 bei Verwendung von 3 FTS mit doppelter oder 2 FTS mit dreifacher Beladung der höchste Durchsatz immer mit einer PDER-Regel erreicht. Bei Verwendung der gleichen Abhol- und Versandregel in diesen beiden Szenarien führt die PDER-Regel zu einem höheren Durchsatz.
Zusätzlich zum Durchsatz analysieren wir die Leistung der FTS-Steuerungsregeln im Hinblick auf die durchschnittliche Verweildauer der Teile im System. In den Tabellen 8 und 9 sind der Mittelwert und die Standardabweichung der durchschnittlichen Verweildauer im System für jedes der ausgewählten Szenarien in FMS 1 bzw. FMS 2 zusammengefasst. Wir haben diese Mittelwerte einem analogen Vergleichstest mit mehreren Mittelwerten unterzogen und die leistungsstärkste Gruppe für jedes Szenario abgeschattet. In Tabelle 8 sehen wir, dass die kleinste durchschnittliche Zeit im System mit einer STD mit PDER-Regel erreicht wird. Bei Verwendung der gleichen Abhol- und Versandregel übertrifft die PDER-Regel die DTF-Regeln in den meisten Szenarien. Die einzige Ausnahme ist die Anwendung der LTIS mit DTF-Regel auf 2 Dual-Load-AGVs. In Tabelle 9 wird die geringste Durchschnittszeit mit einer STD mit PDER-Regel erreicht. Bei Verwendung der STD-, LWTPT- und GQL-Regeln für die Abholung und den Versand übertrifft die PDER-Regel die STD-Regel.
Im Allgemeinen übertrifft die PDER-Regel die DTF-Regel in Bezug auf den Systemdurchsatz. Bei Verwendung der gleichen Abhol- und Versandregel führt die PDER-Regel in der Regel zu einem höheren Durchsatz. Die einzige Ausnahme ist die Verwendung von 2 FTS mit Doppelladung im zweiten FMS, wo GQL mit PDER und GQL mit DTF den ersten Platz belegen. Es wird festgestellt, dass die PDER-Regel einen geringeren Einfluss auf den Durchsatz im FMS 2 hat. Da die PDER-Regel es einem FTS erlaubt, auf seinem Weg zum nächsten Ziel weitere Aufträge aufzunehmen, wird die Wahrscheinlichkeit, dass ein FTS leer bleibt, sehr gering. Anstatt also den Auftrag mit der höchsten Priorität im System zu erhalten, wählt ein FTS mit der PDER-Regel normalerweise einen kostengünstigen Auftrag aus, der nur die höchste Priorität auf der aktuellen Route des FTS zum nächsten Ziel hat. Mit anderen Worten: Anstatt dem Auftrag mit der höchsten Priorität im System zuzuweisen, wählt ein FTS in der Regel den Auftrag, der relativ wichtig und bequemer abzuholen ist. Dieses Problem wird in FMS 1 entschärft, da es nur eine Route gibt, die alle Arbeitsplätze verbindet, so dass die Anzahl der Vorbeifahrten an den einzelnen Arbeitsplätzen gleichmäßiger verteilt ist.
Die PDER-Regel ist auch in Bezug auf die durchschnittliche Verweildauer der Teile im System hervorragend. Bei Verwendung derselben Pickup-Dispatching-Regel übertrifft die PDER-Regel die DTF-Regel mit Ausnahme des LTIS-Falls. Das wesentliche Ziel der LTIS-Regel besteht darin, die Verweildauer der Teile im System zu minimieren. Ein Teil, das am Abholpunkt der Eingangsstation wartet, hat immer eine geringere Verweildauer im System als die Teile in den Ausgangspuffern der Arbeitsstationen. Somit werden die AGVs das Fertigungssystem dazu bringen, sich auf die Fertigstellung der Teile zu konzentrieren, die die Eingangsstation bereits verlassen haben. Dieser Effekt sorgt für eine Minimierung der Verweildauer im System, verringert jedoch die Anzahl der in das System eingezogenen Teile, wodurch der Durchsatz begrenzt wird.
Schließlich stellen wir fest, dass die PDER-Regel sowohl beim Durchsatz als auch bei der Zeit im System sehr gut abschneidet, wenn sie mit der STD-Regel kombiniert wird. Da sich STD auf die Minimierung der Leerfahrten konzentriert und die PDER-Regel das Problem des FTS auf das Aufnehmen von Teilen von den vorgelagerten Arbeitsstationen reduziert, während es an den nachgelagerten Teilen vorbeifährt, die bereit sind, weiter nachgelagert zu werden. Infolgedessen hat die PDER-Regel das Potenzial, die Produktivität von FMS-Systemen, die FTS mit Mehrfachbeladung einsetzen, erheblich zu steigern.
In diesem Beitrag wird eine Pickup-or-Delivery-En-Route-Aufgabenbestimmungsregel für mehrfach beladene AGVs vorgestellt. Ein simulationsbasiertes Experiment wurde durchgeführt, um die PDER-Regel und die DTF-Regel in zwei Systemkonfigurationen mit unterschiedlichen Flottengrößen und FTS-Typen zu vergleichen. Durch diese Studie haben wir das große Potenzial der PDER-Regel aufgezeigt, um die Produktivität eines FMS, das FTS mit mehreren Kapazitäten einsetzt, erheblich zu steigern. Auf der Grundlage dieser ersten Arbeit planen wir eine eingehendere Analyse, um die Merkmale eines FMS zu bestimmen, unter denen die Verwendung der PDER-Regel am vorteilhaftesten sein wird.