Intelligente Lagerplatzvergabe bei hoher Artikeldynamik

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Intelligente Lagerplatzvergabe bei hoher Artikeldynamik"

Arthur Ursler
vor 8 Jahren
Abrufe

1 Intelligente Lagerplatzvergabe bei hoher Artikeldynamik EULOG 2012, 10. Mai, 2012 DI (FH) Monika Kofler, FH OÖ Kontakt: DI (FH) Monika Kofler Heuristic and Evolutionary Algorithms Lab (HEAL) Studiengang Software Engineering FH OÖ Studienbetriebs GmbH Softwarepark Hagenberg/Austria hagenberg.at Web:

Algorithms Lab (HEAL) Studiengang Software Engineering FH OÖ Studienbetriebs GmbH Softwarepark 11

2 Themen 1. Vorstellung Forschungspartner 2. Einfluss von Lagerplatzvergabe auf Kommissionierung 3. Lagerorganisationsgrad über die Zeit 4. Angrenzende Problemstellungen 2

3 Themen 1. Vorstellung Forschungspartner 2. Einfluss von Lagerplatzvergabe auf Kommissionierung 3. Lagerorganisationsgrad über die Zeit 4. Angrenzende Problemstellungen 3

4 Josef Ressel Zentrum Heureka! Forschungsgruppe 4 Professoren 7 Doktoranden Bachelor und Master Studenten Forschungsschwerpunkte Problemmodellierung Prozessoptimierung Datenbasierte Strukturidentifikation Optimierung im Produktions und Logistikumfeld Algorithmenentwicklung / Algorithmenanalyse Wissenschaftliche Partner Heureka! Konsortium 4

Forschungsschwerpunkte Problemmodellierung Prozessoptimierung Datenbasierte

5 Rosenbauer International AG weltweit führender Hersteller von Feuerwehrfahrzeugen Sortiment kommunale Löschfahrzeuge, Hubrettungsgeräte Flughafen und Industriefahrzeuge Löschsysteme Ausrüstung Kennzahlen 2011 über Mitarbeiter Umsatz von 541,6 m Bisher größter Auftrag: Rosenbauer liefert Feuerwehrfahrzeuge im Wert von 245 m nach Saudi Arabien Standort Leonding Konzernzentrale größte Produktionsstätte des Konzerns zwei Logistikzentren 5

6 Themen 1. Vorstellung Forschungspartner 2. Einfluss von Lagerplatzvergabe auf Kommissionierung 3. Lagerorganisationsgrad über die Zeit 4. Angrenzende Problemstellungen 6

7 Optimierungspotential im Lager Wegzeit bis zu 50% der Gesamtbearbeitungszeit eines Kommissionierauftrags Ziel: Einlagerung der Waren nach einer Vorschrift, welche die Wegzeiten beim Kommissionieren minimiert

8 IST: Lagerplatzvergabe in Warehouse Management Systemen Einschränkung: Direkte Optimierung der Lagerplatzvergabe nach Wegzeit aufwändig Gängige Einlagerungsstrategien: Zufälliger Lagerplatz Einlagerung nach Umschlag und Zugriffshäufigkeit COI Regel ( Cube per order index ): positioniert schwere, sperrige Teile und Teile mit großer Zugriffshäufigkeit in Bodennähe Schnellläuferzone berücksichtigen Teileaffinität nicht 8

Einlagerung nach Umschlag und Zugriffshäufigkeit COI Regel ( Cube per order index ): positioniert

9 Beispiel: Teileaffinität Teile, die oft gemeinsam bestellt/kommissioniert werden, bezeichnet man als affin. Gängigster Handschuh: über 800x kommissioniert Einsatzhandschuh (andere Größen) Schnürstiefel Einsatzstiefel Schlupfstiefel Helm 300 Teile, die nur genau 1x gemeinsam mit dem Einsatzhandschuh kommissioniert wurden 9

Gängigster Handschuh: über 800x kommissioniert Einsatzhandschuh (andere Größen)

10 Was ist eine gute Lagerbelegung? Ziele: Teileaffinität: Oft gemeinsam kommissionierte Teile sollen nahe beieinander liegen Entnahmehäufigkeit: Häufig entnommene Teile sollen in günstigen Lagerzonen liegen Sicherheit/Effizienz: Minimierung der Verletzungsgefahr; Vermeidung von Stausituationen Kundenzufriedenheit: Gewährleistung FIFO, Vermeidung von Verwechslungen 10

Entnahmehäufigkeit: Häufig entnommene Teile sollen in günstigen Lagerzonen liegen

11 Vorgehensweise: Modellierung Praxis 1. Ausgangssituation Logistikzentrum bei Fa. Rosenbauer, Standort Leonding Zentrales Know How: komplexe, nach Kundenanforderungen gebaute Löschsysteme und Feuerwehrfahrzeuge Große Teilevielfalt im Lager Hohe Auslastung Materialversorgung der Produktion als Engpass Forschung 2. Modellierung und Optimierung Welche Teile/Produkte werden oft gemeinsam benötigt? Mathematische Modelle / Datenmodelle zur Abbildung Heuristische Optimierung Praxis 3. Validierung / Visualisierung Validierung der Ergebnisse gemeinsam mit Domänenexperten Einsatz von Simulationsmodellen Einführung in die Praxis 11

Lager Hohe Auslastung Materialversorgung der Produktion als Engpass Forschung 2.

12 Metaheuristiken Metaheuristiken Intelligente Suchverfahren Problemunabhängig Fokussieren Suche auf interessante Bereiche des Lösungsraums Kompromiss: Rechenzeit vs. Qualität der Lösung Gute Lösungen für komplexe Aufgabenstellungen Müssen für konkrete Aufgabenstellungen konfiguriert werden Herausforderungen Auswahl eines geeigneten Verfahrens Tuning Hybridisierung Suche nach der Nadel im Heuhaufen 12

Qualität der Lösung Gute Lösungen für komplexe Aufgabenstellungen Müssen für konkrete

13 HeuristicLab Open Source Optimierungsumgebung HeuristicLab Entwicklung durch die Forschungsgruppe seit 2002 Basis der wissenschaftlichen Tätigkeiten (Forschung, Projekte, Lehre) permanent 2 bis 7 Entwickler (Aufwand ca. 10 Mannjahre) 2. Platz: Microsoft Innovation Award 2009 Release HeuristicLab 3.3 im Mai 2010 mit GNU GPL Motivation und Ziele Generizität (Umsetzung beliebiger Optimierungsalgorithmen und Optimierungsprobleme) breite Basis an bereits vorhandenen Algorithmen und Problemen Graphische Benutzerschnittstelle zur interaktiven Entwicklung von Optimierungsverfahren Flexible Architektur zur Verteilung und Parallelisierung von Algorithmen (Multi Core, Cluster, Grid) Infrastruktur: Hardware Research cluster (seit März 2006) mit 14 Kernen Dell Blade System (seit Jänner 2009) mit 112 Kernen Laborrechner am Campus Hagenberg 13

3 im Mai 2010 mit GNU GPL Motivation und Ziele Generizität (Umsetzung beliebiger Optimierungsalgorithmen und Optimierungsprobleme) breite Basis an bereits vorhandenen Algorithmen und Problemen

14 Optimierte Lagerbelegung Vogelperspektive Hochregallager: Die orange markierten Regale enthalten Teile, die oft gemeinsam kommissioniert werden Ausgangsbelegung: Fragmentierte Lagerung Optimiert: Fast alle affinen Teile in einer Gasse Front Ansicht einer Regalreihe Ausgangsbelegung: Häufig kommissionierte Teile teilweise hoch oben im Regal Optimiert: Positionierung in Abhängigkeit von der Entnahmehäufigkeit (oft benötigt unten) 14

Teile in einer Gasse Front Ansicht einer Regalreihe Ausgangsbelegung: Häufig kommissionierte Teile teilweise

15 Wie optimal sind die Ergebnisse wirklich? Lagerplatzvergabe nach Entnahmehäufigkeit/Teileaffinität nicht immer ideal Routing Strategie, Layout, Bestellungscharakteristika und Lagerlatzvergabe sind gekoppelt Bei großen Aufträgen Traverse durch gesamtes Lager ohnehin notwendig Wechsel Routingstrategie Wechsel Lagerplatzvergabe Lastausgleich, sonst gegenseitige Blockierung der Kommissionierer 15

Layout, Bestellungscharakteristika und Lagerlatzvergabe sind gekoppelt Bei großen Aufträgen

16 Simulationsmodell Ist die Kommissionierung bei optimierter Belegung auch wirklich schneller? Simulationsmodell Umgesetzt mit AnyLogic TM Tests mit Replikationen, um stochastische Effekte abzufangen Ergebnisse Rosenbauer: Wegstrecke pro Tag um bis zu 1.85km reduziert ( 7%) Blockierzeiten: 18% Mittlere Bearbeitungszeit / Kommissionierauftrag: 8.5 minuten ( 35%) 16

Simulationsmodell Umgesetzt mit AnyLogic TM Tests mit Replikationen, um stochastische

17 Themen 1. Vorstellung Forschungspartner 2. Einfluss von Einlagerungsstrategien auf Kommissionierung 3. Lagerorganisationsgrad über die Zeit 4. Angrenzende Problemstellungen 17

18 Theoretisches Potential Effizienzsteigerung 98% ABER: Sehr aufwändig, komplettes Lager umräumen! UND: Saisonale Schwankungen, Produktlebenszyklus etc. 18

19 Lagerorganisationsgrad über die Zeit: Einfluss der Einlagerungsstrategie 20% 7% 35% Wechsel der Einlagerungsstrategie 19

20 Lagerorganisationsgrad über die Zeit: Einfluss der Einlagerungsstrategie 20% 7% 35% Effiziezsteigerung durch Umräumaktion verpufft bei falscher Einlagerungsstrategie schnell 20

21 Lagerorganisationsgrad über die Zeit: Einfluss der Einlagerungsstrategie 20% 7% 35% Zahlt sich die Umlagerung aus? 21

22 Umlagerungen: Wie viele zahlen sich aus? Nur die komplett falsch liegenden Materialien umlagern, dafür häufiger. 22

23 Strategie Rosenbauer Optimierte Einlagerungsstrategie Bei jedem Wareneingang Optimierung gekoppelt an ERP System Liefert bei Wareneingang Vorschläge für Lagerplatz Zulagerung neuer Lagerplatz Verdichtungsaufträge Täglich bei freien Kapazitäten Teile mit mehreren Lagerplätzen verdichten Umlagerungsaufträge 1x pro Woche bzw. nach Bedarf Umlagerung von Teilen, deren Charakteristika sich geändert haben Fazit? Herbst 2012 nach Integration in ERP System 23

24 Themen 1. Vorstellung Forschungspartner 2. Einfluss von Lagerplatzvergabe auf Kommissionierung 3. Lagerorganisationsgrad über die Zeit 4. Angrenzende Problemstellungen 24

25 Integrierte Fragestellungen Transportbedarfe Einlagerung, Transportlosbildung Und Wegoptimierung Validierung über Simulation Lager plus innerbetrieblicher Transport Laufendes Projekt: Josef Ressel Zentrum Heureka! Dynamische Einlagerungsstrategien Automatische Transportlosbildung Reduktion von Leerfahrten 25

26 Angrenzende Problemstellungen Anwendungsszenarien: Transport und Tourenplanung (in der Beschaffungs, Produktions & Distributionslogistik) Standort und Layoutplanung Reihenfolgeplanung / Scheduling für Produktions und Kundenaufträge Optimierung des Lagermanagements Lösen eines Optimierungsproblems mit mehreren Zielen, etwa im Hinblick auf Auslastung, Lagerbestand, Termintreue, Rüstkosten etc. Referenz Projekte: Rüstkostenoptimierung auf Biegemaschinen (Trumpf Maschinen Austria), Brammenlogistik (voestalpine), Mehrmaschinenplanung (Rosenbauer), Optimierung Hochregallager (Rosenbauer), Nachhaltige Produktionsplanung (ASMA) uvm. 26

27 Kontakt und weitere Informationen Leiter Forschungsgruppe: Prof.(FH) Priv. Doz. DI Dr. Michael Affenzeller FH OÖ Fakultät für Informatik, Kommunikation und Medien Heuristic and Evolutionary Algorithms Lab (HEAL) Softwarepark 11, A 4232 Hagenberg e mail: michael.affenzeller@fh hagenberg.at Web:

Ähnliche Dokumente

Wie fördert Industrie 4.0 Ihr Business? Was Sie über die Zukunft des Warenflusses vermutlich noch nicht wissen

Wie fördert Industrie 4.0 Ihr Business? Was Sie über die Zukunft des Warenflusses vermutlich noch nicht wissen Was Sie über die Zukunft des Warenflusses vermutlich noch nicht wissen - Physical Internet: Material wird wie Information - Lässt sich die Logik des Internets auf die physische Welt übertragen? - Werden