Lehrstuhl für Förder- und Lagerwesen

Permanent URI for this collection

http://hdl.handle.net/2003/109

Browse

Now showing 1 - 14 of 14

Verlässliche Identifikation logistischer Entitäten anhand inhärenter visueller Merkmale
(2025) Rutinowski, Jérôme; Kirchheim, Alice; Müller, Emmanuel
Im industriellen Umfeld und insbesondere in der Logistikbranche ist die Kenntnis über den Aufenthaltsort von Gütern und die Möglichkeit der Identifikation ebenjener von großem Nutzen. Sofern diese Informationen erhoben werden, geschieht dies durch die Nutzung extrinsischer Merkmale, wie etwa Barcodes. Jedoch sind häufig kostengünstige Entitäten, wie etwa Paletten, bislang nicht serialisiert und können somit nicht über ihren Lebenszyklus verfolgt werden. Die Serialisierung dieser Entitäten anhand ihrer inhärenten visuellen Merkmale bringt jedoch erhebliche Vorteile hinsichtlich der Nachverfolgbarkeit und Prozessoptimierung mit sich. Die dadurch gewonnene Prozesstransparenz wiederum stärkt das Vertrauen in sonst intransparente Vorgänge. Diese Promotionsschrift befasst sich deshalb mit der Bearbeitung der beiden folgenden Forschungsziele: Das erste Forschungsziel dieser Arbeit ist die Identifikation logistischer Entitäten anhand ihrer inhärenten visuellen Merkmale. Hierbei sollen geeignete logistische Entitäten ausgewählt und entsprechende Datensätze erstellt werden. Anschließend werden verschiedene Identifikationsmethoden auf die Datensätze angewendet und verglichen. Das zweite Forschungsziel ist die erstmalige Definition und anschließende Quantifikation des Begriffs der Verlässlichkeit im Maschinellen Lernen im Allgemeinen und des Identifikationsverfahrens im Spezifischen. Es wird eine Definition des Begriffs basierend auf seinen Komponenten, die aus der relevanten Literatur deduziert werden, entwickelt und eine geeignete Quantifikationsmetrik erarbeitet. Zuletzt werden die erstellten Datensätze qualitativ evaluiert und die Identifikationsmethoden anhand ihrer Prädiktionsgenauigkeit bemessen. Es wird weiterhin ein industrienahes Szenario der Identifikation zur Evaluation der Umsetzbarkeit des Verfahrens umgesetzt. Wiederum werden die Definition und Quantifikationsmetrik der Verlässlichkeit anhand ihrer Reliabilität in der Nutzung von Experten evaluiert.
Managing logistics in sport: a comprehensive systematic literature review
(2023-08-04) Pott, Christoph; Spiekermann, Christian; Breuer, Christoph; ten Hompel, Michael
Logistics and sport management are part of the globalized economy and interdisciplinary fields of science. Sporting events necessitate enormous logistical efforts by aiming to deliver certain tasks and materials at an exact time and a specific place in suitable quantity and quality. However, sport logistics not only is involved in the precise execution of events but deals with a wide range of topics. Sporting goods are transported along the supply chain to customers with economic objectives, stadium evacuation simulations are carried out using algorithms that originate in transportation logistics, and sport clubs are confronted with logistical issues both on their game days and during the rest of the year. A systematic literature review was undertaken to provide clarity regarding previous scientific endeavors and to offer orientation for interested practitioners. The authors propose a theoretical framework—the sport logistics triangle—that draws on the academic disciplines of logistics management and sport management and allows to classify all sport logistics activities. An in-depth categorization scheme and ten topic clusters illustrate how sport logistics has been studied thus far. Implications and research opportunities are elaborated for practitioners and scholars. The survey clearly underlines both the importance of sport logistics and its neglection in academics.
The self-perception and political biases of ChatGPT
(2024-01-22) Rutinowski, Jérôme; Franke, Sven; Endendyk, Jan; Dormuth, Ina; Roidl, Moritz; Pauly, Markus
This contribution analyzes the self-perception and political biases of OpenAI’s Large Language Model ChatGPT. Considering the first small-scale reports and studies that have emerged, claiming that ChatGPT is politically biased towards progressive and libertarian points of view, this contribution is aimed at providing further clarity on this subject. Although the concept of political bias and affiliation is hard to define, lacking an agreed-upon measure for its quantification, this contribution attempts to examine this issue by having ChatGPT respond to questions on commonly used measures of political bias. In addition, further measures for personality traits that have previously been linked to political affiliations were examined. More specifically, ChatGPT was asked to answer the questions posed by the political compass test as well as similar questionnaires that are specific to the respective politics of the G7 member states. These eight tests were repeated ten times each and indicate that ChatGPT seems to hold a bias towards progressive views. The political compass test revealed a bias towards progressive and libertarian views, supporting the claims of prior research. The political questionnaires for the G7 member states indicated a bias towards progressive views but no significant bias between authoritarian and libertarian views, contradicting the findings of prior reports. In addition, ChatGPT’s Big Five personality traits were tested using the OCEAN test, and its personality type was queried using the Myers-Briggs Type Indicator (MBTI) test. Finally, the maliciousness of ChatGPT was evaluated using the Dark Factor test. These three tests were also repeated ten times each, revealing that ChatGPT perceives itself as highly open and agreeable, has the Myers-Briggs personality type ENFJ, and is among the test-takers with the least pronounced dark traits.
Beitrag zur Selbstorganisation in der Intralogistik
(2023) Detzner, Peter; Ten Hompel, Michael; Bondorf, Steffen
In der Natur existieren viele dezentral organisierte Systeme. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist eine Insektenkolonie, bei dem jedes Insekt die ihm lokal verfügbaren Informationen für eine eigene Handlung oder für die Interaktion mit anderen Insekten verwendet. Gemeinsam arbeiten diese an komplexeren, globaleren Zielen der Kolonie. Es entsteht eine Emergenz auf Basis von einfacher Interaktion. Hieraus ergibt sich Frage, weshalb die Intralogistik und der darin enthaltene Materialfluss bisher nicht dezentral organisiert sind. Denn die immer komplexer werdenden materialflusstechnischen Abläufe benötigen neue Ansätze, damit sie idealerweise effizient gelöst werden können. Ein möglicher Ansatz hierfür ist eine Erhöhung der Autonomie der einzelnen Teilnehmer, die konsequente Dezentralisierung der Prozesse und insbesondere der Kommunikation. Somit muss neben der Interaktion der Teilnehmer auch die Kommunikation zwischen diesen auf der Organisationsebene betrachtet werden. In der vorliegenden Dissertation wird ein Konzept für einen selbstorganisierenden Materialfluss vorgestellt und umgesetzt. Grundlage hierfür ist eine konsequente Modularisierung, was zu einer Dezentralisierung eines monolithischen Systems führt. Dabei wird die Gesamtintelligenz des Systems aufgeteilt und auf seine Teilnehmer verteilt. Konkret bedeutet dies, dass der Materialfluss mithilfe einer domänenspezifische Sprache beschrieben und formalisiert wird. Aufbauend hierdrauf erfolgt eine Virtualisierung des Materialflusses, sodass eine eigenständige Entität entstehen kann, welche mit Fahrerlosen Transportfahrzeugen in Verhandlung tritt und sich über die zu leistenden Transportaufträge abstimmt. Gemeinsam verfolgen alle Teilnehmer das globale Ziel der (effizienteren) Abarbeitung von Transportaufträgen und tragen somit zur Selbstorganisation in der Intralogistik bei. Die eingeführte Selbstorganisation hat allerdings auch einen Einfluss auf die Kommunikation. Denn mit der Erhöhung der Autonomie, wie in der Natur zu beobachten, steigt der Bedarf zur Synchronisation der Teilnehmer und daher auch der Kommunikationsaufwand. Dies hat zur Folge, dass die Kommunikation mit der Anzahl an Teilnehmern skalieren muss. Hierfür wird die inhärente Fähigkeit zur Kommunikation der Teilnehmer ausgenutzt, um ein dezentral organisiertes Kommunikationsframework auf Basis einer nullbalancierten, vollständigen Baumstruktur zu entwickeln. Unter Verwendung eines quelloffenen Simulationsframeworks für Rechnernetze wird das dezentral organisierte Kommunikationsframework und seine Bestandsteile analytisch und simulativ ausgewertet. Anhand zweier Anwendungsfällen wird die Anwendbar- und Machbarkeit das Konzepts eines selbstorganisierenden Materialflüssen in der Intralogistik gezeigt und die aus der Interaktion der Teilnehmer entstandene Kommunikation unter Verwendung des dezentral organisierten Kommunikationsframeworks evaluiert.
Zur innerbetrieblichen Logistik - Axiomatik und Betrachtung als kinodynamisches System
(2022) Roidl, Moritz Johannes; Ten Hompel, Michael; Rehof, Jakob
Der Anspruch zeitgemäßer Logistikforschung ist die Modellierung ihrer Herausforderungen und Probleme aus logistischer Sicht. Dabei ist die Betrachtung von Einzelproblemstellungen aus Perspektive der beteiligten Disziplinen und Fachbereiche zu überwinden, um zu einer übergeordneten Theorie zu finden, die anwendungsunabhängige Gültigkeit besitzt. Ein erster Schritt zu diesem Ziel wird in dieser Promotionsschrift durch die erstmalige Definition einer Axiomatik der Logistik versucht. Zentrale Zielstellung dieser Arbeit ist die Entwicklung eines allgemein- gültigen Verfahrens kinodynamischer Bewegungsplanung im idealen logistischen Raum auf Basis der Axiomatik. Die zu schließende Forschungslücke ergibt sich aus der Erkenntnis, dass für das durch den idealen logistischen Raum repräsentierte idealisierte Förderwesen bislang kein solches Verfahren existiert. Ein Herausstellungsmerkmal des neuen Verfahrens ist die Verwendung eines kontinuierlichen Weltmodells, das sich von bereits etablierten gitterbasierten Ansätzen durch die Berücksichtigung kinodynamischer Zwangsbedingungen abgrenzt. Das Schließen der Forschungslücke ermöglicht eine prinzipiell vollständige Beschreibung logistischer Bewegungsplanung. Das entwickelte Verfahren wird anhand eines neuartigen Transportrobotersystems für hochdynamische Sortieranwendungen validiert. In diesem Zuge wird das Konzept des Cyberphysischen Zwillings definiert. Damit einher geht die Konzeptionierung eines Versuchsfelds für die Entwicklung Cyberphysischer Zwillinge sowie der experimentelle Nachweis, dass ein schwarmbasiertes Sortiersystem mit diesem Verfahren leistungsfähiger ist als ein aktuelles Hochleistungssortiersystem mit Stetigfördertechnik.
An approach towards decentralization of systems communication in Industry 4.0
(2020) Ramachandran Venkatapathy, Aswin Karthik; Ten Hompel, Michael; Paradiso, Joseph A.
Decentralization of system communication of Industry 4.0 is the main thesis, where different types of system type topologies (Centralized, Distributed, and Decentralized) are explored. With the different topologies, the importance of systems decentralization in the context of logistics is explored for a socially networked industry. A socially networked industry is a hierarchical network of systems that collaborate and execute tasks with optimizations performed at every network level. To develop such a networking paradigm, decentralization is necessary, unfortunately it is not possible to provide the same strategies for all communicating systems. Therefore, the heterogeneous systems in logistics are classified broadly into two systems types based on the available communication data bandwidth and energy constraints. Upon classifying the systems into low power, low data-rate systems and high power, high data-rate systems, networking architecture for decentralized communication are developed. Two decentralized networking concepts are developed as part of this research work called the Decentralized Brains and the DezCom Context Broker, which is deployed in the industrial research facility of FLW, TU Dortmund. A sensor floor with 345 low power wireless sensor nodes is used to develop and evaluate the performance of Decentralized Brains, and a multi-robot system along with servers deployed in a cloud environment was used for analyzing dezCom context broker. Networking flooding primitive and decentralized networking software for low power wireless sensor networks were developed, and the codebase for Decentralized Brains is published. A guide for developing decentralized industrial applications is discussed with the advantages and disadvantages of developing decentralized applications for specific industrial use cases.
Modeling energy supply unit of ultra-low power devices with indoor photovoltaic harvesting
(2020) Masoudinejad, Mojtaba; Ten Hompel, Michael; Benini, Luca
Challenges in the field of logistics have pushed development and integration of cyber-physical systems in these applications. PhyNode as one of these systems has shown promising results for enabling a transportation box with intelligence. However, engineering shortcomings during its development and implementation have shown potential for further research topics. Among them, balancing the Energy Supply Unit (ESU) to avoid periodic battery recharge is the main motivation of this work addressed by its modeling. For a systematic analysis of PhyNode's ESU, two types of models are developed for each of its three modules, including: Indoor photovoltaic harvesting (IPV), power management device and the battery. First type of models are computationally lightweight for on-board monitoring implementation. In contrary, system level detailed models are more advanced and computationally intensive. They are used to properly dimension the hardware or optimize the operational process during system design phase. At first IPV devices are analyzed extensively to highlight their differences from solar applications. In addition to the development of a high precision measurement platform for measurement of IPV behavior, collected data is used for model development. Due to wide range of signals, a normalized space is introduced in addition to guidelines for model's parameters estimation. Moreover, a new evaluation criteria is suggested enabling comparison of model's performance in different environmental situations. A battery measurement setup is introduced for analyzing battery with ultra-low power loads. In addition to the comparison of different battery identification methods, effect of aging on the battery performance has been analyzed. By measurement of PhyNode's load, both developed models are evaluated showing error less than 0.5% on estimation of the models' output. Furthermore, internal structure of power management device designed for ultra-low power applications is analyzed. Converter and maximum power point tracking as two main parts of this system are modeled separately. Despite suggestion of a partial model based on physical principles of converter, lack of design information leads to a black-box modeling approach. Therefore, two machine learning based models are developed for these parts. Combined model of them is tested on an evaluation data-set, showing a performance with a RMSE of 1.2%. Finally, a holistic model including all modules builds the overall structure of PhyNode's ESU. This model is tested with real data from different hardware combinations of PhyNode in action for long time periods showing a MAPE less than 1%. Due to the high accuracy of developed model, it is used for simulation of PhyNode in a real world scenarios. In addition, potentials of holistic model are shown by simulating energy balancing after different changes in either hardware or operational process of PhyNode.
Convolutional neural networks for human activity recognition using body-worn sensors
(2018-05-25) Moya Rueda, Fernando; Grzeszick, René; Fink, Gernot A.; Feldhorst, Sascha; Ten Hompel, Michael
Human activity recognition (HAR) is a classification task for recognizing human movements. Methods of HAR are of great interest as they have become tools for measuring occurrences and durations of human actions, which are the basis of smart assistive technologies and manual processes analysis. Recently, deep neural networks have been deployed for HAR in the context of activities of daily living using multichannel time-series. These time-series are acquired from body-worn devices, which are composed of different types of sensors. The deep architectures process these measurements for finding basic and complex features in human corporal movements, and for classifying them into a set of human actions. As the devices are worn at different parts of the human body, we propose a novel deep neural network for HAR. This network handles sequence measurements from different body-worn devices separately. An evaluation of the architecture is performed on three datasets, the Oportunity, Pamap2, and an industrial dataset, outperforming the state-of-the-art. In addition, different network configurations will also be evaluated. We find that applying convolutions per sensor channel and per body-worn device improves the capabilities of convolutional neural network (CNNs)
Soziotechnische Systemgestaltung in der Intralogistik vor dem Hintergrund digitaler Transformation
(2019) Dregger, Johannes; Ten Hompel, Michael; Hirsch-Kreinsen, Hartmut
Die digitale Transformation beschreibt die fortschreitende Digitalisierung der Gesellschaft. Diese ist auch in der Intralogistik zu beobachten, wo sie sich in Form neuer digitaler Technologien äußert, die maßgeblichen Einfluss auf die Gestaltung der Arbeitssysteme haben. Davon sind insbesondere die damit einhergehenden veränderten oder neuen Formen der Mensch-Maschine-Zusammenarbeit betroffen. Vor diesem Hintergrund befasst sich diese Arbeit mit der zentralen Forschungsfrage, welche Auswirkungen die digitale Transformation auf die zukünftige Gestaltung der Arbeitssysteme der Intralogistik hat. Als personalintensivstem Bereich der Intralogistik betrifft dies in besonderem Maße die Kommissionierung, die als Betrachtungsrahmen dient. Dazu wird methodisch auf den soziotechnischen Systemansatz zurückgegriffen, der auf dem ganzheitlichen Gedanken beruht, dass technologische Veränderungen eines Arbeitssystems mit personellen oder organisatorischen Wechselwirkungen verbunden sind und nicht isoliert betrachtet werden können. Dazu werden zunächst notwendige Grundlagen dargelegt, die die organisatorische und beschäftigungsstrukturelle Charakterisierung der Kommissionierung, die allgemeine digitale Transformation sowie Ansätze ganzheitlicher Arbeitssystemgestaltung umfassen. Der technologische Kern der Arbeit umfasst eine umfassende Analyse der digitalen Transformation in der Intralogistik. Mittels qualitativer Literaturanalyse werden die vier Technologietrends Autonomie, Assistenz, Automatisierung und Vernetzung abgeleitet und deren Entwicklungsstand sowie Potential anhand exemplarischer Zukunftstechnologien analysiert. Der Einfluss der Technologietrends auf die Arbeitssysteme der Intralogistik wird in einem Wirkmodell dargestellt, das ingenieurwissenschaftliche und arbeitssoziologische Ansätze vereint. Durch eine Logistikexpertenstudie werden intralogistische Einflussfaktoren sowie damit verbundene personelle und organisatorische Wechselwirkungen empirisch erhoben. Die soziotechnische Gestaltung zukünftiger Arbeitssysteme der Intralogistik wird schließlich aus einer kombinierten Analyse der technologisch bedingten Änderungen in der Arbeits- und Funktionsteilung, der Beschäftigungsstrukturentwicklung sowie der domänenspezifischen Technologieverbreitung abgeleitet. Dabei wird ersichtlich, dass die digitale Transformation die voranschreitende Polarisierung in der Kommissionierung unterstützt und zukünftig vermehrt Geringqualifizierte beschäftigt werden. Dies betrifft in besonderem Maße den Online-Einzelhandel. Dabei sind jedoch stets die betriebsstrukturellen Bedingungen zu beachten, die die Arbeitssystemgestaltung im Einzelfall beeinflussen können.
Human activity recognition for production and logistics - a systematic literature review
(2019-06-14) Reining, Christopher; Fink, Gernot A.; Ten Hompel, Michael; Niemann, Friedrich; Moya Rueda, Fernando
This contribution provides a systematic literature review of Human Activity Recognition for Production and Logistics. An initial list of 1243 publications that complies with predefined Inclusion Criteria was surveyed by three reviewers. Fifty-two publications that comply with the Content Criteria were analysed regarding the observed activities, sensor attachment, utilised datasets, sensor technology and the applied methods of HAR. This review is focused on applications that use marker-based Motion Capturing or Inertial Measurement Units. The analysed methods can be deployed in industrial application of Production and Logistics or transferred from related domains into this field. The findings provide an overview of the specifications of state-of-the-art HAR approaches, statistical pattern recognition and deep architectures and they outline a future road map for further research from a practitioner’s perspective.
Beitrag zur modellbasierten Bewertung der Komplexität in der Montagelogistik der Automobilindustrie
(2018) Feldhütter, Veronika; Ten Hompel, Michael; Henke, Michael
Die Automobilindustrie wurde in den letzten Jahren durch vielfältige Herausforderungen geprägt, wodurch insbesondere die Logistik aufgrund ihrer Querschnittsfunktion betroffen ist. Globalisierung, verändertes Nachfrageverhalten und eine höhere Marktheterogenität führten zu einer substantiellen Ausweitung der Modellpalette, während sich gleichzeitig, begründet durch eine höhere Marktdynamik, die Entwicklungszyklen drastisch verkürzt haben. Durch die Notwendigkeit immer mehr Modelle in bestehende Werksstrukturen integrieren und deren Versorgung sicherstellen zu müssen, sieht sich vor allem die Logistik mit einem steigenden Komplexitätsniveau konfrontiert. Die Logistiknetzwerke sind heutzutage geprägt durch eine große Anzahl, Vielfalt und Dynamik der Netzwerkpartner. Aufgrund der Größe und des hohen Vernetzungsgrads erscheinen diese Netzwerke unübersichtlich und komplex. Der zunehmende Trend des global sourcings verstärkt diesen Effekt zusätzlich. In den kommenden Jahren wird im Zuge der zunehmenden Bedeutung von Elektromobilität, Digitalisierung und Vernetzung ein weiterer Komplexitätsanstieg erwartet. Es ist bisher jedoch nicht möglich diese Komplexitätszuwächse zu quantifizieren und fundierte Aussagen über deren Auswirkungen auf den Logistikerfolg zu treffen. Daher wird in dieser Arbeit zunächst Transparenz über die komplexitätstreibenden Faktoren in der Montagelogistik geschaffen, um darauf aufbauend eine Bewertungsmethodik für Logistikkomplexität zu entwickeln. Dafür werden zunächst, aufbauend auf einer Literatur-recherche, im Rahmen einer qualitativen Studie leitfadengestützte Experteninterviews durchgeführt, um die relevanten Komplexitätstreiber in der Montagelogistik zu identifizieren sowie Ursache-Wirkungs-Beziehungen zu formulieren. Anschließend werden die vermuteten Zusammenhänge zwischen Komplexitätstreibern und Logistikkennzahlen anhand einer statistischen Kausalanalyse im Rahmen einer Strukturgleichungsmodellierung empirisch überprüft. Darauf aufbauend wird eine Bewertungsmethode zur Operationalisierung von Logistikkomplexität entwickelt und anhand eines Use Cases bei einem deutschen Premium OEM hinsichtlich Praxistauglichkeit und Funktionalität validiert. Die Anwendung der Methodik und die inhaltliche Auseinandersetzung mit dieser ermöglicht es die notwendige Transparenz über Komplexität in der Logistik zu schaffen, diese zu bewerten und dementsprechend Handlungsempfehlungen für ein effektives Komplexitätsmanagement abzuleiten.
Auslegung von Rutschen an Sorterendstellen
(Jünemann, Reinhardt, 1996-07-01) Böcker, Thorsten; Jünemann, Reinhardt; Bahke, Erich
Sortier- und Verteilanlagen sind die wichtige Elemente von Hochleistungskommissioniersystemen, dabei werden häufig als Rutschen als Sorterendstellen verwendet. Um bei der Planung der Rutschen, die projektspezifisch ausgelegt werden müssen, nicht mehr nur auf Erfahrungswerte und nachträgliche Anpassungen vor Ort zurückgreifen zu müssen, werden in der Arbeit Hilfsmittel entwickelt, die eine konstruktive Gestaltung bereits im Vorfeld ermöglichen. Die Arbeit behandelt die folgenden Fragestellungen und zeigt, dass es möglich ist, Rutschen an Sorterendstellen mit den vorgestellten Berechnungsmethoden auszulegen. 1. Ermittlung der Abhängigkeiten des Reibungsbeiwertes von der Gutgeschwindigkeit und dem Gutgewicht 2. Erarbeitung von Auslegungsverfahren zur Bestimmung der Bahnkurven von Stückgütern an den Endstellenrutschen.
Beitrag zur analytischen Leistungsermittlung von Kommissioniersystemen
(2007-07-06) Sadowsky, Volker; Ten Hompel, Michael; Günthner, Willibald A.
Bei der Planung und Gestaltung moderner Kommissioniersysteme müssen diverse Richtlinien, Restriktionen und Nebenbedingungen eingehalten werden. Dadurch werden die möglichen Realisierungsmöglichkeiten eingeschränkt. In der Regel ergibt sich aber immer noch eine Vielzahl möglicher Varianten, die durch den Planer soweit spezifiziert werden müssen, dass Abschätzungen bezüglich der Investitions- und Betriebskosten des geplanten Systems möglich sind. So muss zum Beispiel in einemWzM-System die Anzahl der erforderlichen Gassen eines AKL bestimmt werden oder die Anzahl der Kommissionierpl ätze und der damit verbundene Personalbedarf. Zur Bestimmung dieser Größen sind im Wesentlichen die Leistungsanforderungen an das zu planende Kommissioniersystem maßgebend. Daher muss der Planer eines Kommissioniersystems die Leistungsfähigkeit der unterschiedlichsten Varianten schnell und unkompliziert ermitteln können. Die Vorgehensweise zur Bestimmung der Leistungsfä- higkeit sollte dabei möglichst mit einem standardisierten Verfahren erfolgen, damit die erzielten Ergebnisse unterschiedlicher Planer für den Kunden vergleichbar sind. Die existierenden Richtlinien zum Thema Kommissionierung bzw. Kommissioniersysteme zeigen ein solches Verfahren nicht auf. In der Literatur wird unter der Berechnung von Kommissioniersystemen ausschließlich die Berechnung von konventionellen Systemen behandelt. Die bekannten Berechnungsverfahren sind dabei auf bestimmte Konstellationen zwischen Auftragsgröße und Lagerlayout beschränkt. Für die Berechnung von Kommissioniersystemen, in denen unterschiedliche förder- und lagertechnische Komponenten zusammenwirken, existiert kein allgemeiner Berechnungsalgorithmus. Die Leistungsermittlung einzelner Komponenten von Kommissioniersystemen werden zwar in der Literatur beschrieben, aber die Beeinflussung der erzielbaren Gesamtleistung durch die Kombination unterschiedlicher Gewerke wird dabei nicht ber ücksichtigt. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war deshalb die Entwicklung eines Berechnungsalgorithmus zur Leistungsbestimmung beliebiger Kommissioniersysteme sowie die Erstellung eines Berechnungsverfahrens für MzW-Systeme, das die bestehenden Einschränkungen existierender Lösungsansätze auslöst. Um diese Ziele zu erreichen, wurden zunächst die existierenden Berechnungsverfahren konventioneller Kommissioniersysteme analysiert und darauf aufbauend ein neues Berechnungsverfahren entwickelt. Es wurde ein Berechnungsalgorithmus zur Bestimmung der Systemleistung beliebiger Kommissioniersysteme formuliert, mit dem auch mehrstufige Systeme berechnet werden können. Die bestehenden Berechnungsverfahren für die wichtigsten förder- und lagertechnischen Komponenten eines Kommissioniersystems wurden so weiterentwickelt, dass die erzielten Ergebnisse direkt in den Berechnungsalgorithmus übernommen werden können. Der wissenschaftliche Kern dieser Arbeit besteht in der Entwicklung eines Berechnungsverfahrens für Kommissioniersysteme nach dem Prinzip Mann-zu-Ware, bei dem die Zugriffshäufigkeit eines Artikels bei der Einlagerung berücksichtigt wird. Der Verlauf der Zugriffshäufigkeitüber die Gasse kann durch theoretische Verteilungsfunktionen approximiert werden, die in die Berechnungen einfließen und so die Auswirkungen der Einlagerstrategie bei der Leistungsermittlung berücksichtigen. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass mit einer Approximation der Zugriffshäufigkeit durch eine Exponentialverteilung gute Näherungslösungen zu erzielen sind. Die entwickelten Berechnungsformeln kombinieren dabei Verfahren der Ordnungsstatistik mit der Wahrscheinlichkeitsrechnung, wodurch die einschränkenden Bedingungen bestehender Verfahren aufgelöst werden konnten. Die Validierung des entwickelten Berechnungsverfahrens erfolgte mit Hilfe der Simulation. Als Ergebnis dieser Arbeit liegt erstmals ein durchgängiger Berechnungsalgorithmus für beliebige Kommissioniersysteme vor. Die entwickelten Berechnungsformeln für die Kommissionierung nach dem Prinzip Mann-zur-Ware nehmen für exponentialverteilte Systeme eine so einfache Struktur an, dass die Berechnung mit einfachen mathematischen Mitteln möglich wird. Dadurch ist der Einsatz dieses Berechnungsverfahrens sehr gut für die Praxis geeignet. Die vorliegenden Berechnungsformeln für MzW-Systeme bieten sich ferner dazu an, in eine Planungssoftware integriert zu werden, in der die wegoptimale Kombination aus Gassenanzahl und Wegstrategie durch vollständige Enumeration ermittelt wird. Im Rahmen der Untersuchungen hat sich gezeigt, dass die Auftragsstruktur einen wesentlichen Einfluss auf die Genauigkeit der erzielten Ergebnisse hat. Ziel weiterer Untersuchungen sollte es daher sein, die Auftragsstruktur durch Verteilungsfunktionen zu beschreiben, um so Lageparameter wie die Schiefe und die Kurtosis zu bestimmen. Auf Basis dieser Lageparameter können anschließend Korrekturfaktoren bestimmt werden, die in die Berechnungen einfließen, um so die Güte der berechneten Werte weiter zu erhöhen.
Untersuchungen zum Kraftübertragungsverhalten von Vakuumgreifsystemen für Hohlkörper
(Universität Dortmund, 2002-12-11) Grubba, Max-Axel; Jünemann, Reinhardt; Kreis, Willibald
Untersuchungen zum Kraftübertragungsverhalten von Vakuumgreifsystemen für Hohlkörper In dieser Arbeit wurde der Wirkzusammenhang, das Versagen und das Kraftübertragungsverhalten von Vakuumgreifern analysiert. Zu Beginn der Arbeit wurde ein neuartiges Greifkonzept für Hohlkörper entwickelt. Darauf basierend können Greifsysteme ausgelegt werden, die zum Palettieren bzw. Depalettieren von variierbaren Hohlkörpern in verschiedenen Anordnungen geeignet sind. Das verwendete Greifprinzip ist weitestgehend analog demjenigen der Standardvakuumgreifer. Der wesentliche Prinzipienunterschied ist, dass es unter Belastung bei dem neuen Greifprinzip nicht zu einer Einschnürung der Fläche, an der die Unterdruckkräfte wirken, kommt, solange stabile Hohlkörper ausgewählt werden. Dieser Vorteil unterstützt eine genaue Analyse des Wirkzusammenhangs, wie sie im Rahmen dieser Arbeit an dem neuen Greifkonzept durchgeführt wird. Als Grundlage diente ein aufgestelltes Kräftemodell. Zu seiner experimentellen Überprüfung wurden zwei Versuchsstände entwickelt. Mit diesen konnten sowohl statische als auch dynamische Versuche durchgeführt werden. Kernpunkte der Messungen waren der Leckstrom unter Belastung und die vertikale Abreißkraft, sowie der Grenzdruck bei zentrischer, außermittiger und beschleunigter vertikaler bzw. horizontaler Bewegung. Der Grenzdruck ist derjenige Druck, bei dem das Versagen des Greifsystems beginnt. Die Auswertung der theoretischen Betrachtungen auf Basis des Kräftemodells, im Vergleich mit den experimentellen Ergebnissen, bestätigte die Erfahrungen bei den Standardsaugelementen. In Abhängigkeit der gewählten Randbedingungen existieren Bereiche, wo die theoretischen und praktischen Ergebnisse sehr gut übereinstimmen. Allerdings können bei bestimmten Randbedingungen auch Abweichungen von 50 % und mehr festgestellt werden. Da die zu greifenden Hohlkörper ausreichend stabil gewählt wurden, war eine signifikante Einschnürung des Hohlkörpers an der Kontaktfläche nicht möglich. Die zuvor angesprochenen Abweichungen mussten daher auf andere, noch unbekannte Einflussgrößen zurückgeführt werden. Die Versuchsergebnisse wiesen hierbei einerseits auf die Abdichtung an der Schnittstelle zwischen Greifer und Hohlkörper, andererseits auf die Eigenschaften des Unterdruckerzeugers. Basierend auf weiteren systematischen Überlegungen und Untersuchungen konnte in der Folge gezeigt werden, dass nicht alleine der Druck im Saugraum des Hohlkörpers für das Kraftübertragungsverhalten des Unterdruckgreifsystems entscheidend ist, sondern auch die sogenannte ''minimale Dichtkraft``. Die Dichtkraft als solche ist für die Abdichtung am Greifsystem eine maßgebliche Größe. Die ''minimale Dichtkraft`` ist dabei derjenige Wert , bei der das Gesamtsystem gerade noch stabil ist. Unter Gesamtsystem ist hier der Aufbau aus Hohlkörper, Greifsystem und Unterdruckerzeuger zu verstehen. Im Versagensfall erfolgt konsequenterweise das Lösen eines Hohlkörpers vom Greifer. Ursache ist die Instabilität des Gesamtsystems. In der vorliegenden Arbeit wurden die angesprochenen Wirkzusammenhänge, die Einflussgrößen und das Entstehen der Instabilität des Gesamtsystems genauer analysiert.

Browse

Recent Submissions