Innerbetriebliche Transporte, Lagerung und Serviceprozesse effizient planen

Ein zusätzliches FTS, ein neues Lager oder eine geänderte Kommissionierung: In der Produktionslogistik greifen Transporte, Bestände und Ressourcen eng ineinander. Ob eine Lösung den geforderten Durchsatz schafft, zeigt sich oft erst im Betrieb. Mit der Materialflusssimulation prüfen wir Varianten vorher am Modell, mit Ihren Auftragsdaten, mit Schwankungen und mit Störungen.

Wir unterstützen Planer aus Produktion, Logistik und Fabrikplanung in drei Bereichen: innerbetriebliche Transporte, Lagerung und Serviceprozesse.

Innerbetriebliche Transporte

Innerbetriebliche Transporte versorgen die Produktionslinien mit Material und bringen Halb- und Fertigerzeugnisse zwischen den Bereichen und zum Versand. Eingesetzt werden Gabelstapler, Routenzüge, fahrerlose Transportsysteme (FTS/AGV) und autonome mobile Roboter (AMR). Ziel ist, Transportmittel sowie Lager- und Bandbestände wirtschaftlich auszulegen und die Versorgung sicher zu gewährleisten. Mit der Simulation lassen sich Fahrwege, eine ausgeglichene Auslastung und Entkopplungspuffer bestimmen und Alternativen vergleichen.

Typische Fragen, die wir mit Simulation beantworten:

• Wie viele Fahrzeuge braucht das FTS oder die AMR-Flotte, um den Durchsatz bei kurzen Transportzeiten zu erreichen?
• Welche Steuerungsstrategie sorgt für eine schnelle Leerfahrzeugbereitstellung und kurze Fahrwege?
• Wie reagiert das System auf Schwankungen im Transportaufkommen, ohne Rückstau an den Quellen oder überlastete Fahrstrecken?
• Wo liegen die besten Ladepunkte und welche Ladezyklen sind nötig?
• Wo entstehen im Mischverkehr mit Staplern und Routenzügen Engpässe auf den Fahrwegen?

Unsere Erfahrung aus der FTS-Simulation bringen wir auch in die Richtlinienarbeit des VDI ein. Unser Kollege Jörg Kemper von der SimPlan Integrations GmbH arbeitet an der Überarbeitung der VDI 2710 Blatt 3 „Einsatzgebiete der Simulation für Fahrerlose Transportsysteme (FTS)“ mit. Die Richtlinie beschreibt, welche Eingangsdaten eine FTS-Simulation braucht und welche Ergebnisse sie liefern soll. Intensiv diskutiert werden dabei unter anderem autonome mobile Roboter (AMR) und ihr Durchsatz.

FTS – optimale Anzahl an Fahrzeugen in einem fahrerlosen Transportsystem

Worauf es bei der Simulation von FTS in der Praxis ankommt, lesen Sie in unserem Beitrag 6 Praxistipps für die erfolgreiche Simulation von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS).

Lagerung

Gelagert werden Zukaufteile, Halbprodukte und Fertigerzeugnisse. Mit der Simulation lassen sich Lagerkapazität, Ein- und Auslagerleistung und die technische Auslegung bestimmen, bevor investiert wird.

Typische Fragen:

•  Ist ein Hochregallager mit Regalbediengeräten oder eine Shuttle-Lösung die bessere Wahl?
• Welche Fördertechnikvariante erreicht die geforderte Leistung?
• Welche Lagerstrategie passt zum Teilespektrum, etwa bei der Verteilung von Groß-, Mittel- und Kleinteilen oder von Schnell- und Langsamdrehern?
• Welche Ein- und Auslagerstrategie führt zu kurzen Durchlaufzeiten?

Serviceprozesse

Zu den Serviceprozessen zählen Umpacken, Kommissionieren, Konsolidieren, Verpacken sowie Be- und Entladen. Die Simulation zeigt, welchen Durchsatz diese Prozesse erreichen und welche Ressourcen dafür nötig sind. Besonders genau lässt sich die Kommissionierung untersuchen:

• Wie werden Teile im Supermarkt angeordnet, damit die Wege kurz bleiben?
• Wie lassen sich Kommissionieraufträge sinnvoll bündeln?
• Was ändert sich, wenn mehr Aufträge mit weniger Positionen und kleineren Mengen eingehen?

Für Lager- und Versandprozesse über das Werk hinaus finden Sie Informationen unter Distributionslogistik.

Praxisbeispiel: FTS-Simulation bei einem Reifenhersteller

Ein Reifenhersteller wollte prüfen, ob ein FTS seine Gabelstapler sinnvoll ergänzen oder teilweise ersetzen kann. Ein automatischer Routenzug und Stapler sollten weiter im Einsatz bleiben, das Modell musste also Mischverkehr abbilden. In enger Abstimmung mit dem FTS-Lieferanten haben wir die nötige Anzahl an Fahrzeugen, die Belastung der Fahrwege und mögliche Überschneidungen mit Staplern ermittelt.

Nach 45 Tagen Projektdauer lagen Fahrzeuganzahl, Auftragsdauer in der Logistik und Steuerungsvorgaben vor. Der Lieferant konnte diese Vorgaben jedoch nicht im wirtschaftlichen Rahmen umsetzen, und der Kunde verzichtete auf das FTS. Die Simulation hat damit eine Fehlinvestition verhindert, bevor sie entstanden ist.

Projektablauf: So läuft ein Simulationsprojekt ab

Simulation lässt sich in jeder Planungsphase einsetzen, von der Machbarkeitsstudie über Grob- und Feinplanung bis zu Realisierung und Anlauf. Vor- und nachgelagerte Bereiche wie Produktion und Montage beziehen wir dabei mit ein.

Ein Projekt folgt meist diesen Schritten:

1. Aufnahme von Layout, Transportquellen und -senken, Prozessen und Anforderungen
2. Aufbau eines modularen Modells, das sich schnell an den Planungsstand anpassen lässt
3. Entwicklung und Test von Steuerungsstrategien
4. Simulation verschiedener Lastszenarien und Störungen
5. Auswertung von Kennzahlen wie Durchsatz, Auslastung und Transportzeiten als Grundlage für Ihre Entscheidung

Häufige Fragen

Wie viele fahrerlose Transportfahrzeuge benötigt mein Lager?
Das lässt sich nicht pauschal beantworten. Die Anzahl hängt von Transportaufkommen, Wegstrecken und Taktzeiten ab. Ein Simulationsmodell bildet diese Größen realitätsnah ab und zeigt, wie viele Fahrzeuge für die geforderte Durchsatzleistung nötig sind, ohne dass die Flotte überdimensioniert ist oder sich Fahrzeuge gegenseitig blockieren.

Gibt es eine Richtlinie für die Simulation von FTS?
Ja. Die VDI 2710 Blatt 3 „Einsatzgebiete der Simulation für Fahrerlose Transportsysteme (FTS)“ beschreibt, welche Simulationsarten bei der FTS-Planung eingesetzt werden, welche Eingangsdaten dafür nötig sind und welche Ergebnisse sich daraus ableiten lassen. Einheitlich definierte Eingangsdaten machen die Ergebnisse verschiedener Simulationen vergleichbar. Die aktuelle Ausgabe stammt von 2014 und wird derzeit überarbeitet. SimPlan arbeitet an der Überarbeitung mit.

Welche Daten werden für eine Simulation der Produktionslogistik benötigt?
Grundlage sind das Layout, die Transportquellen und -senken, das Transportaufkommen sowie die Prozess- und Taktzeiten. Für Fahrzeuge kommen Parameter wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Be- und Entladezeiten und Mindestabstände hinzu. Welche Daten im Einzelfall nötig sind, klären wir zu Beginn des Projekts gemeinsam mit Ihnen.

Welche Lagerstrategie passt zu meinem Teilespektrum?
Das hängt von Teilegrößen, Umschlagshäufigkeit und Lagertechnik ab. In der Simulation lassen sich verschiedene Strategien vergleichen, etwa die Verteilung von Groß-, Mittel- und Kleinteilen oder von Schnell- und Langsamdrehern. So wird sichtbar, welche Variante die geforderte Ein- und Auslagerleistung erreicht.

Wie lässt sich die Kommissionierung mit Simulation verbessern?
Die Simulation zeigt, wie sich die Anordnung der Teile im Supermarkt und die Bündelung von Kommissionieraufträgen auf Wege, Durchsatz und Ressourcenbedarf auswirken. Auch veränderte Auftragsstrukturen, etwa mehr Aufträge mit kleineren Mengen, lassen sich vorab durchspielen.

Wie lange dauert ein Simulationsprojekt in der Produktionslogistik?
Das hängt vom Umfang der Fragestellung und von der Datenlage ab. Im oben beschriebenen FTS-Projekt bei einem Reifenhersteller lagen die Ergebnisse nach 45 Tagen vor.

Varianten prüfen, bevor investiert wird

Sie planen ein FTS, ein neues Lager oder eine geänderte Kommissionierung? Wir bilden Ihre Varianten im Simulationsmodell ab und zeigen, welche den geforderten Durchsatz erreicht.