Forschungs- und Entwicklungsprojekte:
Ergebnisse

Das Intralogistik-Netzwerk präsentiert seine Projektergebnisse und die neuesten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten der Mitgliedshochschulen während seines jährlich einmal stattfindenden wissenschaftlichen Symposiums.

Die ersten gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsprojekte wurden in der zweiten Jahreshälfte 2007 gestartet. Erste Projektergebnisse liegen vor (s.u.); das erste wissenschaftliche Symposium fand am 16. März 2009, das zweite am 5. Juli 2010 in Stuttgart statt.

Zur Zeit werden mehrere Projekte der vorwettbewerblichen Verbundforschung vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst sowie vom Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg unterstützt, drei Projekte wurden bereits erfolgreich abgeschlossen:

> EfProTec - Effizienz von Prozessen, Systemen und Technologien in der Intralogistik (abgeschlossen)

> FlexADis - Flexible Automatisierbarkeit der Handhabungsprozesse paketfähiger Ware in Distributionszentren (abgeschlossen)

> Green Warehouse - Energieeffizientes Logistikzentrum

> KARIS - Kleinskaliges Autonomes Redundantes IntralogistikSystem

> MensoLIn - Der Mensch als steuernder und operativer Leistungsträger in der Intralogistik (abgeschlossen)

> Optimierung von Verschleiß- und Antriebselementen in Regalbediengeräten und Stetigförderern

> PInLog - Entwicklung einer Planungsplattform für intralogistische Systeme

> Systematik für die Bewertung von Verpackungsbereichen

> WaBe - Warehouse-Benchmarking

Ministerium für Wissenschaft,
Forschung und Kunst
Baden-Württemberg

Wirtschaftsministerium
Baden-Württemberg

EfProTec - Effizienz von Prozessen, Systemen und Technologien in der Intralogistik

Im Bearbeitungszeitraum von Juli 2007 bis Dezember 2008 wurde ein praxisorientiertes Benchmarking-System entwickelt, mit dessen Hilfe unterschiedliche Intralogistiksysteme verglichen werden können. Die Aufgabenverteilung unter den Projektpartnern (siehe Abbildung) ermöglichte es, unterschiedliche Projektperspektiven zu verfolgen.

Aufgabe der Wissenschaft war es,

• bestehende Benchmarking-Systeme zu analysieren und zu bewerten,
• sowie am Beispiel von Systemen der Distributionslogistik neue wissenschaftliche Methoden und Modelle zur Analyse, Bewertung und Optimierung von Intralogistiksystemen zu entwickeln und zu erproben.

Aus Sicht der beteiligten Industriepartner waren folgende Fragestellungen zu beantworten:

• Wie effizient arbeitet das individuelle Logistiksystem im Vergleich zu anderen?
• Welche Schwachstellen können identifiziert werden?
• Welche Lösungsansätze zur Verbesserung der Abläufe und Effizienz können erarbeitet werden?

Das Projektkonsortium:

• Adolf Würth GmbH & Co. KG
• Transpharm GmbH (ratiopharm Gruppe)
• Kaufland Stiftung & Co. KG
• Koch, Neff & Volckmar GmbH
• MLOG Logistics GmbH
• Protema Unternehmensberatung GmbH
• FIFL GmbH
• Institut für Fördertechnik und Logistik (IFT), Universität Stuttgart
• Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme (IFL), Universität Karlsruhe
• Lehrstuhl für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre und Logistik (ABWL), Universität Mannheim
• Institut für Automatierungs- und Softwaretechnik (IAS), Universität Stuttgart
• Institut für Arbeitswirtschaft und Technologiemanagement (IAT), Universität Stuttgart
• Bereich Informationslogistik, Hochschule für Technik, Stuttgart

Projektkonsortium
und Aufgabenverteilung



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1. Standortanalyse auf Basis für das geplante Kennzahlen- und Benchmarking-System im Hinblick auf Prozesse, Technologien, Strategien, Organisationen und Kennzahlen,
2. Auswertung der erhobenen Daten (fachbezogene Auswertung der beteiligten Institute),
3. Erarbeitung industriepartnerbezogener Individualergebnisse,
4. Darstellung des betrachteten Logistiksystems zum Zeitpunkt der Analyse,
5. fachbezogene Schwachstellenanalyse,
6. mMögliche Verbesserungsansätze und
7. Aufzeigen strategischer Standortoptionen.
   
   

Der Untersuchungsgegenstand
abgebildet als
Prozesskette "Warehouse"

Im Verlauf des Projektes wurde die "EfProTec - Benchmarking-Pyramide" erarbeitet, die vier Ebenen umfasst (siehe Abbildung) :

• Ebene 1: Festlegung von TOP-Level-Kennzahlen,
• Ebene 2: Integration des Distributions-Center-Referenz-Modells (Universität Karlsruhe) auf Aufgaben- und Kostenebene,
• Ebene 3: Prozesse als Basis der Vergleichbarkeit logistischer Systeme bis hinunter zur
• Ebene 4: Aktivitätenebene, der detaillierten Darstellungsebene zur Identifizierung von Schwachstellen.

EfProTec - Benchmarking-Pyramide

Entlang dieser Pyramide wurde das "Benchmarking-System EfProTec" entwickelt (siehe Abbildung). Ausgehend von den unterschiedlichsten Daten und Analyseergebnissen bei den Unternehmenspartnern wurde der Aufbau des Gesamtsystems (von der Erzeugung des Referenzmodells über Kennzahlensysteme und Best Practices bis hin zur Realisierung eines anwendungsbezogenen Konzeptes) zur Auswertungsebene hin dargestellt, um die unterschiedlichen Vergleiche ziehen zu können.

Fortführung der Arbeiten:

• einer Kurzanalyse durch Externe, um damit mögliche Schwachpunkte im eigenen System aufzuzeigen (Optimierungsanalyse),
• einen Blick auf andere Realisierungen: Wie werden ähnliche Aufgabenstellungen bei anderen Partnern gelöst?
• der Mitwirkung bei der Verbesserung und Optimierung des Benchmarking-Systems: mit jedem zusätzlichen Partner wird die Aussagefähigkeit des Systems verbessert, und damit auch der Nutzen für jeden Benutzer.

Gleichzeitig bietet sich das Projekt als Gesprächsplattform für den Erfahrungsaustausch auch unter spezifischen Fragestellungen an.

Zusätzlich lassen sich aus dem Projekt heraus Ansätze für Best Practices in der Realisierung von Intralogistik, Organisationsformen und Anwendungen ableiten. Der Nutzen der Anwendung wird im Folgenden aufgezeigt:

• Der Vergleich von Funktionsbereichen innerhalb eines Unternehmens (internes Benchmarking) gibt einen ersten Hinweis auf Verbesserungspotenziale.
• Der unternehmensübergreifende Vergleich (externes Benchmarking) ermöglicht einen Vergleich mit Distributionszentren aus der gleichen Branche oder mit Best-in-Class-Unternehmen.
• Der ganzheitliche Ansatz umfasst strategische, operative/ leistungsorientierte und kostenorientierte Komponenten.
• Die standardisierte Sprache für die Beschreibung des Geschäftsmodells und des existierenden Distributionszentrums erleichtert die abteilungs-, standort- oder unternehmensübergreifende Diskussion und Analyse.

Kontakt:

> FIFL GmbH

> Protema Unternehmensberatung GmbH

EfProTec - Benchmarking-System
und Beispiele von
Auswertungen:

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TOP-Kennzahlen (exemplarisch)

Graphische Visualisierung der
Komplexität eines Logistiksystems

FlexADis - Flexible Automatisierbarkeit der Handhabungsprozesse paketfähiger Ware in Distributionszentren

Im Projektzeitraum von April 2009 bis März 2011 wurden Lösungsansätze erarbeitet, wie Produkte unterschiedlichster Art bei der Warenvereinnahmung, Kommissionierung und Verpackung mit kombinierten manuellen und automatischen Verfahren gehandhabt werden können. Denn durch einfache mechanische Lösungen könnte der heute oft sehr teure automatische Handhabungsprozess wirtschaftlicher gestaltet oder auch die Flexibilität eines Logistiksystems durch eine Kombination aus automatischen und manuellen Prozessen gesteigert werden.

Das Projektkonsortium:

• Adolf Würth GmbH & Co. KG
• Arotec Automation und Robotik GmbH
• FIFL GmbH
• Institut für Fördertechnik und Logistik (IFT), Universität Stuttgart
• Sick AG

Projektziel FlexADis

Ausgangssituation:

Üblicherweise wird der Handhabungsprozess von Waren in Distributionszentren entweder vollautomatisch oder rein manuell durchgeführt. Aufgrund der enormen Vielfalt der unterschiedlichen Artikeleigenschaften ist allerdings ein automatisches Handling für die Gesamtheit aller möglichen Artikel aus heutiger technischer Sicht nicht umsetzbar.

Vorgehensweise:

1. Analyse der Handhabbarkeit von Artikeln mit Bewertung hinsichtlich ihrer technischen Greifbarkeit, einschließlich experimenteller Greifversuche,
2. Optimierung der Greifermatrix,
3. Aufbau einer roboterbasierten Demonstrationszelle als funktionaler Nachweis für die automatische Kommissionierung;
   hier mit einem einem 6-Achs-Industrieroboter mit zugehöriger Steuerung KRC2, der zur Erweiterung des Arbeitsraums auf einer Linearachse montiert und mit einem Kombi-Greifer versehen wurde, der einerseits die Produkte über eine integrierte Sensorik auf den Paletten lokalisiert, andererseits die lokalisierten Produkte mit einem Vakuumgreifer aufnehmen kann,
4. Entwicklung einer Methodik zur Planung flexibler Handhabungssysteme.

FlexADis: Greiferanordnung

Projektergebnis:

Es wurde eine Methode neu entwickelt, die die gegenseitigen Abhängigkeiten sowie komplexen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Artikeln, Handhabungstechniken und Bereitstellungsverfahren berücksichtigt. Auf der Grundlage einer datenbankgestützten Informationsbasis kann nun bereits in der Planungsphase eines (halb-)automatischen Handhabungssystems eine technischen Machbarkeitsuntersuchung durchgeführt werden.

Zusätzlich wurden die Praxistauglichkeit neuer Verfahren im Bereich der optischen dreidimensionalen Objekterkennung erforscht und innovative Ideen für die Entnahme von Einzel- bzw. Mehrfachartikeln entwickelt.

FlexADis: 6-Stufen-Plan

Kontakt:

> IFT Universität Stuttgart

KARIS - Kleinskaliges Autonomes Redundantes IntralogistikSystem

Dieses Projekt der Arbeitsgemeinschaft Technologie Intralogistik Baden-Württemberg (AGT) unter dem Dach des Intralogistik-Netzwerks BW e.V. strebt eine dynamische, sich dem tatsächlichen Warenaufkommen anpassende Fördermittelkonfiguration an. Es umfasst mehrere Phasen.

In der ersten Phase (November 2007 bis Juni 2008) wurde ein erstes Labormodell entwickelt, anhand dessen gezeigt werden kann, wie sich eine starre Anlagenhardware durch einen mobilen Schwarm intelligenter Fördermodule ersetzen lässt.
In der zweiten Phase (Juli 2008 bis Dezember 2009) wurde ein Versuchssystem aufgebaut, in dem sich mehrere Fördermodule simultan bewegen und gemeinsam - oder unabhängig voneinander - verschiedene Aufgaben durchführen können.
Die dritte Phase (November 2010 bis Juni 2012) dient vor allem dazu, die Fahrzeugkonzeption industrialisierbar zu machen, also auch weitere Randbedingungen wie z.B. Sicherheit zu integrieren, und Demonstratoren für den Einzeltransport im Punkt-zu-Punkt- und im Punkt-zu-Multi-Punkt-Betrieb bereit zu stellen.

Einen Ausblick auf dieses neuartige Element künftiger Materialflusssysteme gibt der Autorenbeitrag in Hebezeuge und Fördermittel 6/2009.

KARIS-Modul
(Foto: AGT Intralogistik)

Projektflyer
als Download:

Fachbeitrag
"KARIS - dezentral gesteuert"
als Download
(HF 6/2009, 3 Seiten):

MensoLIn - Der Mensch als steuernder und operativer Leistungsträger in der Intralogistik

Im Bearbeitungszeitraum von Dezember 2007 bis November 2009 wurde der Mensch in seinen verschiedenen Funktionen innerhalb der Intralogistik betrachtet: Im Fokus der Untersuchung standen planende, steuernde und ausführende Tätigkeiten. Zielsetzung war es, praxisgerechte Methoden und Instrumente für die Leitung intralogistischer Betriebe zu schaffen.

Dem Projektkonsortium gehörten an:

• 6 baden-württembergische Unternehmen mit unterschiedlichen Intralogistik-Anwendungsbereichen,
• Institut für Fördertechnik und Logistik (IFT), Universität Stuttgart
• Institut für Arbeitswirtschaft und Technologiemanagement (IAT), Universität Stuttgart

Ausgangssituation:

Bei der Optimierung von Intralogistiksystemen dominieren technische Aspekte, damit wird der Mensch als flexible und anpassungsfähige Komponente oft nicht ausreichend wahrgenommen. Bedarf wird außerdem darin gesehen, die Mitarbeitermotivation und die Identifikation der Mitarbeiter mit dem Unternehmen zu verbessern. Wie sich in der Sondierungsphase dieses Projektes - über den Erfahrungsaustausch innerhalb des Netzwerks - zusätzlich herausschälte, erfolgt die Mitarbeitereinsatzplanung in der Regel erfahrungsbasiert, Führungskräften stehen häufig keine systematischen oder keine praxisgerechten Planungssysteme zur Verfügung.

Der Mensch im Fokus
(Foto: Adolf Würth GmbH & Co. KG)

Vorgehensweise:

• Festlegung der Themengebiete in Absprache mit beteiligten Unternehmen: Arbeitsplatzgestaltung, Prozessdokumentation und -gestaltung, Personaleinsatzplanung, Motivation, Qualifizierung, Strukturierung von Informationen und Gestaltung von Dokumenten, u.ä.,
  
• Bestandsaufnahme und Klassifizierung bestehender Strategien, Methoden, Richtlinien und Normen sowie Bewertung ihrer Eignung für die Intralogistik,
• Adaption, Entwicklung und Validierung von Methoden und Instrumenten zur Steigerung der Effizienz des Menschen in der Intralogistik.

Statements
aus projektbeteiligten Unternehmen
(Download, 1 Seite)

Projektergebnisse:

• Bereitstellung von einfach umsetzbaren Methoden und Instrumenten zur Mitarbeitereinsatzplanung, zur Gestaltung mensch-orientierter Arbeitssysteme sowie zur Mitarbeiterqualifizierung und -motivation in einem Betriebsleiterhandbuch,
• Checklisten für die Identifizierung und Einschätzung des Handlungsbedarfs in mensch-relevanten Intralogistikbereichen,
• die neu entwickelten oder adaptierten Methoden und Instrumente wurden in Pilotimplementierungen bei den projektbeteiligten Unternehmen validiert,
• Experten-Feedback der Forschungseinrichtungen bei komplexeren Aufgabenstellungen in den projektbeteiligten Unternehmen.

Kontakt:

> IFT Universität Stuttgart

> IAT Universität Stuttgart

PInLog - Entwicklung einer Planungsplattform für intralogistische Systeme

Das Projekt PInLog wurde in seiner ersten Phase im Zeitraum von Januar 2009 bis Juni 2010 mit dem Ziel bearbeitet, eine benutzergesteuerte Methodik zu entwickeln, welche den Planer systematisch bei den notwendigen Planungsstufen zur Generierung eines Intralogistiksystems - von der ersten Definition der Anforderungen über die Konzeptgestaltung und Dimensionierung bis hin zur Realisierung - unterstützt.
Kernelemente dieser neuen Plattform sind die entscheidungsbaum-basierte Generierung von Lösungsvarianten, die Ableitung von Komponentenkatalogen sowie die Verknüpfung mit logistischen Prozessen.

Dem Projektkonsortium gehörten an:

• 8 Industriepartner mit unterschiedlichen Intralogistik-Anwendungsbereichen bzw. Tätigkeitsfeldern
• Institut für Fördertechnik und Logistik (IFT), Universität Stuttgart
  
  

Ausgangssituation:

Ergebnisse des Vorgängerprojektes EfProTec zeigen, dass – obwohl alle betrachteten Distributionszentren gleiche Grundaufgabenstellungen vorweisen (Warenvereinnahmung, Einlagerung, Kommissionierung sowie Versand) – unterschiedlichste Umsetzungen in Bezug auf Techniken, Organisationsprinzipien, Prozesse oder Strategien realisiert wurden.

Daraus leitet sich die grundsätzliche Fragestellung ab, wie logistische Aufgaben innerhalb eines Intralogistik-Systems unter Abwägung aller sich ergebenden Varianten aus den Parametern Strategie, Materialfluss-Komponenten, Organisationsform, Informationssystem, usw. technisch und betriebswirtschaftlich optimal geplant, überprüft und letztendlich auch umgesetzt werden können. In diesem Zusammenhang stellt sich, insbesondere vor dem Hintergrund der Arbeitsplatzgestaltung, auch die Frage, wie hoch eine Automatisierung bzw. technische Unterstützung in Distributionszentren gehen muss, und welche Vor- und Nachteile damit verbunden sind.

Ergebnis des Vorgängerprojektes
EfProTec - Planungssituation vor PInLog
(Abbildung: IFT Universität Stuttgart)

Vorgehensweise:

• Erfassung und Analyse der eingesetzten Technik,
• Entwicklung einer Systematik zur zügigen Generierung von technischen und organisatorischen Lösungsvarianten innerhalb der einzelnen Funktionsbereiche eines Distributionsgesamtsystems mithilfe weniger Inputdaten,
• Aufbau eines kombinierten Prozess- und Komponenten- bzw. Ressourcenkataloges - Erzeugung der sogenannten Basissysteme,
• Umsetzung einer benutzergesteuerten Methodik zur Planungsunterstützung für ein funktionsübergreifendes Intralogistikgesamtsystem,
• Integration von Praxissystemen in die Systematik sowie Entwicklung eines datenbankgestützten Demonstrators.

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Projektergebnisse:

Das Projekt konnte erfolgreich darstellen, dass in der Grobplanungsphase mithilfe strukturierter Schablonen (Basissysteme) objektiv, datenarm und zügig ganzheitliche Lösungsvarianten generiert werden können, welche durch die Eingabe von Nutzwerten auch einen anwenderspezifischen Charakter aufweisen.
Die Lösungsgenerierung innerhalb von PInLog kann wahlweise über alle Funktionsbereiche (komplettes Warehouse) oder auch nur funktionsbereichsspezifisch (z.B. Kommissionierung) erfolgen. Weiterhin ist innerhalb von PInLog eine Berücksichtigung von „weichen“ und „harten“ Faktoren bei der Rangfolgenbildung integriert.

Kontakt:

> IFT Universität Stuttgart

Technikauswahl mittels
der PInLog-Methodik
(Abbildung: IFT Universität Stuttgart)

Das Projekt befindet sich gegenwärtig in der zweiten und letzten Projektphase, die der Validierung der Planungsmethodik sowie der Entwicklung von Fehlerbehandlungsstrategien dient.