Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Automatisierte und integrierte Layout- und Transportsystemplanung unter Berücksichtigung logistischer und wirtschaftlicher Zielgrößen

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines regelbasierten Expertensystems zur Auswahl und Auslegung eines Transportsystems sowie die integrierte Erstellung eines materialflusseffizienten Layouts. Als Folge können Unternehmen eine parallele und damit ganzheitliche Layoutplanung mit reduziertem Aufwand durchführen und berücksichtigen dabei die Auswirkungen der Auslegung eines Transportsystems auf die Fabrikstrukturen und damit das Fabriklayout. Es sollen zunächst die Auswirkungen unterschiedlicher Transportsysteme auf die Gestaltung des Layouts erarbeitet werden. Zusätzlich wird auch die monetäre Bedeutung der Transportsystemauswahl untersucht. Daraufhin sollen diese Erkenntnisse zusammen mit dem Expertenwissen von Systemplanern bzgl. der Transportsystemauswahl und der Transportnetzplanung in einer Regelbasis gespeichert werden und mit Hilfe von Fuzzy Logic automatisiert für die integrierte Planung verwendet werden.

Produzierende aber auch beratende KMU erhalten durch das Expertensystem die Möglichkeit das spezifische Fachwissen von Fabrik- und Transportsystemplanungs-experten aufwandsarm und kostengünstig aufzunehmen und in Projekten anzuwenden. Die effiziente Layoutplanung und die kapitalintensive Anschaffung von Transportsystemen haben große Auswirkungen auf die Effizienz der Produktion und Logistik einer Fabrik. Infolge einer integrierten Durchführung von Layoutplanung und Transportsystemauswahl können Fehlplanungen und Fehlinvestitionen verringert und nachträgliche Anpassungen des Layouts vermieden werden, wodurch die Zeitspanne zum Produktionsstart verkürzt werden kann. Zugleich werden die Hemmnisse zur regelmäßigen Durchführung von Fabrikplanungsprojekten reduziert und eine kontinuierliche Anpassung der Fabrikstrukturen vorangetrieben. Dies trägt zu einer deutlichen Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit deutscher KMU bei.

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des Forschungsprojekts sind ein morphologischer Kasten zur Transportmittelauswahl, ein morphologischer Kasten zur Transportnetzauslegung sowie Einflüsse auf die Layoutgestaltung und Einflüsse der Transportmittel auf die Layoutgestaltung betrachtet und untersucht worden.

Anschließend ist die Überführung der Wertebereiche aus dem morphologischen Kasten zur Transportmittelauswahl in Fuzzy-Sets und deren Abbildung über Zugehörigkeitsfunktionen erfolgt. Es ist eine mehrstufige Entscheidungshierarchie zum Aufbau der Fuzzy-Logik und der damit einhergehenden Regelbasis aufgebaut worden, um die Anzahl an benötigten WENN-DANN Beziehungen zu reduzieren. Auf Basis der Zugehörigkeitsfunktionen und der Entscheidungshierarchie ist die Regelbasis für die Eingangsparameter sowie die Zwischenstufe der Entscheidungshierarchie erstellt worden.

Auf Basis dessen ist ein zweistufiges System konzipiert worden, welches sich aus der Transportmittelauswahl, der Layout- und der Transportnetzplanung zusammensetzt. Zur Implementierung der Layout- und Transportnetzauslegung ist zu Beginn ein mathematisches Modell für die automatisierte Layoutplanung entwickelt und mittels Experimenten validiert worden. Darauf aufbauend ist die Gestaltung der Transportnetzauslegung unter Verwendung von Wegfindungsalgorithmen betrachtet und implementiert worden. Um einen möglichst einfachen Zugriff auf das System zu gewährleisten ist dieses abschließend auf einem Cloud-Server gehostet worden.

Die Methode zur automatisierten Transportmittelauswahl und Layoutplanung bietet KMU die Möglichkeit aufwandsarm ein geeignetes Transportmittel auszuwählen sowie aktuell verwendete Transportmittel zu hinterfragen und anschließend die Layoutplanung, unter Berücksichtigung neuer Rahmenbedingungen, einfach und zeiteffizient durchzuführen. Für die Nutzung sind keine zusätzlichen Investitionen (z. B. Gerätebeschaffungen, Beratungsleistungen) nötig.