Übersicht laufender Forschungsprojekte

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Das beantragte Projekt beabsichtigt die Optimierung von Lernprozessen in der Intralogistik anhand des Beispiels der manuellen Person-zur-Ware-Kommissionierung. Im Projekt werden Lernprozesse in der Kommissionierung auf kognitiver Ebene untersucht und mit den Ergebnissen der quantitativen Analyse von Lernkurven zusammengeführt, um Erkenntnisse über die wesentlichen Stellschrauben zur Optimierung der Lernprozesse zu gewinnen. Diese Erkenntnisse werden anschließend zur Bildung von in der Praxis anwendbaren Methoden-Bündeln in Form von Lern-Paketen herangezogen. Das Projekt wird über 24 Monate im Rahmen von sieben Arbeitspaketen von zwei Forschungsstellen (FS) bearbeitet. Das Institut für Fördertechnik und Logistik (IFT/FS1) der Universität Stuttgart untersucht experimentell mittels Probandenversuchen in einem Modelllager den Lernprozess im frühen Stadium der Einarbeitung in der Kommissionierung. Das Institut für Angewandte Forschung (IAF/FS2) der Hochschule Pforzheim mit Beteiligung des Instituts für Personalforschung (IfP) evaluiert die Praxiserfahrungen der beteiligten industriellen Anwender hinsichtlich Qualifizierung und Kompetenzentwicklung und analysiert empirisch deren Kommissionierdaten. Es untersucht dabei auch die qualitativen Dimensionen der Lernprozesse, deren Wirkung im fortgeschritteneren Stadium des Lernens noch zu erkennen sind. Durch die Nutzung der im Projekt erarbeiteten Empfehlungen zur Optimierung von Lernprozessen sollen dem Anwender Kostenersparnisse und Flexibilitätssteigerungen ermöglicht werden. Diese Vorteile ergeben sich u. a. aus der Optimierung und Standardisierung von Anlernprozessen bzw. aus dem effizienten Einsatz von Zeitarbeit, Job-Rotation und Springern in intralogistischen Prozessen. Ausgehend vom geringer Automatisierungsgrad sowie von den knappen Personal- und IT-Ressourcen bei KMU wird prognostiziert, dass insbesondere der Mittelstand von den Projektergebnissen profitiert.

Zur Erleichterung und Beschleunigung des Transports von Gütern und Produkten ist der Einsatz von Elektrohängebahnen (EHB) in der Industrie bereits verbreitet. Diese sind i. d. R. schienengebunden und beinhalten einzeln angetriebene Fahrzeuge, wobei das zugehörige Schienensystem an den gewünschten Förderverlauf sowie die benötigte Förderleistung angepasst ist. Änderungen des Schienenverlaufs sind nur mit aufwendigen Maßnahmen möglich. Abhilfe schafft ein hochflexibles „ultraleichtes Elektrohängebahnsystem“ (uEHB-System), in dem sich eine akkubetriebene Transporteinheit auf Seilen anstatt auf Schienen bewegt. Das System soll dabei für Lasten bis 20 kg geeignet sein. Die Transporteinheit übernimmt komplett die Aufgabe der logistischen und mechanischen Steuerung, wodurch im System enthaltene Verzweigungsmöglichkeiten (Weichen, Kreuzungen usw.) lediglich passiv wirken und von der Transporteinheit verstellt werden. Änderungen im System gehen dadurch mit erheblich weniger Aufwand einher, wodurch das Konzept eine enorme Flexibilität und Anpassungsfähigkeit verspricht. Das Forschungsvorhaben zielt auf die Entwicklung und Untersuchung des Konzepts in Bezug auf Flexibilität, Anpassungsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und Sicherheit ab. Zur Erreichung des Ziels soll mit anerkannten Systemen der Produktentwicklung gearbeitet werden, die die Schritte Situationsanalyse, Problemanalyse, Konzeptentwicklung und Lösungsfindung sowie die Realisierung und Evaluation des Konzeptes beinhalten. Am Ende des Projektes existiert ein evaluierter Demonstrator. Dabei soll das System eine höhere Flexibilität als herkömmliche Modelle, einen niedrigeren Aufwand bei Systemänderungen, ein vollständig autark agierendes Transportsystem sowie einen wirtschaftlichen Vorteil in Bezug auf Anschaffung, Betrieb und Wartung aufweisen. Der Nutzen für KMU ist vielfältig. So dient es hauptsächlich der beschleunigten Beförderung leichter Komponenten, kann aber auch modifizierte Funktionen übernehmen, wie Überwachungsaufgaben durch die Ausstattung mit einer Kamera. Die vergleichsweise niedrigen Anschaffungs- und Installationskosten sind dabei vor allem für KMU sehr attraktiv. Auch eine zeitlich vorübergehende Installation des Systems birgt einen Kostenvorteil.

Die termingerechte Fertigstellung, Lieferung und Inbetriebnahme einer Anlage ist ein entscheidender Wettbewerbsfaktor für den kundenindividuellen Anlagenbau der Unikat- und Kleinserienfertigung. Bei der Planung neuer Projekte kann das erworbene Wissen des Managements und der Fachplaner allerdings nicht 1:1 übertragen werden, da die Parameter und insbesondere die Dauer der logistischen Prozesse von dem jeweils zu betrachtenden Bauteil abhängig sind. Aus diesem Grund schätzt man heute nur grob diese Prozessdauern ab und plant kostspielige Zeitpuffer ein. Den meisten KMU dieser Branche fehlt es an einer praktikablen Methodik, um exakte Terminplanungen für die Prozesse vorzunehmen und eine hohe Planungsqualität zu erreichen. Hier setzt dieses Vorhaben an. Die Methodik soll basierend auf historischen Projektdaten mittels Datenanalysen und Expertenwissen Prognosemodelle schaffen, um eine abgesicherte Schätzung der Dauer logistischer Prozesse durchführen zu können. Eine derartige Methode, die deutlich zur Risikominimierung bei der Projektplanung beiträgt, existiert heute nicht. Zur Konzeption der Methodik werden die in der Unikat- und Kleinserienfertigung vorhandenen Logistikprozesse klassifiziert und allgemeingültig über ihre Parameter beschrieben, die wiederum in quantifizierbare Wirkzusammenhänge zur Prozessdauer gestellt werden. Ein Methodenbaukasten stellt um Expertenwissen ergänzte Datenanalysemethoden zur Verfügung, die zur Prognose der Prozessdauern basierend auf historischen Daten genutzt werden und die Güte der Prognose zu einem gegebenen Signifikanzniveau ermitteln. Diese Prognosen bilden die Grundlage für eine anschließende simulationsgestützte Absicherung des Gesamtprojektplans. Eine formalisierte Vorgehensmethodik erlaubt die unternehmensspezifische Adaption des Methodenbaukastens. Der wissenschaftliche Anspruch liegt in der Konzeption der Methodik zur korrekten Ableitung des Expertenwissens und der validen Quantifizierung der Prozessparameterwerte.

Die erhöhte Zugriffshäufigkeit sowie Tendenzen zum Outsourcing von Logistiktätigkeiten und zunehmender Betrieb durch Investoren führt zu neuen Herausforderungen bei der Bewertung und Planung von Lager-, Kommissionier- und Transporteinrichtungen (LKT-Einrichtungen). Diese Herausforderungen bestehen insbesondere in einem ständig wechselnden Portfolio an zu Lagernden, zu kommissionierenden und zu transportierenden Gütern. Ziel des beantragten Forschungsprojekts ist die Entwicklung einer Methode zur integrierten Bewertung und Planung von LKT-Einrichtungen vor dem Hintergrund notwendiger Ausprägungen von Wandlungsfähigkeit und Automatisierungsgrad. Weiterhin soll die Entwicklung eines systematischen Vorgehens zur Bestimmung des notwendigen Grades an Wandlungsfähigkeit und Automatisierung von LKT-Einrichtungen anhand von Produkteigenschaften, wie z. B. Abmessungen, und Rahmenbedingungen, wie z. B. Häufigkeit der Änderung des zu lagernden Produktportfolios erfolgen. Zuletzt erfolgt die Zusammenführung der Ergebnisse in einer Methode zur integrierten Bewertung und Planung für Lager-, Kommissionier- und Transporteinrichtungen sowie deren Validierung. Diese soll dem Anwender eine Zusammenstellung an Lagereinrichtungen vorschlagen, welche den optimalen Grad an Wandlungsfähigkeit und Automatisierung aufweist. Produzierende KMU und Logistikdienstleister können mithilfe der zu entwickelnden Methode eine höhere Planungssicherheit in Bezug auf die Investitionen in neue LKT-Einrichtungen erzielen. Hierdurch wird langfristig die Wettbewerbsfähigkeit deutscher KMU gesichert, indem das Anlagekapital optimal eingesetzt wird. Investoren und Kapitalgeber können durch die Anwendung der Methode verschiedene Projekte bewerten und durch die Auswahl des Projekts mit einer angepassten Lagereinrichtung langfristig die Rendite sichern.

Die Herausforderungen für die Durchführung von Logistikdienstleistungen in Städten nehmen vor dem Hintergrund des durch Urbanisierung und Digitalisierung veränderten Nachfrageverhaltens, der Verlagerung der Logistikeinrichtungen an die Stadtränder und der strengeren gesetzlichen Auflagen, wie Lieferzeitbeschränkungen und Umweltzonen, weiter zu. Besonders für kleine und mittelständische Logistikdienstleister (KM-LDL), welche eine verhältnismäßig geringe Finanzkraft besitzen, aber regional stark verbunden sind, wird diese Entwicklung zu einer Bedrohung, da sie aus ihrem regionalen Umfeld verdrängt werden und sich nicht ständig an die neuen Anforderungen anpassen können. Ein Lösungsansatz für KM-LDL ist der Aufbau von Kooperationen, um die Chancen im urba-nen Raum nutzen zu können. Bisher gibt es kaum systematische Konzepte urbaner Logistikkooperationen insbesondere für KM-LDL als Orientierung. Viele kooperative Konzepte für die städtische Logistik wurden auf Grund mangelnder Wirtschaftlichkeit eingestellt. Ein wesentlicher Erfolgsfaktor für Kooperationen ist folglich in der Gestaltung des Preismodells, mit einer geeigneten Vergütungsart und Risikoteilung sowie den zugehörigen Rahmenbedingungen für die Verträge, zu sehen. Während die Vorteile einer Kooperation über Effizienzgewinne nachvollziehbar aufgezeigt werden können, scheitern viele Kooperationen z. B. auf Grund der opportunistischen Ausnutzung von Informationsasymmetrien der Beteiligten. Das Preismodell muss somit Mechanismen beinhalten, die durch eine gezielte Anreizwirkung zu einer Harmonisierung der Ziele führen. Das Projektziel ist, ein Preismodell für den kooperativen Betrieb von urbanen logistischen Einrichtungen mit zugehöriger Distribution durch KM-LDL zu identifizieren. Das Ergebnis soll die Ausgestaltung einer Ertragsmechanik als Referenz für den Betrieb von ULF sein. Die KM-LDL erhalten mit dem webbasierten Leitfaden ein systematisches Hilfsinstrument für die Ausgestaltung eines Preismodells.

Zur Erleichterung und Beschleunigung des Transports von Gütern und Produkten ist der Einsatz von Elektrohängebahnen (EHB) in der Industrie bereits verbreitet. Diese sind i. d. R. schienengebunden und beinhalten einzeln angetriebene Fahrzeuge, wobei das zugehörige Schienensystem an den gewünschten Förderverlauf sowie die benötigte Förderleistung angepasst ist. Änderungen des Schienenverlaufs sind nur mit aufwendigen Maßnahmen möglich. Abhilfe schafft ein hochflexibles „ultraleichtes Elektrohängebahnsystem" (uEHB-System), in dem sich eine akkubetriebene Transporteinheit auf Seilen anstatt auf Schienen bewegt. Das System soll dabei für Lasten bis 20 kg geeignet sein. Die Transporteinheit übernimmt komplett die Aufgabe der logistischen und mechanischen Steuerung, wodurch im System enthaltene Verzweigungsmöglichkeiten (Weichen, Kreuzungen usw.) lediglich passiv wirken und von der Transporteinheit verstellt werden. Änderungen im System gehen dadurch mit erheblich weniger Aufwand einher, wodurch das Konzept eine enorme Flexibilität und Anpassungsfähigkeit verspricht. Das Forschungsvorhaben zielt auf die Entwicklung und Untersuchung des Konzepts in Bezug auf Flexibilität, Anpassungsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und Sicherheit ab. Zur Erreichung des Ziels soll mit anerkannten Systemen der Produktentwicklung gearbeitet werden, die die Schritte Situationsanalyse, Problemanalyse, Konzeptentwicklung und Lösungsfindung sowie die Realisierung und Evaluation des Konzeptes beinhalten. Am Ende des Projektes existiert ein evaluierter Demonstrator. Dabei soll das System eine höhere Flexibilität als herkömmliche Modelle, einen niedrigeren Aufwand bei Systemänderungen, ein vollständig autark agierendes Transportsystem sowie einen wirtschaftlichen Vorteil in Bezug auf Anschaffung, Betrieb und Wartung aufweisen. Der Nutzen für KMU ist vielfältig. So dient es hauptsächlich der beschleunigten Beförderung leichter Komponenten, kann aber auch modifizierte Funktionen übernehmen, wie Überwachungsaufgaben durch die Ausstattung mit einer Kamera. Die vergleichsweise niedrigen Anschaffungs- und Installationskosten sind dabei vor allem für KMU sehr attraktiv. Auch eine zeitlich vorübergehende Installation des Systems birgt einen