Fallstudien | Simio

Simulationsanalyse von großen Shuttle-Fahrzeug-ähnlichen Mini-Last-As/R-Systemen

Geschrieben von Simio | 26.03.2026 19:14:41

Die Herausforderung

von Rie Gaku (St. Andrew's Universität) und Soemon Takakuwa (Chuo Universität)

Vorgestellt auf der Wintersimulationskonferenz 2018

Automatisierte Regalbediengeräte vom Typ Shuttle-Fahrzeug (SVM-AS/RS) ermöglichen eine schnelle Ein- und Auslagerung und verbessern die Pufferfunktion von flexiblen Lager- und Sortiervorgängen. Die in dieser Studie betrachteten Systeme bestehen aus leichten Shuttle-Fahrzeugen, die auf jeder Lagerebene installiert sind, aus Ein- und Auslagerungs-Liftern, aus Lagenförderern, die die Lifter und Shuttle-Fahrzeuge verbinden, sowie aus Ein- und Auslagerungs-Gangförderern. Zunächst wird eine Methode demonstriert, mit der festgestellt werden kann, ob die Stapler oder die Shuttle-Fahrzeuge die Engpässe in einem bestimmten System darstellen. Anschließend wird gezeigt, wie mit Hilfe der Simulation die Leistung verschiedener Layouts unter Berücksichtigung von Lagerplatzzuordnungsregeln und Betriebsprioritäten genau analysiert werden kann. Die Arbeit zeigt, dass die aus den Ergebnissen einer solchen Simulationsanalyse abgeleiteten Leistungskennzahlen ein wertvolles Hilfsmittel für die Auswahl der effektivsten und wirtschaftlichsten Spezifikationen für ein SVM-AS/RS unter den gegebenen Bedingungen der Betriebsprioritäten sind.

Einleitung

Moderne Logistikanlagen werden nicht nur für die Lagerung von Rohmaterial, Teilen und Endprodukten verwendet, sondern spielen auch eine Pufferrolle, die eine flexible Lagerung und Sortierung vor dem Versand, der Kommissionierung, Sortierung, Palettierung oder Zusammenführung ermöglicht. In jüngster Zeit werden in den oben genannten Bereichen automatische Regalbediengeräte vom Typ Shuttle Vehicle-type Mini-Load (SVMAS/RS) eingesetzt, um Lagerbestände von Kartons, Behältern und Tablaren gruppenweise oder nach Sequenzen schnell ein- und auszulagern und so dem Kundenwunsch nach schnelleren Lieferdiensten nachzukommen.

Die Leistungsanalyse eines automatischen Lager- und Bereitstellungssystems (AS/RS) ist eine komplexe Herausforderung für Logistikmanager, die in einer dynamischen Logistikumgebung arbeiten (Gaku und Takakuwa 2017). Um die Systemleistung zu verbessern, steigen die Anforderungen an dynamische Regalbediengeräte, wie z. B. Systemkonfiguration, Fahrzeitschätzung, Lagerzuweisung, Verweilort und Auftragsreihenfolge, und müssen entwickelt werden, um endliche Planungshorizonte zu überwinden (Roodbergen und Vis 2009). Die Simulation bietet ein wertvolles Mittel, um die Leistung eines solchen Systems präzise und realistisch zu modellieren (Takakuwa 1989; Takakuwa 1993).

Simulationen werden in der Regel als Entscheidungshilfe für logistische Abläufe eingesetzt, um sicherzustellen, dass ein kontinuierlicher Betrieb aufrechterhalten wird. Die Simulationsmodellierung und -analyse von groß angelegten AS/RS-Operationen war Gegenstand zahlreicher Studien (Takakuwa 1989; Takakuwa 1994; Takakuwa 1995). Ning et al. (2016) betonten, dass bei Simulationsmodellen für die Regalgestaltung in einem Shuttle-basierten Regalbediengerät mit mehreren Aufzügen keine Vereinfachungen erforderlich sind. Eine praktische Methode zur Charakterisierung eines dynamischen Systems mit mehreren Aufzügen und Shuttles wird vorgestellt, um das Planungsproblem der Aufzüge zu lösen, d. h. welcher Aufzug welche (Einlagerungs- oder Auslagerungs-) Anfrage in welcher Reihenfolge bearbeiten soll (Carlo und Vis 2012). Takakuwa (1993) führte unterdessen auf der Grundlage der Betriebsspezifikationen eines fahrerlosen Transportsystems (FTS) mit Schleifenfahrzeugen Optimierungsanalysen für die Kosteneffizienzsimulation durch, und später schlug Takakuwa (1996) einen modulbasierten Modellierungsansatz zur Erstellung von Simulationsprogrammen für ein komplexes und umfangreiches FTS-System vor. Kuo et al. (2007) verwendeten ein rechnerisch effizientes Zykluszeitmodell zur Schätzung der Fahrzeugauslastung von Stückgut-AVS/RS mit autonomer Fahrzeugtechnologie, um die Bandbreite der Konstruktionsprofile zu ermitteln, die eine umfangreichere simulationsbasierte Bewertung und Validierung rechtfertigen. Goozen et al. (2016) entwickelten eine Planungsheuristik für die Zuweisung von Aufgaben an Shuttles, um die Anzahl der außer der Reihe auftretenden Ereignisse zu minimieren und die Durchsatzkapazität eines vollständigen Roaming-Shuttle-Systems (FRS) zu maximieren. Ein FRS wird jedoch im Allgemeinen als geeigneter für sich langsam bewegende Produkte in Einzel- und Großhandelsvertriebszentren angesehen. Berechnungen der Durchsatzleistung für ein AS/RS werden durchgeführt, indem verschiedene Lagerkonzepte unter Berücksichtigung der Betriebseigenschaften in der Praxis umgesetzt werden (Lerher et al. 2015; Lerher et al. 2016). Beide Studien betonen, dass die Simulation Lagerdesignern helfen kann, die Effizienz eines Layouts in Bezug auf die kinematischen Eigenschaften von Regalbediengeräten zu analysieren.

Bei der Planung eines groß angelegten SVM-AS/RS müssen viele mögliche Layouts bewertet und ausgewählt werden. Es müssen zahlreiche Parameter festgelegt werden, wie z. B. die Spezifikationen des SVM-AS/RS, die Anzahl der Shuttle-Fahrzeuge und die Anzahl der ankommenden/abgehenden Heber, wobei die Priorität der verschiedenen Vorgänge auf der Grundlage der Häufigkeit des Umschlags von Gegenständen auf unterschiedliche Weise zu berücksichtigen ist. Es ist wichtig, die verschiedenen Lösungen zu modellieren und Simulationsexperimente mit einer Reihe von Modellen durchzuführen, um sicherzustellen, dass ein kontinuierlicher Logistikbetrieb aufrechterhalten wird. Die vorliegende Arbeit geht über die bisherigen Studien hinaus, indem sie die Effizienz und Effektivität von SVM-AS/RS bei unterschiedlich gestalteten Layouts durch Simulationen bewertet, die die dynamische Leistung der Systeme analysieren und die Betriebsprioritäten berücksichtigen. Solche Simulationsergebnisse können als Entscheidungshilfe bei der Auswahl geeigneter Spezifikationen für komplexe und dynamische SVM-AS/RS sowohl unter Effizienz- als auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten herangezogen werden.

Dieser Beitrag ist wie folgt gegliedert: In Abschnitt 2 werden die SVM-RS/AS-Systeme mit ihren Materialflüssen und Lagerzuordnungsregeln vorgestellt. Abschnitt 3 beschreibt die Simulationsanalyse mit der Modelllogik, den verwendeten Parametern und den wichtigsten Ergebnissen, die zu einem Kosten- und Effizienzvergleich für alternative Layouts führen. Eine Zusammenfassung mit Schlussfolgerungen wird in Abschnitt 4 gegeben.

Die Lösung

Kleinstlast-AS/RS-Systeme in Form von Pendelfahrzeugen

Allgemeine Betrachtung von SVM-AS/RSs

Ein allgemeiner Überblick über die SVM-AS/RS ist in Abbildung 1 dargestellt. Die in dieser Studie betrachteten SVM-AS/RS bestehen aus verschiedenen Teilsystemen: einem auf jeder Ebene installierten Shuttle-Fahrzeug, ein- und auslagernden Hebern, Lagenförderern, die Heber und Shuttle-Fahrzeuge verbinden, sowie ein- und ausgehenden Gangförderern. Die Ein- und Auslagerung in die bzw. aus den Regalen erfolgt durch leichte Shuttle-Fahrzeuge, die sich nur in horizontaler Richtung bewegen können. Die Regale sind über die Lagenförderer mit den Ein- und Auslagerungsstaplern verbunden. Die Gangausgangsförderer sind mit dem Kontroll- und Verpackungsbereich verbunden.

Arbeitsablauf von SVM-AS/RS

Wenn eine eingehende Kleinladung auf einem eingehenden Gangförderer eintrifft, wird sie von einem Einlagerungslifter an einen Lagenförderer übergeben. Wenn zu diesem Zeitpunkt kein Heber verfügbar ist, wird der Artikel angehalten und am Ende des eingehenden Gangförderers gewartet, bis ein Lagerheber frei wird. Sobald sich die Kleinladung auf dem Lagenförderer befindet, fährt sie zu ihrem Zielregal, in das sie von einem leichten Shuttle-Fahrzeug gebracht wird. Bei einer abgehenden Kleinladung wird die Ladung von einem leichten Shuttle-Fahrzeug aus dem Regal geholt, fährt über ein Lagenförderband und wird dann von einem Regalbediengerät an das abgehende Gangband übergeben.

Für den effizienten Einsatz der leichten Shuttle-Fahrzeuge und der Ein- und Auslagerungsstapler sind die Prioritäten der Arbeitsabläufe ein wichtiger Faktor. Im Allgemeinen haben die Einlagerungsvorgänge eine höhere Priorität als die Auslagerungsvorgänge. Das bedeutet, dass ankommende Miniladungen gegenüber abgehenden Miniladungen bevorzugt behandelt werden. Alternativ können die Vorgänge auch zyklisch zwischen Auslagerungs- und Einlagerungsvorgängen abwechseln.

Abbildung 1: Eine allgemeine Ansicht der SVM-AS/RSs.

Speicherplatzzuweisungsregeln für eingehende und ausgehende Ladungen

Die Regeln für die Speicherplatzzuweisung sind ein wesentlicher Faktor, der berücksichtigt werden muss, wenn man eine flexible Pufferung für schnelle Speicher- und Sortiervorgänge mit SVM-AS/RSs anstrebt. Es gibt zwei allgemeine Regeln für die Speicherplatzzuweisung in SVM-AS/RS, und welche Regel geeignet ist, hängt von der relativen Häufigkeit der eingehenden und ausgehenden Vorgänge ab. Die erste, die "Prioritätszuweisungsregel", ist in Abbildung 2 dargestellt. Sie ist am besten geeignet, wenn die ausgehenden Vorgänge in einem kurzen Zeitfenster durchgeführt werden. Lagerplätze in der Nähe der Lagenförderer werden zugewiesen und für eingehende Ladungen priorisiert, um die für den ausgehenden Transfer benötigte Zeit zu minimieren. Die andere Möglichkeit besteht darin, die Lagerplätze nach dem Zufallsprinzip unter den verfügbaren Plätzen auf den verschiedenen Ebenen zuzuweisen. Diese Regel, die als "Random Allocation Rule Based on Level Balance" bekannt ist, wird für die Zwecke dieser Studie und in den Simulationsexperimenten hier verwendet.

Abbildung 2: Prioritätszuweisungsregel von SVM-AS/RS.

Simulationsanalyse

Problemstellung

Beim Entwurf großer SVM-AS/RS müssen viele Parameter berücksichtigt werden. Die Effizienz des Systems hängt von Spezifikationen wie der Anzahl und Größe der Systemkomponenten ab, d. h. von den leichten Shuttle-Fahrzeugen, den ein- und auslagernden Hebern, den Lagenförderern, die die Heber und Shuttle-Fahrzeuge verbinden, und den ein- und ausgehenden Gangförderern. Diese Parameter müssen vor Beginn des Betriebs festgelegt werden, um einen kontinuierlichen Logistikbetrieb zu gewährleisten.

Zur Veranschaulichung dieses Prozesses wird eine Simulationsanalyse mit einem Beispielsatz von SVM-AS/RS-Kandidaten durchgeführt. Die Bestimmung geeigneter SVM-AS/RS-Spezifikationen mittels Simulationsanalyse erfolgt in zwei Schritten. Der erste Schritt ist die Festlegung des Gesamtlayouts. In dieser Studie werden fünf mögliche Layouts definiert, die die Bedingung erfüllen, dass mindestens 500 Racks benötigt werden, und zwar wie folgt:

Typ A: Bank: 2, Feld: 65, Ebene: 4 = 520 (Regale)
Typ B: Reihe: 2, Feld: 50, Ebene: 5 = 500 (Regale)
Typ C: Bank: 2, Feld: 45, Ebene: 6 = 540 (Regale)
Typ D: Bank: 2, Feld: 40, Ebene: 7 = 560 (Regale)
Typ E: Reihe: 2, Feld: 35, Ebene: 8 = 560 (Racks)

In einem zweiten Schritt werden die näheren Spezifikationen der SVM-AS/RS festgelegt. Dazu gehören die Anzahl und Puffergröße der ein- und ausgehenden Lagenförderer und die Anzahl der Shuttle-Fahrzeuge. Eine besondere Herausforderung in dieser Phase ist die Bestimmung der optimalen oder angemessenen Anzahl von Shuttle-Fahrzeugen, die auf jeder Ebene stationiert werden müssen, um die erwartete Anzahl von Artikeln zwischen den Hebevorrichtungen und den Handhabungsregalen sowohl unter Effizienz- als auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu befördern. Auf der Grundlage der Häufigkeit des Güterumschlags und der betrieblichen Prioritäten werden die in Tabelle 1 aufgeführten Beispielparameter als Versuchsbedingungen für die Simulationsexperimente für die fünf Typen von SVM-AS/RS, Typ A bis Typ E, verwendet.

Simulationslogik

Ein Simulationsmodell des AS/RS-Betriebs von SVM-AS/RS wurde mit dem Simio-Simulationspaket erstellt (Kelton et al. 2017). In dieser Studie werden zwei wesentliche Arten von Materialflussprozessen betrachtet, die typischerweise von SVM-AS/RS durchgeführt werden, d. h. eingehende und ausgehende, wie in Abbildung 3 dargestellt. Jeder Prozessfluss enthält eine Abfolge von Aktivitäten, die von den auf jeder Ebene installierten leichten Shuttle-Fahrzeugen, den Ein- und Auslagerungsliftern, den Lagenförderern und den ein- und ausgehenden Gangförderern ausgeführt werden. Die wesentlichen Prozessabläufe werden identifiziert, so dass die fördertechnischen Betriebsabläufe der SVM-AS/RS charakterisiert werden können.

In einem SVM-AS/RS müssen sowohl die leichten Shuttle-Fahrzeuge als auch die Ein- und Auslagerungsstapler nach Prioritätsregeln behandelt werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Regalbediengeräten werden die Artikel in SVM-AS/RS nur für einen relativ kurzen Zeitraum im Lager gehalten. In dieser Studie werden in den Simulationsexperimenten zwei allgemeine Strategien für die Priorität der Vorgänge berücksichtigt. Bei der einen, "Storage Operations First" (SOF), werden eingehende Miniladungen gegenüber ausgehenden Miniladungen bevorzugt behandelt. Abrufvorgänge werden daher erst dann gestartet, wenn die eingehenden Vorgänge abgeschlossen sind. In der anderen Variante, "Alternate Operations" (AO), können die Vorgänge zyklisch zwischen Auslagerungs- und Einlagerungsvorgängen abwechseln.

Simulationsparameter

Vor der Durchführung von Simulationsanalysen werden sowohl die maximale Anzahl der ausgehenden Auslagerungen/Einlagerungen pro Stunde, d. h. I (Einheiten), als auch die Engpässe gemäß den Prioritätsregeln der Operationen durch die folgenden beiden Gleichungen geschätzt:

Tabelle 1: Beispielparameter des SVM-AS/RSs

Abbildung 3: Betriebsabläufe der SVM-AS/RSs.

wobei
a: Einweg-Bewegungszeit eines einlagernden/auslagernden Hebegerätes von der Basisposition zum Halbierungspunkt (s)
b: Zeit für das Beladen eines Hebegerätes (s)
c: Entladezeit von einem Hebegerät (s)
n: Anzahl der Shuttle-Fahrzeuge (Einheiten)
T: Betriebszeit (z.B. 3.600 s)
x: Fahrzeit eines Shuttle-Fahrzeugs in einer Richtung von der Basisposition zum Mittelpunkt (s)
y: Ladezeit auf ein Shuttle-Fahrzeug (s)
z: Entladezeit von einem Shuttle-Fahrzeug (s)

Die Gleichungen (1) und (2) werden für die AO- bzw. SOF-Regeln angewendet. Der Term (2a+b+c) in den Nennern der beiden Gleichungen ist die erwartete Dauer einer Hin- und Rückfahrt eines Hebefahrzeugs und eines Shuttle-Fahrzeugs unter den beiden Betriebsprioritätsregeln. Der Term (2x+y+z) ist die erwartete Umlaufzeit für ein Shuttle-Fahrzeug, und n Einheiten von Shuttle-Fahrzeugen werden für den Transport der beiden ausgehenden Auslagerungen/Einlagerungen eingesetzt. Die erwartete Gesamtbearbeitungszeit für eine Pendelfahrt ist jedoch in den Gleichungen (1) und (2) unterschiedlich. Nach der AO-Regel beträgt die erwartete Gesamtbearbeitungszeit des Pendelfahrzeugs 2(2x+y+z)/n, wie in Gleichung (1) dargestellt. Im Nenner von Gleichung (2) ist die erwartete Gesamtbearbeitungszeit (2x+y+z)/n, da die Auslagerungsvorgänge nach Abschluss der Einlagerung der eingehenden Ladung beginnen. Nach den beiden obigen Gleichungen wird der Engpass der AS-RS-Systeme in dieser Studie je nach Spezifikation des AS/RS-Systems entweder ein Hebezeug oder ein Shuttle-Fahrzeug sein. Die erwartete Zykluszeit ist der Nenner von Gleichung (1) oder (2).

Die für die Gleichungen (1) und (2) verwendeten Zeiten in Hebe- und Pendelfahrzeugen werden in einem realen AS-RS-System mittels einer Zeitstudie gemessen. Ausgewählte Beispieldaten der fünf wichtigsten möglichen Layouts sind in Tabelle 2 dargestellt, die Aufschluss über die Engpässe in AS/RS-Systemen mit unterschiedlichen Konstruktionsspezifikationen gibt. Shuttle-Fahrzeuge sind die Engpässe für Typ A nach der SOF-Regel und für Typ A, B und C nach der AO-Regel. Umgekehrt sind Lifter die Engpässe für die Typen B-E nach der SOF-Regel und für die Typen D und E nach der AO-Regel. Die schattierten Zellen stellen die Gesamtbearbeitungszeit von Shuttle-Fahrzeugen mit verschiedenen Betriebsprioritätsregeln dar, bei denen die Engpässe Shuttle-Fahrzeuge sind.

Tabelle 2: Engpässe in jedem AS-RS-System

Vergleich der wichtigsten Leistungsindikatoren für alternative Layouts

Die Simulation ist ein leistungsfähiges Instrument zur Analyse der Leistung eines groß angelegten AS/RS, unabhängig davon, wie groß oder kompliziert das System ist. Dreißig unabhängige Simulationsexperimente wurden für jede der in Abschnitt 3.3 beschriebenen Betriebsprioritätsregeln für jede der Auslegungsarten durchgeführt. Aus den Ergebnissen der Simulationsmodelle wurden bestimmte wichtige Leistungsindikatoren (Key Performance Indicators, KPIs) ermittelt und verglichen:

  • Gesamtdurchlaufzeit für Ein- und Auslagerungsvorgänge sowohl unter SOF- als auch unter AO-Regeln
  • Durchschnittliche Durchlaufzeit für Ein- und Auslagerungsvorgänge unter der SOF-Regel

Die oben genannten KPIs können als Maß für die Leistung der vorgesehenen Systemlayouts verwendet werden, um die optimalen Spezifikationen für jede Vorgangs-Prioritätsregel zu bewerten. Abbildung 4 zeigt das 95%-Konfidenzintervall für die durchschnittliche Gesamtdurchlaufzeit für Ein- und Auslagerungsvorgänge unter der AO-Regel in den Simulationen. Es ist zu erkennen, dass Typ C in dieser Hinsicht der effizienteste der fünf Layouttypen ist.

In Abbildung 5 ist dagegen das 95 %-Konfidenzintervall der durchschnittlichen Gesamtdurchlaufzeit für Ein- und Auslagerungsvorgänge nach der SOF-Regel in den Simulationen dargestellt. Daraus geht hervor, dass Typ B die kürzeste durchschnittliche Durchlaufzeit der fünf Alternativen unter dieser Regel aufweist.

Abbildung 4: 95% Konfidenzintervall für die durchschnittliche Gesamtdurchlaufzeit für Ein- und Auslagerungsvorgänge nach der AO-Regel. Abbildung 5: 95 % Konfidenzintervall für die durchschnittliche Gesamtdurchlaufzeit für Ein- und Auslagerungsvorgänge unter der SOF-Regel.

Die in den Simulationen ermittelte Durchlaufzeit für Ein- und Auslagerungsvorgänge ist von Nutzen, wenn es darum geht, die Kundenzufriedenheit durch Verkürzung der Durchlaufzeit von der Warenbestellung bis zur Auslieferung an den Kunden zu erhöhen. Die Ergebnisse bezüglich der Zykluszeit für Ein- und Auslagerungsvorgänge unter der SOF-Regel sind in den Abbildungen 6 und 7 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass Typ B der effizienteste der fünf Layouttypen ist. Die Variabilität der Zykluszeit zwischen den verschiedenen Layouts bestätigt, dass dies ein wertvolles Leistungsmaß für die Bewertung der Effizienz der Kundenbelieferung in einer dynamischen Logistikumgebung ist. Darüber hinaus ist zu erkennen, dass Gleichung (2) einen ersten Einblick in die Durchlaufzeit von Vorgängen gibt, da sie Ergebnisse liefert, die denen der Simulationsanalyse nahe kommen: Die Ergebnisse der Gesamtdurchlaufzeit von Hebern mit SOF-Regeln für die Typen B bis E in Tabelle 3 liegen mit 3,93, 4,27, 4,61 und 4,95 sehr nahe an den Werten der Simulationsergebnisse in Abbildung 6 und Abbildung 7.

Abbildung 6: 95% Konfidenzintervall für die Zykluszeit bei Einlagerungsvorgängen nach der SOF-Regel. Abbildung 7: 95 % Konfidenzintervall für die Zykluszeit bei Rückholvorgängen nach der SOF-Regel.

Kosten- und Effizienzvergleich für alternative Layouts

Nachdem die in Frage kommenden SVM-AS/RS-Layouts untersucht und analysiert wurden, ist es notwendig, das optimale System auf der Grundlage einer wirtschaftlichen Analyse der Alternativen zu bestimmen. Die Kosten-Wirksamkeits-Analyse wurde verwendet, um die mit den verschiedenen in dieser Studie untersuchten Systemlayouts verbundenen Kosten zu vergleichen. Für den Kostenvergleich zwischen den Alternativen ist es notwendig, die entsprechenden Kosteninformationen zu sammeln: Stichprobendaten zu (1) den Anschaffungskosten, (2) den jährlichen Wartungskosten, (3) dem Restwert, (4) der Lebensdauer und (5) den einheitlichen Jahresendkosten (Unacost). Für diesen Fall wird ein jährlicher Zinssatz von 10 % gewählt. Diese Daten sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Abbildung 8 zeigt sowohl die Gesamtdurchlaufzeit für Ein- und Auslagerungsvorgänge als auch die Unacosts für die alternativen Layouts. Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zeigen sowohl Tabelle 3 als auch Abbildung 8, dass Typ A die wirtschaftlichste Alternative ist. Unter Effizienzgesichtspunkten sind die Gesamtdurchlaufzeiten für die Typen B bis E jedoch niedriger als für A. Da diese vier Typen sowohl unter den AO- als auch unter den SOF-Regeln sehr ähnliche Gesamtdurchlaufzeiten aufweisen, wurde eine faktorielle Varianzanalyse durchgeführt, um ihre relative Effizienz besser zu bestimmen. In diesem Fall kann die Schlussfolgerung gezogen werden, dass die Art des Layouts die Gesamtdurchlaufzeit für die Layouts B bis E beeinflusst; Typ C und Typ B könnten als die effektivsten unter den AO- bzw. SOF-Regeln angesehen werden. Falls der Unterschied in der Effizienz jedoch gering ist, sollte betont werden, dass eine Kosten-Wirksamkeits-Analyse, d.h. ein Kompromiss zwischen Effizienz und Kosten, für das SVM-AS/RS-Management angewendet werden könnte.

Tabelle 3: Vergleiche für die Kosten-Nutzen-Analyse.

Abbildung 8: Vergleich zwischen der Gesamtdurchlaufzeit für Operationen und den Gesamtkosten.

Die Auswirkungen auf das Geschäft

Schlussfolgerung

In diesem Beitrag wird gezeigt, wie Simulationsergebnisse eine wertvolle Entscheidungshilfe für die Entwurfsspezifikationen komplexer und dynamischer SVM-AS/RS bieten können. Zunächst wird eine Methode vorgeschlagen, mit der festgestellt werden kann, ob Heber oder Shuttle-Fahrzeuge den Engpass in verschiedenen Layout-Designs darstellen. Anschließend wird gezeigt, wie Simulationsexperimente durchgeführt werden können, um die dynamische Leistung verschiedener Layouts unter Berücksichtigung der Betriebspriorität zu untersuchen. Die Gesamtdurchlaufzeit und die Zykluszeit unter verschiedenen Betriebsprioritätsregeln werden als Hilfsmittel zur Unterscheidung zwischen verschiedenen Systemdesignspezifikationen hervorgehoben. Anschließend können Effizienz-, Installations- und Betriebskostenanalysen durchgeführt werden, die eine zusätzliche Entscheidungshilfe für die Auslegung alternativer Regalbediengeräte bieten. Das vorgeschlagene Verfahren wird auf einen Beispielfall angewandt, um seine Wirksamkeit zu bestätigen.

Danksagungen

Diese Forschungsarbeit wurde durch den Grant-in-Aid for Young Scientists (B) der Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) unterstützt (Grant Number: 17K13801).

Biografien der Autoren

RIE GAKU ist außerordentliche Professorin an der Graduate School of Business Administration der St. Andrew's University, Osaka, Japan. Sie erwarb ihren M. Sc. und Ph.D. in Wirtschaftswissenschaften an der Universität Nagoya in den Jahren 2006 und 2010. Zu ihren Forschungsinteressen gehören Nachfrageprognosen mit Hilfe von Data-Mining-Technologie und die Simulationsanalyse von Produktions- und Logistiksystemen. Ihr aktueller Forschungsschwerpunkt ist die Optimierung von Logistiksystemen. Ihre E-Mail Adresse lautet r-gaku@andrew.ac.jp.

SOEMON TAKAKUWA ist Professor an der Chuo Universität und emeritierter Professor an der Nagoya Universität in Japan. Er erwarb seinen B.Sc. und M.Sc. in Wirtschaftsingenieurwesen am Nagoya Institute of Technology im Jahr 1975 bzw. am Tokyo Institute of Technology im Jahr 1977. Er promovierte in Wirtschaftsingenieurwesen an der Pennsylvania State University. Er hat außerdem einen Doktortitel in Wirtschaftswissenschaften von der Universität Nagoya und einen P.E. in Wirtschaftsingenieurwesen. Er ist korrespondierendes Mitglied der International Academy of Engineering in Russland. Zu seinen Forschungsinteressen gehören die Optimierung von Produktions- und Logistiksystemen, Managementinformationssysteme und die Simulationsanalyse dieser Systeme im Zusammenhang mit Krankenhäusern. Er hat die japanischen Ausgaben von Introduction to Simulation using SIMAN, Simulation with ARENA und Simio and Simulation: Modellierung, Analyse, Anwendungen. Seine E-Mail Adresse lautet takakuwa@indsys.chuo-u.ac.jp.

Referenzen

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