Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Nutzenpotenziale intelligenter Beleuchtungssysteme für die Lagerwirtschaft am Beispiel der Kommissionierung

Gegenstand des Projekts ist die Untersuchung der Nutzenpotenziale intelligenter Beleuchtungssysteme in der Lagerwirtschaft. Intelligente Beleuchtungssysteme ermöglichen es, die Beleuchtung in Lagerhallen in Abhängigkeit der tatsächlichen Nutzung von Lagerzonen zu steuern, sodass die Beleuchtung dann, wenn Lagerzonen nicht benutzt werden, automatisiert reduziert werden kann. Intelligente Beleuchtungssysteme tragen damit zu einer Reduktion von Energiekosten und einer Verringerung der Umweltauswirkungen der Lagerwirtschaft bei.

Dabei werden die Wechselwirkungen zwischen der Nutzung intelligenter Beleuchtungssysteme sowie dem Ablauf der Kommissionierung mithilfe mathematischer Planungsmodelle untersucht. Der Lösungsweg sieht dabei vor, dass integrierte Planungsmodelle für das Order Batching und die Routenführung entwickelt werden, welche die Gesamtkosten minimieren, bestehend aus den Wegkosten und den Aktivierungskosten der Lichtquellen. Für die Lösung des integrierten Problems sollen optimierende als auch meta-heuristische Verfahren entwickelt werden, die mit Hilfe von Optimierungssoftware und einer höheren Programmiersprache implementiert werden.

Das Forschungsprojekt ist insbesondere für KMU relevant, da diese zum einen wichtige Innovationsträger sind (insb. Hersteller von Beleuchtungssystemen), die als Prozessinnovatoren fungieren, zum anderen aber auf Prozess- und Energieeffizienz (insb. Nutzer von Beleuchtungssystem in Lagerhallen) angewiesen sind. Die Planungsmodelle können für KMU einen effizienten Kommissionierprozess gewährleisten und gleichzeitig eine bestmögliche Realisierung der Nutzenpotenziale der Beleuchtungssysteme sicherstellen. Daneben können über die entwickelten Modelle Investitionsentscheidungen vorbereiten bzw. Fehlinvestitionen vermieden werden. Die Planungsmodelle werden in ein Demo-Tool implementiert, so dass eine direkte Anwendung in KMU ohne Investitions- und Initialisierungsaufwand möglich ist.

Ergebniszusammenfassung:

Die Zielsetzung des Projekts bestand in der Untersuchung von Nutzenpotenzialen intelligenter Beleuchtungssysteme in der Lagerhaltung. Im Rahmen einer Literaturrecherche wurde ein Überblick über den aktuellen Stand der Technik in Wissenschaft und Praxis in den verschiedenen Anwendungsgebieten gegeben. Hierbei wurden Forschungslücken im Bereich der Anwendung intelligenter Beleuchtungssysteme im industriellen Kontext identifiziert. Um möglichst realistische, praxisnahe Annahmen für die Simulationsstudie und das entwickelte Planungsmodell zu definieren, fand eine umfangreiche Datenaufnahme statt. Die Projektergebnisse stützen sich daher auf mehrere von den Forschungsstellen durchgeführten Workshops, Experteninterviews und Fallstudien, wodurch ein vielschichtiger Einblick in die Praxisanforderungen ermöglicht und gleichzeitig die verschiedenen Potenziale derartiger Systeme identifiziert wurden. Mithilfe einer Simulationsstudie konnten mögliche Energieeinsparungen und Wechselwirkungen mit anderen Zielgrößen der Kommissionierung detailliert analysiert und insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen transparent dargestellt werden. Das entwickelte mathematische Planungsmodell ermöglicht es, die Gangfolgen der Kommissionierer unter Berücksichtigung von Energiekosten zu planen, indem die Eigenschaften intelligenter Beleuchtungssysteme ausgenutzt werden. Das im Rahmen dieses Projektes erstellte Demo-Tool kann als Ausgangspunkt für eine Abschätzung der Betriebskosten eines intelligenten Beleuchtungssystems dienen und bietet Praktikern, v.a. aus KMU, erste Orientierungshilfen.