Bewertung und Optimierung der Effizienz manueller Tätigkeiten in der Kommissionierung (EfKom) Abschlussbericht. Matthew Russell Stinson.

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1 IFT Institut für Fördertechnik und Logistik Bewertung und Optimierung der Effizienz manueller Tätigkeiten in der Kommissionierung (EfKom) Abschlussbericht Matthew Russell Stinson Tobias Sommer Karl-Heinz Wehking

2 Schlussbericht der Forschungsstelle(n) Institut für Fördertechnik und Logistik, Universität Stuttgart (Forschungsstelle 1) zu dem über die im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages geförderten Vorhaben N Bewertung und Optimierung der Effizienz manueller Tätigkeiten in der Kommissionierung (EfKom) (Bewilligungszeitraum: ) der AiF-Forschungsvereinigung Bundesvereinigung Logistik e.v. Stuttgart, Ort, Datum Dipl.-Wi.-Ing. Tobias Sommer Name und Unterschrift des/der Projektleiter(s) an der/den Forschungsstelle(n) 0910

3 Inhaltsverzeichnis Kurzfassung Einleitung Struktur des Abschlussberichts Motivation Zielsetzung Stand der Technik Grundlagen der Kommissionierung Klassifizierung von Kommissioniersystemen nach der VDI Informationssystem Materialflusssystem Organisationssystem Leistung in der Person-zur-Ware-Kommissionierung Kommissionierzeit Bearbeitungszeit Wegzeit Beurteilung der Kommissionierleistung Kennzahlenerhebung Annäherungsformeln Systeme vorbestimmter Zeiten Data Envelopment Analysis Vorgehensweise AP 1.2: Definition von Kennzahlen zur Bestimmung der Team- und Individualleistung AP 1.3: Erstellung eines Leitfadens zur Kennzahlenerhebung AP 2.1: Datenerhebung und -strukturierung bei Projektpartnern AP 3.1: Analyse und Beschreibung potenzieller Einflussfaktoren AP 4.1: Ableitung von Gesetzmäßigkeiten bei der Gegenüberstellung von erhobenen Kennzahlen

4 4.6 AP 4.2: Bewertung der Team- bzw. Individualleistung AP 5.1: Erstellung eines Demonstrators zur Personaleinsatzplanung AP 5.2: Integration der Basis- bzw. Berechnungsdaten in den Demonstrator AP 6.1: Abgleich Berechnungsdaten mit Realdaten AP 6.2: Anpassung der Vorgehensweise bzw. Methode Beurteilung der Ergebnisse und deren Transfer in die Wirtschaft Auflistung weiterer projektbezogenen Veröffentlichungen und Vorträge Literatur Anhang

5 Kurzfassung Die Zusammenstellung von Artikeln aus einem Sortiment in auftragsbezogene Gruppen wird als die Kommissionierung bezeichnet. In der Produktionslogistik ist die Kommissionierung zur Materialversorgung verschiedener Arbeitsstationen notwendig. In der Distributionslogistik sorgt die Kommissionierung für die Allokation von Teilmengen eines Sortiments zu Kundenbestellungen. Einerseits muss ein Kommissioniersystem hochflexibel sein in Hinsicht auf seine Fähigkeit, eine Vielfalt an Artikeln handhaben zu können. Anderseits muss ein Kommissioniersystem in der Lage sein, sich an dynamischen Kapazitätsanforderungen anzupassen. Primär aus diesen Gründen prägen manuelle Tätigkeiten die meisten Kommissionierprozesse. Eine individuelle Leistungsbeurteilung der Kommissionierer bspw. ausschließlich anhand der Anzahl der Entnahmen pro Stunde ist unzureichend, da weitere Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung unberücksichtigt bleiben: Ist das Artikelsortiment stark heterogen, ist anzunehmen, dass die individuellen Artikelmassen und -volumina den mit der Bearbeitung eines Kommissionierauftrags verbundenen Aufwand beeinflussen. Ebenfalls ist davon auszugehen, dass die für unterschiedliche Kommissionieraufträge zurückzulegenden Distanzen einen Einfluss auf die Kommissionierleistung ausüben. Bisher fehlt eine quantitative Analyse solcher Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung sowie deren Betrachtung bei der mitarbeiterindividuellen Leistungsbeurteilung in der Praxis. Auch die operative Personaleinsatzplanung in der Person-zur-Ware-Kommissionierung mit beträchtlichen Unsicherheiten verbunden. Die Bestimmung der benötigten Personalkapazität für die Abarbeitung eingegangener Kommissionieraufträge basiert grundsätzlich auf Schätzungen von erfahrendem Lagerpersonal. Dies kann zu erheblichen Personalengpässen oder zu Überkapazitäten in der Kommissionierung führen. Die Möglichkeit des systematischen Einsatzes der Kommissionierer anhand ihrer individuellen Leistungsmerkmale ist aktuell nicht gegeben. Am Forschungsprojekt EfKom waren das Institut für Fördertechnik und Logistik (IFT, Forschungsstelle 1) und das Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement (IAT, Forschungsstelle 2) beteiligt. Das vorliegende Dokument befasst sich in erster Linie mit der Vorgehensweise der Forschungsstelle (FS) 1. Im Forschungsvorhaben wurden u. a. bisher unzureichend analysierte Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung in Person-zur-Ware- Systemen ausführlich untersucht. Anhand von mitarbeiterspezifischen Regressionsanalysen wurden die entsprechenden Zusammenhänge kommissioniersystem- sowie mitarbeiterspezifisch quantifiziert. Darauf aufbauend wurde eine Methode zur Optimierung der operativen Personaleinsatzplanung und individueller, ganzheitlichen Leistungskontrolle in der Kommissionierung entwickelt. Schließlich wurde die Methode in einen praxistauglichen Demonstrator integriert. Die Forschungsziele wurden erreicht. 3

6 1 Einleitung 1.1 Struktur des Abschlussberichts Der vorliegende Abschlussbericht dokumentiert die Forschungsziele, Vorgehensweise und Ergebnisse des Instituts für Fördertechnik und Logistik (IFT) der Universität Stuttgart, die im Rahmen des Forschungsvorhabens EfKom als Forschungsstelle (FS) 1 fungiert hat. Ein getrennter Abschlussbericht des Instituts für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement (IAT) schildert die Aktivitäten der FS 2. Ausgehend von der im Kapitel 1 kurz geschilderten Projektmotivation und Zielsetzung wird in den Kapiteln 2 und 3 der Stand der Technik zum Projektstart dokumentiert und dabei einige Defizite hervorgehoben, die unter Berücksichtigung der im Abschnitt 1.1 dargestellten Zielsetzung behoben werden sollten. Dabei steht die mitarbeiterspezifische Leistungsbewertung in der Person-zur-Ware-Kommissionierung anhand von Kennzahlen im Mittelpunkt. Im Kapitel 4 wird die Vorgehensweise der FS 1 chronologisch nach Arbeitspaketen (AP) beschrieben. Die Forschungsergebnisse werden zusammengefasst sowie die Zielerreichung des Forschungsprojekts im Kapitel 4 beurteilt. 1.2 Motivation Die Logistik versteht sich als die marktorientierte integrierte Planung, Gestaltung, Durchführung und Kontrolle des gesamten Material- und Informationsflusses sowohl innerhalb eines Unternehmens als auch zwischen einem Unternehmen und dessen Zulieferern sowie Kunden. Dabei hat die Logistik die Zielsetzung, die richtigen Artikel in der richtigen Menge und Qualität zum richtigen Zeitpunkt zu möglichst geringen Kosten zu liefern. 1 Das resultierende Spannungsfeld liegt allen Optimierungsbestrebungen in der Logistik zu Grunde: maximales Service-Niveau vs. minimale Kosten. 2 Die Logistik umfasst inter- und intralogistische Prozesse. Interlogistische Prozesse, auch als Transportvorgänge bezeichnet, werden von der Beförderung von Gütern über längere Distanzen per Straßen-, Schienen, Wasser- und Luftverkehr oder durch Pipelines zwischen einem Versender und einem Empfänger charakterisiert. 3 Die Intralogistik umfasst sowohl die Organisation, das Management 1 Vgl. Schulte (2009), S Vgl. Jünemann (1989), S. 18; Koether (2007), S. 94; Pfohl (2010), S Vgl. Mangan et al. (2012), S

7 sowie die Durchführung und Optimierung der innerbetrieblichen Material- und Informationsflüsse als auch die Handhabung von Gütern in der Industrie, im Handel und in der Öffentlichkeit. 4 Transporte stellen Brücken zwischen intralogistischen Prozessketten dar. Dabei fungieren die Prozesse Wareneingang und Warenausgang als Schnittstellen zwischen intra- und interlogistischen Aktivitäten. Im Rahmen des Business-to-Customer (B2C)-Versands werden die Transportvorgänge beim Endverbraucher statt beim nächsten Wareneingang beendet. Die entsprechende Prozesskette wird in Abbildung 1 dargestellt. Abbildung 1: Die Logistik-Prozesskette 5 Den Kern der Intralogistik-Prozesskette stellt die Kommissionierung dar. Ziel der Kommissionierung ist nach der VDI 3590 aus einer Gesamtmenge von Gütern (Sortiment) Teilmengen auf Grund von Anforderungen (Aufträge) zusammenzustellen. 6 Kommissioniersysteme werden eingesetzt, um u. a. Produktionssysteme mit Material zu versorgen, Kundenaufträge zu erfüllen, sowie Waren umzuschlagen innerhalb von Cross-Docking-Systemen. Die Kommissionierung ist maßgebend in der Bestimmung des Servicegrades in einem Distributionszentrum. Zudem ist die Kommissionierung der Logistikprozess mit den höchsten Personalkosten. Aus diesen zwei Gründen ist die Kommissionierung oft das Objekt von Optimierungsprojekten in der Praxis. 7 Logistikkosten umfassen durchschnittlich 7% bzw. 16% der Gesamtkosten eines Industrieunternehmens bzw. Handelsunternehmens. 8 Dabei stellen die Lagerhaltungs- und Kommissionierkosten 29% der Logistikkosten dar. 9 Unter Umständen kann dieser Kostenanteil viel 4 Vgl. Forum Intralogistik (2013). 5 Vgl. Koether (2012), S Vgl. VDI (1994), S Vgl. ten Hompel et al. (2011), S Vgl. Straube & Pfohl (2008), S Vgl. Klinkner & Straube (2005), S

8 höher sein mit bis zu 55% der Gesamtkosten. 10 werden in Abbildung 2 aufgeführt. Die typischen jeweiligen Logistik-Kostenanteile Betrieb von IT- Systemen 8% Qualitätskontrolle 6% Planung und Verwaltung 25% Transport 32% Lagerung und Kommissionierung 29% Abbildung 2: Logistik-Kostenanteile 11 Manuelle Tätigkeiten dominieren die meisten Kommissioniersysteme. Gründe hierfür sind die Fähigkeit des Menschen, Probleme kreativ zu lösen sowie seine Flexibilität und geringe Investitionskosten. 12 Heterogene Arbeitsinhalte stellen besonders hohe Flexibilitätsanforderungen an Kommissioniersysteme. Zu diesen Anforderungen zählen die Handhabung von Artikeln mit unterschiedlichen Massen und Dimensionen bzw. Volumina sowie der Ausgleich volatiler Kapazitätsschwankungen. Es ist deshalb oft schwierig, technisch nicht möglich und/oder unwirtschaftlich, Kommissionierprozesse zu automatisieren. 13 Aus diesen Gründen ist der aktuelle Automatisierungsgrad in Kommissioniersystemen gering. 14 Die manuelle Person-zur-Ware-(PzW)- Kommissionierung stellt somit die bedeutsamste Form der Kommissionierung dar, bei welcher die Kommissionierer in Rundgängen zur Ware gehen, die vom Kommissionierauftrag spezifizierten Artikel manuell entnehmen, und diese Teilmengen anschließend abgeben, i. d. R. an einer Kommissionierbasis. Kommissioniersysteme mit einem hohen Anteil an manuellen Tätigkeiten weisen einige charakteristische Eigenschaften bzw. typische Stärken und Schwächen gegenüber hochautomatisierten Kommissioniersystemen auf: Automatisierte Kommissioniersysteme erzielen grundsätzlich mehr Entnahmen pro Stunde mit weniger Kommissionierfehlern als manuelle Systeme. Jedoch ist in den meisten Kommissioniersystemen nach wie vor der hohe Anteil an manuellen Tätigkeiten nicht 10 Vgl. Tomkins et al. (2003), S Vgl. Klinkner & Straube (2005), S Vgl. Berger & Koether (2011), S. 350; Koether (2012), S. 141; Pfohl (2010), S Vgl. ten Hompel & Schmidt (2003), S Vgl. Emmet (2005), S. 97; Günther & Tempelmeier (2003), S. 288; Martin (2011), S

9 wegzudenken. 15 Die wesentlichen Vor- und Nachteile von manuellen Person-zur-Ware- Kommissioniersystemen werden im Folgenden aufgelistet: Vorteile: minimale technische Anforderungen, einfache Organisation mit oder ohne IT, kurze Durchlaufzeiten, hoher Flexibilitätsgrad hinsichtlich der Fähigkeit, schwankende Kapazitätsanforderungen auszugleichen, Fähigkeit, Sortimentsheterogenität in Bezug auf u. a. Artikelmassen und -volumina handzuhaben sowie alle Kommissionierauftragsarten, z. B. Teil- und Eilaufträge, können gleichzeitig abgearbeitet werden. Nachteile: Das Zurücklegen von Wegstrecken nimmt viel Zeit in Anspruch, insbesondere in großen Lagerhallen, Regalsysteme können nicht so hoch gebaut werden wie bei regalbediengerätunterstützten Kommissioniersystemen möglich ist, ein Reservelager kann bei hohen Beständen notwendig sein sowie der Nachschub muss umgehend nach dem erschöpfenden Griff eines Artikels erfolgen. Um dieses Problem zu minimieren, können Artikel jeweils zwei Lagerorte nebeneinander belegen (Flip-Flop-Verfahren), jedoch vergrößert sich der Platzbedarf sowie die Wegstrecken entsprechend. 16 Die Leistungsbewertung automatisierter Kommissioniersystemen kann teilweise anhand von technischen Daten der eingesetzten Geräte erfolgen, insbesondere bei Stetigförderern. Alternativ können praxisbewährte Methoden zur Leistungsberechnung eingesetzt werden, um z. B. bei Unstetigförderern die Spielzeiten zu berechnen und daraus die theoretische Leistung abzuleiten. 17 Auch Simulationssoftware ermöglicht die aufwandsarme, präzise Abbildung intralogistischer Systeme mit integrierten Leistungsberechnungsfunktionen. Die Leistungsbeurteilung manueller Person-zur-Ware-Kommissioniersysteme, insbesondere die Bewertung der individuellen Mitarbeiter, lässt sich jedoch nur schwer realisieren. Zur Berechnung von Prozesszeiten manueller Tätigkeiten werden vorzugsweise statistisch abgesicherte Systeme 15 Vgl. Bito GmbH (2012), S. 2.7; Koether (2012), S Vgl. Arnold et al. (2008), S Zur Berechnung der Leistung von stapler- und regalbediengerätbedienten Lagern siehe z. B. VDI 2391 bzw. FEM

10 vorbestimmter Zeiten, insbesondere Methods-Time Measurement (MTM) oder REFA, herangezogen. Jedoch fand die Anwendung solcher Methoden in der Kommissionierung aufgrund der Auftragsheterogenität keine breite Anwendung. Insbesondere für KMU stellen die aufwendigen Prozessanalysen, die von geschultem, ggf. externem Personal vollständig durchgeführt und bei Prozessänderungen aktualisiert werden müssen, einen erheblichen Kostenaufwand dar. Siepenkort wendete 2013 im Rahmen seiner Dissertation das Data-Envelopment-Analysis (DEA)- Verfahren in der Person-zur-Ware-Kommissionierung an, um die Leistungsgrade der individuellen Mitarbeiter möglichst ganzheitlich zu bewerten. Anhand mehrerer Kennzahlenschichten wird nach Siepenkort pro Kommissionierer ein Effizienzwert zwischen 0 und 1 gebildet. Diese Methode ist nützlich zur umfassenden Leistungskontrolle der Kommissionierer anhand von gängigen Kennzahlen. Sie ist jedoch nicht geeignet zur Berechnung von Kommissionierzeiten und daher nur begrenzt einsetzbar in der Personaleinsatzplanung. 1.3 Zielsetzung Die übergeordnete Absicht des Forschungsvorhabens EfKom war es, Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung in Person-zur-Ware-Systemen zu identifizieren und beschreiben. Diese waren mitarbeiterbezogen zu erheben, um eine Basis zur Optimierung der Personaleinsatzplanung in der Kommissionierung zu schaffen. Die Hypothese wurde aufgestellt, dass die Mitarbeiter in der Kommissionierung unterschiedliche Stärken und Schwächen aufweisen und deshalb entsprechend ihrer Leistungsprofile optimal eingesetzt werden können. Dabei wurde eine Minimierung der Auftragsdurchlaufzeiten angestrebt, jedoch auch eine mitarbeitergerechte Optimierung der Arbeitsbelastung. Aus den individuellen Leistungsanalysen der Kommissionierung sollten gezielte Trainingsmaßnahmen abzuleiten sein. Mittels der im Rahmen des Forschungsprojekts erhobenen Kennzahlen wurden zu diesem Zweck individuelle Leistungsprofile der Mitarbeiter systematisch erstellt. Die Nutzung der unterschiedlichen Fähigkeiten von Mitarbeitern bzw. Teams, wurde bisher nicht wissenschaftlich untersucht. Dieses würde seitens Arbeitgeber und Arbeitnehmer jedoch die Effizienz in der Kommissionierung steigern sowie die notwendige Transparenz zur ganzheitlichen, objektiven Leistungsbeurteilung der Mitarbeiter schaffen. Durch die Offenlegung der individuellen Leistungsgrade in der Kommissionierung sollte die Motivation der Mitarbeiter gesteigert werden, in dem jeder Kommissionierer für seine eigene Leistung verantwortlich ist statt nur für einen undefinierten Teil der Gesamtleistung. Die o.g. Methoden zur Messung der Individual- bzw. Teamleistung waren in einen MICROSOFT EXCEL-basierten Demonstrator zu integrieren, um eine optimierte Personaleinsatzplanung vornehmen 8

11 zu können. Die Entscheidung zur Nutzung von EXCEL liegt in der weiten Verbreitung dieser Softwareanwendung, insbesondere bei KMU. Der Demonstrator stellt das Bindeglied zwischen wissenschaftlichen Methoden und der Praxisanwendung dar und musste daher möglichst transparent und bedienerfreundlich gestaltet werden. Die zielgerichtete Mitarbeiter- bzw. Teamzuordnung zu Kommissionieraufträgen anhand von für den einzelnen bzw. das Team prädestinierten Auftragsparametern stellt hierbei den Mehrwert für das Unternehmen dar, da die vorhandene Ressource Mensch auch zum Nutzen des Mitarbeiters effizienter zugeordnet werden kann. Die Integration der Methode in bestehende Planungs- und Steuerungssoftware sowie deren Weiterentwicklung durch z. B. die am Projekt beteiligten Software- Spezialisten, war vom Projektanfang an gewollt. 9

12 2 Stand der Technik 2.1 Grundlagen der Kommissionierung Schultes Definition der Logistik ähnelt der Kommissionierung, die in Kapitel 1 gegeben wurde: Kommissionieren beinhaltet das Zusammenstellen bestimmter Teilmengen (Artikel) aus einer bereitgestellten Gesamtmenge (Sortiment) auf Grund von Bedarfsinformationen. Hierbei erfolgt eine Umwandlung von einem lagerspezifischen in einen verbrauchsspezifischen Zustand. 18 Von Borries und Fürwentsches geben folgende funktionsbezogene Definition der Kommissionierung: Das Kommissionierlager dient vornehmlich der Sortierfunktion. Die Einheiten verlassen den Bereich nicht in dem Zustand (in der Zusammensetzung), in dem sie eingegangen sind. Zwischen Ein- und Ausgang findet eine mengen- und/oder artmäßige Umformung (Sortierung) statt. 19 Aufbauend auf der letzteren Definition kann gesagt werden, dass beschaffene Güter artikelbezogen eingelagert werden und im Rahmen der Kommissionierung auftragsspezifischen Gruppen zugeordnet werden. Diese verlassen das Lager in zahllosen Zusammenstellungskombinationen und in schwankenden Mengen. 20 Kommissioniervorgänge können unter Umständen einfache Holprozesse darstellen, wenn ganze Lagereinheiten kommissioniert werden müssen. 21 Die Kommissionierung ist der Kernprozess der Distributionslogistik und zur Materialversorgung generell auch in der Produktionslogistik notwendig (vgl. Abschnitt 1.1). Es können aber auch weitere wertschöpfende Tätigkeiten in Kommissionierprozesse integriert werden, z. B. der Einsatz kundenspezifischer Verpackung, Auskunft über den Kundenbestellungsstatus und Qualitätskontrollen. Nach Schwarting sind die grundlegenden Funktionen der Kommissionierung folgende: 18 Schulte (2009), S Vgl. von Borries & Fürwentsches (1976), S Vgl. Heiserich et al. (2011), S. 69f. 21 Vgl. Arnold et al. (2008), S

13 Allokation der Bedarfsinformation in Form von Kommissionieraufträgen, Allokation von Artikelgruppen, Kontrollierte Entnahme der benötigten Artikelmengen vom Bestand, Systematische Bewegung zu den relevanten Lagerorten und Rückkehr zur Kommissionierbasis sowie Übergabe der spezifizierten Artikelmengen an das entsprechenden nachgelagerten System und die Erfassung der Aktivitäten. 22 Die im Abschnitt 1.1 behandelten sechs Rs der Logistik können grundsätzlich auf die Kommissionierung übertragen werden: Die Kommissionierung soll die richtige Artikelgruppe mit den richtigen Artikeln in den richtigen Mengen und Qualität zu möglichst geringen Kosten an den entsprechenden Kunden oder nachgelagerten Prozess liefern. 23 Zusätzliche Anforderungen an Kommissioniersysteme können die Erreichung eines vorgegebenen Durchsatzniveaus, die Realisierung von kurzen Reaktionszeiten oder die Unterschreitung einer maximalen Kommissionierfehlerrate sein. 24 Reaktionszeitanforderungen in der Pharmabranche können zwischen 20 und 45 Minuten betragen. 25 Kommissionierfehler werden generell unter einer von vier Typen klassifiziert: Typfehler, Mengenfehler, Auslassfehler und/oder Qualitätsfehler. Diese Fehlertypen, deren jeweiligen ungefähren anteiligen Ausmaßen in der Praxis sowie Beispiele, werden in Tabelle 1 dargestellt. 22 Vgl. Schwarting (1986), S Vgl. Wannenwetsch (2009), S Vgl. Heiserich et al. (2011), S Vgl. Jünemann & Schmidt (2000), S

14 Fehlertyp Anteiliges Auftreten Beispiel Typfehler 40% Kommissionierer entnimmt fälschlicherweise Artikel Y, der sich neben dem vom Auftrag spezifizieren Artikel X. Mengenfehler 45% Kommissionierer scannt die erste Entnahmeeinheit des Artikels X 10 mal (vom Auftrag spezifizierte Menge), entnimmt fälschlicherweise jedoch nur 9 Artikel. Auslassfehler 10% Mitarbeiter kommissioniert Position Y, durchstreicht aber fälschlicherweise Position X auf seiner Pickliste. Qualitätsfehler 5% Artikel fällt bei der Entnahme auf den Boden und wird beschädigt. Kommissionierer merkt dies nicht und kommissioniert den Artikel. Tabelle 1: Übersicht der Kommissionierfehlertypen 26 Die in der Kommissionierung eingesetzte Technologie ist maßgebend für die Leistung des Arbeitssystems. Ein entscheidender Faktor ist, ob mit oder ohne Beleg kommissioniert wird, da das Entfallen vom Papier ein erhebliches Zeiteinspar- und Qualitätsverbesserungspotenzial. 27 Teil- und vollautomatisierte Kommissioniersysteme erzielen i. d. R. höhere Durchsätze und begehen dabei weniger Kommissionierfehler. 28 Jedoch muss bei der Planung von Kommissioniersystemen eine Abwägung zwischen Leistungsfähigkeit, Flexibilität, Investitions- und Betriebskosten stattfinden. Nur in Kommissioniersystemen mit stetig hohen Auftragsmengen und einer hohen Artikelhomogenität können die erheblichen Investitionskosten eines automatisierten Kommissioniersystems gerechtfertigt werden. Deshalb werden manuelle Tätigkeiten in der Kommissionierung noch einige Jahre eine zentrale Rolle spielen. 29 Kommissioniersysteme sind in der Produktion i. d. R. den Produktionsprozessen direkt vorgelagert, die Material in schwankenden Mengen bzw. Kombinationen verbrauchen. In der Distributionslogistik befinden sich Kommissioniersysteme grundsätzlich unmittelbar materialflussaufwärts vom Warenausgang und dienen zur Zusammenstellung von Kundenaufträgen für den Versand. 30 Es entsteht 26 Vgl. Dullinger (2005), S ; Günthner & Rammelmeier (2012), S ; Lolling (2003), S Vgl. Heiserich et al. (2011), S ; Koether (2007), S Vgl. Martin (2011), S Vgl. Arnold & Furmans (2007), S. 213; Schulte (2009), S Vgl. Günther & Tempelmeier (2003), S

15 eine Prozesskette, die entsprechend in eine beispielhafte Kommissionierprozesskette untergliedert werden kann (vgl. Abbildung 3). Wareneingang Produktion Lagerung Kommissionierung Verpackung Warenausgang Auftragsbeginn Bewegung zum Entnahmeort Entnahme Bewegung zum Abgabeort Auftragsabgabe Abbildung 3: Kommissionierprozesskette 31 Es soll an dieser Stelle angemerkt werden, dass zusätzliche Lager- und Kommissionierprozesse zwischen dem Wareneingang und der Produktionslogistik integriert werden könnten, wenn Materialien nicht just-in-time an die Produktion geliefert werden. Auch Kontrollpunkte und verschiedene Sortiertätigkeiten könnten in den Kommissionierprozess eingefügt werden. Kontrollvorgänge in Form von z. B. Auto-ID, wiegen oder manueller Bestätigung finden sich häufig innerhalb und zwischen den Prozessgliedern der Makro-Kette. Die Elemente eines Kommissioniersystems sind nach Schulte folgende: Kommissionierlager, Transportmittel, Menschen sowie Kommissionieraufträge. Dabei erfüllt das Kommissionierlager die Präsenzfunktion, nach der die benötigten Artikel auf Vorrat gehalten werden und nachgefüllt werden können, ggf. von einem Reservelager. Transportmittel in der Kommissionierung umfasst Stetig- und Unstetigförderer wie z. B. Förderbänder bzw. Regalbediengeräte. Diese Geräte dienen dazu, entnommene Artikel nachzufüllen, manuelle Tätigkeiten zu unterstützen, Bereitstelleinheiten in Kleinladungsträger (KLT) zu den Kommissionierern und zurück zum Lagerort zu bringen in der Ware-Zur-Person-Kommissionierung und abgearbeitete Aufträge weg zu fördern. Menschen können auf einer bis drei Ebenen eines Kommissioniersystems arbeiten. Zu den Aufgaben in der (1) Disposition zählen die Personaleinsatzplanung, Gestaltung von Prozessschnittstellen und die 31 Vgl. Schulte (2009), S

16 Bestimmung von Auftragssequenzregeln. (2) Controlling- und Überwachungstätigkeiten sind u. a. die Initialisierung der Kommissionierung, Statuskontrollen und die Behebung von Fehlern. Menschen können ebenfalls an der (3) physischen Bearbeitung der Kommissionieraufträge beteiligt sein, in deren Rahmen Bestände überwacht und nach Bedarf nachgefüllt werden sowie Kommissionieraufträge erfüllt werden, ggf. auch verpackt, und zur nächsten Station gebracht werden. Kommissionieraufträge spezifizieren welche und wie viele Artikel entnommen werden. Zusätzliche Informationen, die Kommissionieraufträge enthalten können, sind z. B. ob ein Auftrag als eilig klassifiziert werden soll sowie kundenspezifische Verpackungsinstruktionen. Dabei kann ein Auftrag einer Kundenbestellung entsprechen (auftragsbezogen), einem Teil einer Kundenbestellung (z. B. artikelorientiert) oder einer Gruppe von mehreren Kundenbestellungen (z. B. zonenparallel), in Abhängigkeit von der Prozessorganisation des Kommissioniersystems Klassifizierung von Kommissioniersystemen nach der VDI 3590 Die VDI 3590 bietet ein Rahmengerüst, mit dem Kommissioniersysteme unter Berücksichtigung umfangreicher Variablen systematisch beschrieben werden können. Diese Richtlinie definiert folgende drei Teil-Systeme innerhalb des Makro-Kommissioniersystems: Informationssystem, Materialflusssystem sowie Organisationssystem Informationssystem Das Informationssystem umfasst alle Informationen, die zur Durchführung der Kommissioniertätigkeiten notwendig sind. Im Folgenden werden die wesentlichen Elemente des Informationssystems beschrieben sowie ein morphologischer Kasten zur Klassifikation eines Kommissioniersystems vorgestellt. Ein Auftrag wird von einem Arbeitssystem oder Kunden flussaufwärts vom Kommissionierprozess generiert und spezifiziert zumindest die benötigten Artikel sowie deren Bestellmengen. Ein Auftrag kann direkt erfüllt werden, in dem er z. B. in ausgedruckter Form an einen Kommissionierer zur Bearbeitung gegeben wird. 32 Vgl. Schulte (2009), S

17 Eine Kommissionierliste ist ein physisches Dokument oder eine Datei, anhand dessen der Kommissionierer Teilaufträge, Aufträge oder Auftragsgruppen abarbeitet. Ein Kundenauftrag kann unter Umständen direkt als Kommissionierliste verwendet werden. Eine Kommissionierliste kann zusätzliche auftragsspezifische Informationen enthalten wie z. B. die Lagerorte der Artikel, Klassifizierung von manchen Aufträgen als eilig oder zerbrechlich und die Anzahl der benötigten Kommissionierbehälter oder Kartons für einen Rundgang. Picklisten können umstrukturiert werden, um z. B. die Kommissionierreihenfolge unter Berücksichtigung der Wegstrecken zu optimieren oder um die parallele Kommissionierung mehrerer Aufträge zu vereinfachen. In solchen Fällen kann die Kommissionierliste dem Kommissionierer digital oder als Ausdruck präsentiert werden. Eine Auftragsposition spezifiziert die Information, die zur Entnahme eines Artikels in der Kommissionierliste benötigt werden, z. B. den Lagerort, die entsprechenden Entnahmemengen und möglicherweise artikelspezifischen Instruktionen. Die VDI 3590 bietet hierzu ein morphologisches Klassifikationssystem, die in Tabelle 1 zusammengefasst wird. Tätigkeit Varianten Vorbereitung der Kommissionierung Auftragserfassung manuell manuell/automatisch automatisch Auftragsvorbereitung Teilauftrag Einzelauftrag Auftragsgruppen keine manuell manuell/automatisch automatisch Auftragsweitergabe ohne Beleg eine Position mit Beleg mehrere Positionen Durchführung der Kommissionierung Bestätigung pro Entnahme pro Position pro Kommissionierliste manuell manuell/automatisch automatisch Tabelle 1: Morphologischer Kasten zur Klassifizierung des Informationssystems 33 Dabei bezieht sich die Auftragserfassung auf den Eingang der Aufträge in das Kommissioniersystem. Hier werden die Artikel und ihre entsprechenden Entnahmemengen vom Kunden oder nachgelagerten Arbeitssystem spezifiziert. Aufträge können manuell, halbautomatisch oder vollautomatisch übermittelt werden, z. B. per Telefon, per manueller Eingabe über ein Web-Portal oder mittels eines automatischen Bestellverfahrens, welches i. d. R. durch die Unterschreitung eines Mindestbestandniveaus ausgelöst wird. Die Auftragsvorbereitung gibt vor, ob Aufträge z. B. in Teilaufträge aufgeteilt werden, um die parallele Abarbeitung mehrerer Aufträge durch verschiedene Kommissionierer zu ermöglichen. Bei 33 Vgl. VDI (1994), S

18 der Einzelauftragsvariante werden Aufträge direkt in Kommissionierlisten umgewandelt, ggf. mit zusätzlichen Informationen über die Kommissionierpositionen. Mit der Definition von Auftragsgruppen umfassen Kommissionierliste mehrere Aufträge. Die Vorbereitung der Aufträge für die Erstellung der Kommissionierlisten, falls betreffend, kann manuell, halbautomatisch oder vollautomatisch erfolgen z. B. durch die manuelle Erstellung von physischen Kommissionierlisten nach Liefergruppen, halbautomatisch durch Eingabe in ein EDV-System zur Erstellung von Kommissionierlisten oder vollautomatisch anhand einer kontinuierlichen Überwachung der Auslastung in der Kommissionierung. Die Auftragsweitergabe erfolgt mit oder ohne die Ausstellung einer physischen Kommissionierliste an den Kommissionierer. Dies hängt maßgeblich davon ab, ob mobile PCs in der Kommissionierung eingesetzt werden. Sollten z. B. Handheld-Terminals implementiert werden, können dem Kommissionierer einzelne Kommissionierpositionen angezeigt werden, um u. a. die Einhaltung der optimalen Wegstrecke zu gewährleisten sowie Kommissionierfehler zu minimieren. Eine Bestätigung kann pro Entnahme, Position oder Kommissionierauftrag erfolgen. Die manuelle Bestätigung der Fertigstellung eines Kommissionierauftrags kann u. a. durch den Aufschrieb eines Zeitstempels getätigt werden. Oft wird pro Position halbautomatisch bestätigt, in dem der Kommissionierer eine Taste seines mobilen Terminals drückt, um die nächste Position anzuzeigen. Vollautomatische Bestätigung in der Kommissionierung ist zurzeit nicht weit verbreitet, jedoch findet Radio Frequency Identification (RFID) in einzelnen Kommissioniersystemen zur Bestätigung einzelner Entnahmen Anwendung Materialflusssystem Das Materialflusssystem umfasst sechs Teilsysteme. Diese werden im Folgenden aufgeführt: Das Bereitstellsystem macht die zu kommissionierenden Artikel den Kommissionierern zur Entnahme zugängig. Die Bereitstellung ist in der Person-zur-Ware-Kommissionierung generell statisch und wird anhand von Regaltechnik realisiert. Für die Beförderung der Artikel zur Bereitstellung und zum Abgabeort nach der Entnahme ist das Transportsystem verantwortlich. Dabei kann das Transportsystem mehrere Transportmittel implementieren, bspw. Stetig- und Unstetigförderer in Form von Förderbändern und elektrischen Hubwagen. Das Entnahmesystem bestimmt die Methode, nach der die Artikel durch die Kommissionierer von ihren jeweiligen Lagerorten extrahiert werden. 16

19 Die Kernaufgabe des Abgabesystems besteht darin, die vollständig kommissionierten Aufträge an den nachgelagerten Prozess zu übergeben. Das Sammelsystem ist für die Kollektion der Artikel nach der Entnahme und vor der Abgabe verantwortlich. Im Rahmen eines Rücktransportsystems können einzelne Teile, die keinem Kommissionierauftrag zugeordnet werden können, zurück zu ihren jeweiligen Lagerorten zurückgebracht werden. Insbesondere in der Person-zur-Ware-Pick-und-Pack-Kommissionierung (Artikel werden Kundenauftragsspezifisch direkt in Versandkartons abgelegt und diese anschließend versendet) entfällt i. d. R. das Rücktransportsystem. Tabelle 2 fasst anhand eines morphologischen Kastens das Transportsystem nach der VDI 3590 zusammen. Transport der Güter zur Bereitstellung Bereitstellung Bewegung der Kommissionierer zur Bereitstellung Entnahme der Artikel durch Kommissionierer Transport der Güter zur Abgabe Abgabe Rücktransport der angebrochenen Lagereinheiten findet nicht statt eindimensional zweidimensional dreidimensional manuell mechanisch automatisch eindimensional zweidimensional dreidimensional Sammeleinheit findet statt statisch zentral geordnet ein Teil pro Zugriff statisch zentral geordnet findet statt mehrere Teile pro Zugriff findet nicht statt dynamisch dezentral nicht geordnet eindimensional zweidimensional dreidimensional dynamisch dezentral ungeordnet eindimensional zweidimensional dreidimensional manuell mechanisch automatisch Beschickungseinheit Beschickungseinheit Bereitstelleinheit Sammeleinheit Sammeleinheit/ Versandeinheit Entnahmeeinheit Tabelle 2: Morphologischer Kasten zur Klassifikation des Materialflusssystems 34 Die VDI 3590 definiert zusätzlich eine Reihe von Einheiten, in denen sich die Artikel während der Kommissionierung befinden können. Diese werden unten aufgeführt: 34 Vgl. VDI (1994), S

20 Die Lagereinheit beschreibt die Einheit, in der sich die vorrätigen Artikel befinden, die Transporteinheit bezeichnet die Einheit, in der Artikel vor der Bereitstellung und nach der Entnahme befördert werden, die Einheit, in der entnommene Artikel nachgefüllt werden, ist die Beschickungseinheit, die Artikel werden den Kommissionierern in Bereitstelleinheiten zur Kommissionierung vorbereitet, die Entnahmeeinheit bezeichnet die Einheit, in der ein Kommissionierer einen Zugriff betätigt, die Entnahmeeinheiten werden Sammeleinheiten zugeordnet, die z. B. getrennten Kundenaufträgen entsprechen können, schließlich bezeichnet die Versandeinheit die Einheit, in der die kommissionierten Artikel das Kommissioniersystem verlassen. Diese Einheit kann z. B. einer Palette oder einem Karton entsprechen (insbesondere in der Pick-und-Pack-Kommissionierung). 35 Der Transport der Güter zur Bereitstellung bezeichnet das Verfahren, nach dem die Artikel zu ihren jeweiligen Bereitstellorten, i. d. R. Regalplätzen gebracht werden. Im Rahmen der Bereitstellung werden die Artikel den Kommissionierern zur Entnahme präsentiert. In der Person-zur-Ware-Kommissionierung erfolgt dies i. d. R. statisch, in dem die Artikel auf Lagerplätzen in Regalen bereitgestellt werden. In der Person-zur-Ware-Kommissionierung findet die Bewegung der Kommissionierer zur Bereitstellung in einer bis drei Dimensionen statt. Die Kommissionierung in einer einzigen Kommissioniergasse entspricht dabei eindimensionaler Bewegung. Bei mehreren Kommissioniergassen entspricht ein Gassenwechselvorgang der Bewegung in einer zweiten Dimension. Zusätzliche vertikale Bewegung der Kommissionierer zur Bereitstellung mittels bspw. Leiter oder Hebebühne entspricht Bewegung in einer weiteren, dritten Dimension. Kommissionierer können je nach Artikelgrößen, und -massen sowie eigenen Körpereigenschaften (wie Handgröße, Kraft und Übung) pro Entnahmezugriff ein oder mehrere Teile extrahieren. Weitere Faktoren, wie z. B. ob mit handfreier Technologie wie Pick-by-Voice gearbeitet wird, beeinflussen diese Größe. Der Transport der Artikel zur Abgabe bezeichnet die Beförderung der entnommenen Teile zur Abgabe und kann wie bei der Bewegung der Kommissionierer zur Bereitstellung in einer bis drei Dimensionen stattfinden. Die Abgabe bzw. Übergabe der erfüllten Kommissionieraufträge an den nachgelagerten Prozess, z. B. an die Verpackung, erfolgt statisch oder dynamisch. Dabei können die kommissionierten Güter bspw. 35 Jünemann und Schmidt reduzieren die Anzahl der Einheiten in der Kommissionierung auf fünf: Lagereinheit, Bereitstelleinheit, Entnahmeeinheit, Sammeleinheit und Versandeinheit. 18

21 auf einem stationären Wagen oder auf einem Förderband statisch bzw. dynamisch abgelegt werden. Hierbei können die Güter zentral an einem Ort abgegeben werden oder dezentral an verschiedenen Orten, bspw. nach Touren sortiert. Die Güter können im Rahmen einer geordneten Abgabe in einer bestimmten Sequenz und/oder an bestimmten Orten abgegeben werden oder willkürlich im Rahmen einer ungeordneten Abgabe. Zuletzt bezeichnet der Rücktransport angebrochener Ladeeinheiten die Rückführung nicht gebrauchter Teile an ihre jeweiligen Lagerorte und findet i. d. R. nur in der Ware-zur-Person- Kommissionierung statt Organisationssystem Nach der VDI 3590 umfasst das Organisationssystem eines Kommissioniersystems drei Teilsysteme. Diese werden nachfolgend beschrieben. Die strukturelle Organisation bezieht sich auf die Lagerortbestimmungslogik. Es werden eventuell Kommissionierzonen implementiert und dabei werden ggf. folgende Faktoren berücksichtigt: physische Eigenschaften der Artikel, z. B. Masse und Dimensionen, Zugriffshäufigkeiten der Artikel sowie sonstige für die Kommissionierung relevante Eigenschaften der Artikel, z. B. Temperaturanforderungen. Die Prozessorganisation befasst sich mit dem Verfahren, nach dem Kommissionieraufträge in einer oder in mehreren Zonen bearbeitet werden. Die Prozessorganisation umfasst die Kommissionierart sowie die Zonenorganisation. Sie wird maßgeblich von der Auftragsstruktur bestimmt. Die Kommissionierart spezifiziert zum einen ob Kommissionieraufträge auftragsorientiert oder artikelorientiert abgearbeitet werden. Letztere Kommissionierart bedingt ein zweistufiges Kommissionierverfahren, nach dem in einem zweiten Schritt die entnommenen Artikel den entsprechenden Kommissionieraufträgen zugeordnet werden müssen. Dieser Mehraufwand muss mit der durch die artikelorientierte Kommissionierung in der ersten Stufe eingesparten Wegstrecke bzw. Wegzeit abgewogen werden. 36 Wird das Lager in mehrere Zonen aufgeteilt, so bestimmt die Zonenorganisation ob in den verschiedenen Zonen gleichartige oder unterschiedliche Kommissionierprozesse stattfinden. Diese 36 Vgl. Arnold et al. (2008), S

22 Variationen werden als uniforme bzw. gemischte Zonenorganisation bezeichnet. Im letzteren Fall können Faktoren wie Artikelmassen zur Entscheidungshilfe herangezogen werden. 37 Die operative Organisation legt die Reihenfolge der zur Abarbeitung freigegebenen Kommissionieraufträge fest. An dieser Stelle können u. a. die Auftragsgröße (hinsichtlich z. B. der Anzahl Positionen oder Entnahmen), der Kunde oder die Versandart in Betracht gezogen werden. Die VDI 3590 bietet einen morphologischen Kasten zur Klassifizierung des Organisationssystems (vgl. Tabelle 3). Teilsystem Kriterium Varianten Strukturelle Organisation Zonenaufteilung eine Zone mehrere Zonen Prozessorganisation Operative Organisation Sammlung sequenziell simultan Entnahme artikelorientiert auftragsorientiert Abgabe artikelorientiert auftragsorientiert Auftragssteuerung ohne Optimierung mit Optimierung Tabelle 3: Morphologischer Kasten zur Klassifizierung des Organisationssystems 37 Vgl. Gleißner & Möller (2011), S

23 3 Leistung in der Person-zur-Ware-Kommissionierung 3.1 Kommissionierzeit Der Leistungsgrad eines Kommissioniersystems wird i. d. R. als Durchsatz in Form von getätigten Entnahmen, abgearbeiteten Auftragspositionen oder erfüllten Kommissionieraufträgen pro Stunde angegeben. Die Kommissionierleistung stellt eine essenzielle Berechnung zur Lagerplanung dar und kann komplex und/oder unzuverlässig sein, wenn der Anteil der manuellen Tätigkeiten hoch ist. 38 Die Bestimmung der individuellen Komponenten der Kommissioniersystems ob mechanisch oder menschlich sowie die Analyse der wesentlichen leistungsbestimmenden Einflussfaktoren in der Kommissionierung liefert eine Transparenz, die zur Systemplanung und -überwachung notwendig ist. Die Leistungsbeurteilung von automatisierten Kommissioniersystemen kann im einfachsten Fall mittels nachgewiesener Herstellerangaben oder praxisbewährter Formeln durchgeführt werden. In solchen Kommissioniersystemen sind die Geschwindigkeiten und Beschleunigungen entlang der X-, Y- und Z-Achse bekannt, relativ konstant für alle Arbeitszyklen und gelten für alle gleichartigen Geräte im Kommissioniersystem. Anhand dieser und weiterer Angaben können für Unstetigförderer, z. B. für Regalbediengeräte mittels praxisbewährter Berechnungsverfahren die Arbeitsspielzeiten mit einem geringen Aufwand berechnet werden. Aus den Arbeitsspielzeiten kann in automatisierten Systemen die Leistung in Form von Durchsatz abgeleitet werden. 39 Mit benutzerfreundlicher Simulationssoftware ist die Berechnung der Kommissionierleistung auch in der Planungsphase möglich. Da die Spielzeiten für den Durchsatz bzw. den Kommissionierleistungsgrad maßgebend sind, steht die Minimierung der Spielzeiten im Fokus des Managements. 40 In der manuellen Person-zur-Ware-Kommissionierung entsprechen die Kommissionierzeiten den Spielzeiten. Auch hier gilt es, diese möglichst gering zu halten, um einen wirtschaftlichen Betrieb des Kommissionierlagers gewährleisten zu können. Zur Beurteilung der Kommissionierleistung muss eine Arbeitskomponente durch eine Zeitkomponente dividiert werden. Es wird zunächst in diesem Abschnitt auf die Kommissionierzeit eingegangen. Ten Hompel und Sadowsky bieten die in Abbildung 4 dargestellte Unterteilung der Kommissionierzeit. 38 Vgl. Bichler et al. (2010), S Siehe z. B. die FEM-Richtlinie zur Leistungsberechnung von mit Regalbediengeräten ausgestatteten Hochregallagern. 40 Vgl. Martin (2011), S

24 Kommissionierzeit Bearbeitungszeit Wegzeit Basiszeit Totzeit Sortierzeit Basisweg Entnahmezeit Gassenwechselweg Gassenweg Abbildung 4: Unterteilung der Kommissionierzeit in der Person-zur-Ware-Kommissionierung 41 Nach der oben abgebildeten Hierarchie umfasst die Kommissionierzeit zum einen stationäre Tätigkeiten, die an der Kommissionierbasis durchgeführt werden. Die festen Orte, an denen diese Tätigkeiten durchgeführt werden sind i. d. R. die Lagerplätze und die Kommissionierbasis. An der Kommissionierbasis werden neue Aufträge entgegengenommen sowie erfüllte Aufträge abgegeben. Zum anderen beinhaltet die Kommissionierzeit Tätigkeiten, die zur Zusammenführung der Kommissionierer und den zu kommissionierenden Artikeln dienen. 42 In der Person-zur-Ware- Kommissionierung entspricht die Zusammenführungszeit der Wegzeit und nimmt i. d. R. den größten Anteil der Kommissionierzeit in Anspruch. 43 Im Folgenden werden die Teilzeitkomponenten der Bearbeitungszeit beschrieben Bearbeitungszeit Basiszeit Die Basiszeit entsteht während die Kommissionierer Tätigkeiten an einer oder mehreren Kommissionierbasen durchführen. Im einfachsten Fall wird eine einzelne Kommissionierbasis eingesetzt, an der die Mitarbeiter ihre Kommissionierrunden starten und beenden. In größeren Lagern werden jedoch häufig mehrere Kommissionierbasen gleichzeitig eingesetzt, um Staueffekte und Wegstrecken zu reduzieren. 44 Behälter wie z. B. Kleinladungsträger (KLT) oder Kartonage (insbesondere bei der Pick-und-Pack-Kommissionierung) werden oft in der unmittelbaren Nähe der 41 ten Hompel et al. (2011), S Vgl. Sadowsky (2007), S. 78; ten Hompel et al. (2011), S Vgl. Haberl (2009), S. 194; Siepenkort (2013), S Vgl. Koether (2012), S

25 Kommissionierbasis gelagert und vor Beginn einer Kommissionierrunde entsprechend zur Ablage der zu kommissionierenden Teile vorbereitet und mitgenommen. Alternativ können z. B. sperrige Teile auch ohne Behälter kommissioniert werden, wobei in solchen Fällen i. d. R. ein anderer Ladungsträger aufgesucht wird. 45 Tätigkeiten, die an der Kommissionierbasis stattfinden, sind z. B. folgende: Entgegennahme von neuen Kommissionieraufträgen, Kalibrierung von mobilen Datenerfassungsgeräten (MDE) für eine neue Kommissionierrunde, Vorbereitung und Sortierung von Behältern oder Kartonage, Abgabe vollständiger Kommissionieraufträge und Belege sowie Qualitätskontrollen. 46 Die Relevanz der Basiszeit innerhalb eines Kommissioniersystems hängt zum einen von der eingesetzten Kommissioniertechnik ab. In papierlosen Kommissioniersystemen wird die Abarbeitung eines Auftrags im Normalfall z. B. per Tasteneingabe oder durch Sprachbefehl (Pick-by-Voice) initialisiert. 47 Greifzeit Das Greifen der zu kommissionierenden Teile stellt die schwierigste Tätigkeit der Bearbeitung dar, weil hier die Kommissionierer einzelne Teile handhaben müssen. Das Greifen kann manuell, mechanisch oder automatisch erfolgen z. B. mit den Händen, mit Hilfe eines elektrischen Hubwagens oder mittels eines Greifroboters. In der manuellen Person-zur-Ware-Kommissionierung erfolgt das Greifen grundsätzlich mit den Händen. 48 Die Greifzeit umfasst die für die Entnahme eines Teiles und dessen Ablage z. B. auf einem Kommissionierwagen benötigte Zeit. Dabei beinhaltet das Greifen folgende Tätigkeiten: Hinlangen zum Teil, Greifen des Teils Bringen des Teils zur Ablage sowie Loslassen des Teils nach der Ablage. Obwohl der Greifvorgang als Kernfunktion der Kommissionierung betrachtet wird, umfasst dessen Durchführung weniger als ca. 5-35% der Kommissionierzeit Vgl. Arnold et al. (2008), S Vgl. ten Hompel et al. (2011), S Vgl. Gudehus (2010), S Arnold et al. (2008), S Die Greifzeit kann nach Martin einen relativ kleinen Anteil der Kommissionierzeit umfassen: 5-10% nach Martin (2011), S oder einen größeren Anteil von 15-35% nach Koether (2012), S. 140 und Gudehus (2011), S

26 Totzeit Die Totzeit ist unproduktiv, jedoch in der manuellen Kommissionierung unvermeidbar. Hierin enthalten sind u. a. folgende Tätigkeiten: Lesen, Suchen und Identifizieren, Verifizieren, Reagieren sowie Öffnen und Entsorgen von Kartonage. Einflussfaktoren auf die Dauer der Totzeit sowie deren Verhältnis zur Kommissionierzeit sind u. a. folgende: Mitarbeiterfähigkeiten, gemessen anhand von Arbeitserfahrung, Motivation und Bildungshintergrund, Weitergabe von den zur Kommissionierung notwendigen Informationen an die Mitarbeiter inkl. Vorbereitung und Anzeigen der Daten sowie ergonomische Aspekte des Kommissioniersystems. 50 Sortierzeit Wenn in manuellen Kommissioniersystemen Sortiersysteme eingesetzt werden, müssen die entsprechenden Prozesszeiten berücksichtigt werden. Diese Zeiten können anhand von entsprechenden Richtlinien kalkuliert, empirisch aufgenommen oder den nachgewiesenen Herstellerangaben entnommen werden Wegzeit In der Person-zur-Ware-Kommissionierung bezeichnet die Wegzeit die Zeit, die zur räumlichen Zusammenführung der Kommissionierer und den zu kommissionierenden Teilen in Anspruch genommen wird. 52 Dabei umfasst die Wegzeit 30-50% der Kommissionierzeit, weshalb die Auswahl einer geeigneten Wegstrategie zum wirtschaftlichen Betrieb eines Kommissionierlagers unabdingbar 50 Vgl. ten Hompel et al. (2011), S ; von Borries (1975), S Vgl. ten Hompel et al. (2011), S Vgl. ten Hompel et al. (2011), S

27 ist. 53 Kürzere Wege in der Kommissionierung sparen Zeit und Kosten ein, schonen die bereits intensiv physisch beanspruchten Mitarbeiter, erhöhen den Durchsatz und verbessern den Servicegrad. 54 Die Wegzeit umfasst die Basiswegzeit, die während der Überwindung der Distanz zwischen der Kommissionierbasis und des Lagerplatzes der ersten Auftragsposition anfällt. Die Gassenwegzeit entspricht der Zeitdauer für die Bewegung der Kommissionierer entlang der Kommissioniergassen. Die Zeit, die zum Wechseln der Gassen nötigt ist, wird als die Gassenwechselzeit bezeichnet und betrifft nur Kommissioniersysteme mit mehreren Kommissioniergassen bzw. in denen Kommissionierer mehrere Gassen pro Kommissionierrunde betreten müssen. 55 In komplexeren Kommissioniersystemen, die z. B. aufgrund von großen Aufträgen und/oder einer hohen Anzahl an belegten Lagerplätzen bzw. Kommissioniergassen sind auch erfahrene Kommissionierer nicht in der Lage, das Lager stets optimal zu navigieren. Deshalb werden den Mitarbeitern nach Möglichkeit optimierte Wegstrategien vorgegeben. 56 Zur Bestimmung des optimalen i. d. R. des kürzesten Weges können verschiedene algorithmische Verfahren herangezogen werden. Insbesondere heuristische Verfahren finden breite Anwendung in der Person-zur-Ware-Kommissionierung, beispielsweise wenn keine softwarebasierte Optimierung der Pickreihenfolge erfolgt. Moderne Lagerverwaltungssysteme können in Verbindung mit MDE (z. B. Hand- oder Sprachterminals) algorithmische Verfahren unterstützen. 57 Optimierungsalgorithmen sind in der Kommissionierung präziser als heuristische Optimierungsregeln, weil im ersteren Fall die Kommissionierrundgänge individuell berechnet werden. 58 Dabei können auch mehrere szenarienspezifische Algorithmen eingesetzt werden z. B. in Abhängigkeit vom aktuellen Auslastungsgrad des Lagers oder der Saison. 59 Nachfolgend werden einige gängige Wegstrategien der Kommissionierung beschrieben: Durchgangstrategie ohne Gangüberspringen, Durchgangstrategie mit Gangüberspringen, Stichgangstrategie ohne Gangwiederholung, Stichgangstrategie mit Gangwiederholung, Mittelpunktheuristik, Größte Lücke-Heuristik. Im Rahmen der Durchgangstrategie ohne Gangüberspringen (vgl. Abbildung 5, angesprochene Lagerplätze sind schwarz markiert) durchläuft der Kommissionierer jede Kommissioniergasse, 53 Vgl. Martin (2011), S Vgl. Koether (2012), S Vgl. Gleißner & Möller (2011), S ; vgl. Domschke & Scholl (2010), S. 95; vgl. Le Duc (2005), S Vgl. Gademann & Velde (2005), S Vgl. Le Duc (2005), S Vgl. Domschke & Scholl (2010), S Vgl. de Koster et al. (2006), S

28 unabhängig davon, ob in jeder Gasse tatsächlich kommissioniert werden muss. Das Verfahren ist sinnvoll, wenn Aufträge viele unterschiedliche Artikel enthalten, die Zugriffshäufigkeitsverteilung nach Gassen relativ homogen ist und die Einhaltung von Einbahnverkehr in den Gassen gewünscht ist. 60 In diesem Fall soll darauf geachtet werden, dass eine gerade Anzahl an Kommissioniergassen vorhanden ist, sonst muss pro Kommissionierrundgang die Länge einer Gasse einmal zusätzlich abgelaufen werden. Abbildung 5: Durchgangstrategie ohne Gangüberspringen 61 Wenn eine ABC-Einteilung der Artikel nach Zugriffshäufigkeit vorgenommen wird und deshalb pro Auftrag weniger Gassen betreten werden, oder wenn die Kommissionierrundgänge nur wenige Auftragspositionen umfassen, können durch den Einsatz der Durchgangstrategie mit Gangüberspringen (vgl. Abbildung 6) erhebliche Wegstrecken eingespart werden, insbesondere wenn die Anzahl der angesprochen Gassen gerade ist Vgl. Gudehus (2010), S Vgl. ten Hompel et al. (2011), S Vgl. Sadowsky (2007), S

29 Abbildung 6: Durchgangstrategie mit Gangüberspringen 63 Nach dieser Wegstrategie werden nur die Gassen betreten, die für den aktuellen Kommissioniergang zu kommissionierende Artikel enthalten. Gegenüber der Durchgangstrategie ohne Gangüberspringen wird pro Kommissionierrunde eine Wegstrecke in Höhe von der Anzahl der übersprungenen Gassen multipliziert mit der Gassenlänge eingespart. Es muss bei einer Umstellung der Positionsreihenfolge zur Wegstreckenoptimierung zusätzlich darauf geachtet werden, dass z. B. zerbrechliche Artikel durch schwere Artikel nicht beschädigt werden, und dass volatile Stoffe nach Vorschriften gelagert, umgeschlagen und transportiert werden. 64 Nach der Stichgangstrategie ohne Gangwiederholung (vgl. Abbildung 7) werden die Kommissioniergassen ausschließlich von einer Seite angesprochen. Diese Strategie kann Anwendung finden wenn z. B. die Gassen nur an einer Seite zugänglich sind, jedoch breit genug sind, um Gegenverkehr zuzulassen. Abbildung 7: Stichgangstrategie ohne Gangwiederholung 65 Nach dieser Strategie wird jede Gasse pro Auftrag höchstens einmal betreten. 63 Vgl. ten Hompel et al. (2011), S Vgl. Pfohl (2010), S Vgl. ten Hompel et al. (2011), S

30 Wenn die Kommissioniergassen zu eng sind für das eingesetzte Transportmittel und alle benötigten Artikel aus einer Gasse nicht gleichzeitig mit den Händen getragen werden können, kann die Stichgangstrategie mit Gangwiederholung (vgl. Abbildung 8) eingesetzt werden. Abbildung 8: Stichgangstrategie mit Gangwiederholung 66 Nach dieser Strategie wird jede Gasse, in der sich Artikel für den aktuellen Kommissionierauftrag befinden, mindestens einmal angesprochen. Die Stichgangstrategie mit Gangwiederholung findet insbesondere dann Anwendung wenn das eingesetzte Transportmittel z. B. Gabelstapler, Etagen- oder Palettenhubwagen nicht in die Gassen hineinpasst oder durch Gegenverkehr verhindert wird. In diesem Fall wird das Transportmittel i. d. R. vor dem Gasseneingang temporär geparkt und der Kommissionier betritt die Gasse mehrmals, um die Artikel z. B. positions- oder artikelweise zum Transportmittel zu bringen. Der Einsatz dieser Wegstrategie führt dementsprechend zu längeren Wegstrecken als die, die sich anhand der Stichgangstrategie ohne Gangwiederholung ergeben. 67 Die Mittelpunktheuristik (vgl. Abbildung 9) kann angewendet werden, wenn die Kommissioniergassen von beiden Seiten betreten werden können. Es werden zwei Hälften des Kommissionierblocks definiert und die Artikel mit den höchsten Zugriffsraten werden möglichst nah der Kommissionierbasis sowie an den Gasseneingängen positioniert Vgl. ten Hompel et al. (2011), S Vgl. Gudehus (2010), S Vgl. Sadowsky (2007), S

31 Abbildung 9: Mittelpunkt-Heuristik 69 Die Größte Lücke-Heuristik (vgl. Abbildung 10) kann eingesetzt werden, um die Wegstrecken gegenüber der Mittelpunktheuristik weiter zu reduzieren. Nach dieser Wegstrategie wird in den relevanten Gassen kommissioniert bis die größte Distanz/Lücke zwischen zwei Kommissionierpositionen erreicht wird. Der Kommissionierer verlässt die Gasse und kommissioniert die restlichen Artikel von der anderen Seite der Gassen. Abbildung 10: Größte Lücke-Heuristik 70 Sollten sich weniger als drei für die aktuelle Kommissionierrunde relevante Kommissionierpositionen in einer Gasse befinden, werden diese von der Seite kommissioniert, an der die Kommissionierpositionen am nächsten sind. Die Wegeinsparungen, die anhand der Größte Lücke- 69 Vgl. ten Hompel et al. (2011), S Vgl. ten Hompel et al (2011), S

32 Heuristik gegenüber einfacheren Heuristiken erreicht werden, müssen gegen den erhöhten Rechenaufwand abgewogen werden. 71 Es kann eine oder mehrere Wegstrategien eingesetzt werden, um die von den Mitarbeitern zurückgelegten Distanzen zu minimieren. Dies erhöht die Kommissionierleistung und entlastet die Kommissionierer, die i. d. R. mehrere Kilometer pro Tag zu Fuß zurücklegen. 72 Die optimale Wegstrategie oder Kombination von Wegstrategien ist kommissioniersystemspezifisch und hängt von einer Reihe Faktoren ab, u. a. von der Lagerstruktur, der eingesetzten Kommissioniertechnologie, den Arbeitsbedingungen, baulichen Gegebenheiten des Kommissionierlagers sowie des Auslastungsgrads. 3.2 Beurteilung der Kommissionierleistung Kennzahlenerhebung Bei der Leistungsbewertung von Arbeitssystemen werden Kennzahlen erhoben. Nach Weber und Schäffer sind Kennzahlen quantitative Daten, die als bewusste Verdichtung der komplexen Realität über zahlenmäßig erfassbare betriebswirtschaftliche Sachverhalte informieren sollen. 73 Kennzahlen ermöglichen die Formulierung von konkreten Zielen. Dieser Anwendungsfall von Kennzahlen wird die Operationalisierungsfunktion genannt. Hieraus ergibt sich die Vorgabefunktion bzw. die Kontrollfunktion, wodurch eine kontinuierliche Kontrolle anhand von Abweichungen zwischen den tatsächlichen und den Zielwerten ermöglicht wird. Anhand von den Ergebnissen solcher Kontrollen können entsprechende Maßnahmen abgeleitet werden. Somit ergibt sich die Steuerungsfunktion von Kennzahlen. 74 Auch eine Informationsfunktion weisen Kennzahlen auf, nach der die erhobenen Kennzahlen die Aussagekraft sonstiger Informationen erhöhen 75. Kennzahlen bieten die Möglichkeit, große Datenmengen übersichtlich darzustellen anhand von einigen aussagekräftigen Werten. 76 Es werden dementsprechend auch in der Logistik Kennzahlen erhoben. Diese bieten konzentrierte Informationen über quantitativ erfassbare Tatbestände und Entwicklungen des Fließsystems. 77 Es werden unterschiedliche Kennzahlenarten unterschieden. Absolute Kennzahlen werden in Einzelzahlen, Mittelwerte, Differenzen und Summen untergliedert. Diese können u. a. zur 71 Vgl. ten Hompel et al (2011), S Vgl. Roodbergen & de Koster (2001), S Vgl. Weber & Schäffer (2011), S Vgl. Weber & Schäffer (2011), S Vgl. Göpfert (2005), S Vgl. Wiendahl (2008), S. 228ff. 77 Vgl. Göpfert (2005), S

33 Orientierung in der Beurteilung von Logistikkonzepten sinnvoll eingesetzt werden. Relative Kennzahlen werden in Gliederungs-, Beziehungs- und Indexzahlen unterteilt. Eine Gliederungskennzahl gibt das Verhältnis einer Teilmenge zum Ganzen an, eine Beziehungszahl verknüpft unterschiedliche Daten mit sachlichen Zusammenhängen und eine Indexzahl bezieht sich auf einen chronologischen Verlauf. 78 Die soeben erläuterte Kennzahlenhierarchie wird in Abbildung 11 grafisch zusammengefasst. Einzelzahlen Absolute Kennzahlen Mittelwerte Differenzen Kennzahlen Summen Gliederungskennzahlen Relative Kennzahlen Indexzahlen Beziehungszahlen Abbildung 11: Kennzahlenarten 79 Zur Leistungsbeurteilung komplexer Arbeitssysteme erzielt der Einsatz einzelner Kennzahlen keine aussagekräftigen Ergebnisse. Vielmehr bietet sich die Anwendung eines Kennzahlensystems an. Ein Kennzahlensystem versteht sich als eine Zusammenstellung von Kennzahlen, die in einer sachlich sinnvollen Beziehung zueinander stehen, einander ergänzen oder erklären und insgesamt auf ein gemeinsames, übergeordnetes Ziel ausgerichtet sind. 80 Hierauf aufbauend wird ein Logistikkennzahlensystem definiert als zielgerichtete, sachlogische Verknüpfung einzelner Logistikkennzahlen, [das] in [seiner] Gesamtheit die Strukturen und Prozesse des Fließsystems in Bezug auf die wesentlichen inhaltlichen Aspekte abbilde[t]. 81 Es existieren mehrere 78 Vgl. Friemuth, 2000, S. 53; Siepenkort (2013), S Vgl. Friemuth, 2000, S. 53; Siepenkort (2013), S Vgl. Göpfert (2005) S Vgl. Göpfert (2005), S

34 Logistikkennzahlensysteme, z. B. die Kennzahlensysteme von Pfohl, Schulte und Zöllner. Das hierarchisch aufgebaute Kennzahlensystem von Pfohl ist ein Konzept zur Effizienzmessung des Systems Logistik als Ganzes sowie der Subsysteme Transport, Lagerhaltung, Lagerhaus und Auftragsabwicklung Annäherungsformeln Die Einbeziehung von Näherungsformeln zur Bewertung der Kommissionierleistung ergänzt die Aussagekraft entsprechender Kennzahlensystemen. Insbesondere können absolute Soll-Zeiten zur Bestimmung der Kommissionierleistung berechnet werden. Diese Zeiten können mit den entsprechenden erhobenen Kennzahlen verglichen werden, um deren Aussagekraft zu hinterfragen. Näherungsformeln werden häufig in der Planung logistischer Systeme eingesetzt. Nach Gudehus wird die Kommissionierleistung nach Auftragspositionen pro Stunde anhand von folgenden Formeln berechnet: Zunächst wird die mittlere Positionszeit wie folgt berechnet: [s/pos]. Dann wird die effektive Kommissionierleistung nach Positionen bestimmt: [Pos/Komm-h]. 83 Dabei bezeichnet die Verfügbarkeit der Kommissionierer und kennzeichnet den Auslastungsgrad der Kommissionierer. Der Verfügbarkeitswert umfasst sowohl produktive als auch unproduktive Zeitkomponenten. Gudehus gibt zur Orientierung folgende Richtwerte vor: hervorragende Arbeitsbedingungen, geringe Arbeitsbelastung: ca. 90%, gute Arbeitsbedingungen, geringe Arbeitsbelastung: ca. 85%, schlechte Arbeitsbedingungen, hohe Arbeitsbelastung: ca. 80%. 84 Die Bestimmung von erfolgt zwangsweise teils subjektiv. Deshalb wird der Einsatz einer Methode zur systematischen Beurteilung der Arbeitsbedingungen bzw. des Arbeitsbelastungsgrad 82 vgl. Pfohl & Zöllner (1991), S ; Siepenkort (2013), S Vgl. Gudehus (2010), S Vgl. Gudehus (2010), S

35 empfohlen. Hierzu kann u. a. die Beurteilung von Lasthandhabungen anhand von Leitmerkmalen- Methode genutzt werden. 85 wird durch stochastische Wartezeiten reduziert, wodurch sich die Kommissionierleistung verringert und wird wie folgt berechnet: [s]. Dabei kennzeichnet die stochastische Wartezeit und stellt die Kommissionierzeit dar. Zur Bestimmung der Kommissionierleistung nach Aufträgen pro Stunde muss bekannt sein. wird folgendermassen kalkuliert: [s/pos]. entspricht der Zeit, die zur Überwindung der Distanzen zwischen den relevanten Lagerorten und der Kommissionierbasis in Anspruch genommen wird. umfasst die Zeit, die pro angelaufenem Lagerort vergeht. Hierzu zählen Aktivitäten wie Lesen, Suchen, Identifizieren und Dateneingaben. bezeichnet die Zeit, die zur Entnahme eines Artikels vom Lagerort und zur Ablage im Sammelbehälter, Karton oder ähnlichem benötigt wird. Die Greifzeit fängt beim Hinlangen zum Teil an und wird beim Loslassen des Artikels nach der Ablage beendet. ist gleich der mittleren Zeit, die pro Kommissionierrunde an einer oder mehreren Kommissionierbasen verbracht wird. 86 Die Kommissionierleistung nach Positionen wird anhand der mittleren Anzahl Entnahmen pro Auftragsposition wie folgt berechnet: [AE/Kommissionierstunde]. 87 Die Dauer der Greifzeit hängt wesentlich von folgenden Einflussfaktoren ab: die Anzahl der Entnahmen pro Auftragsposition, die Höhe und Tiefe des angesprochenen Lagerplatzes, die Höhe der Ablagefläche, die Masse und das Volumen der Greifeinheit. 88 Nach Gudehus kann folgende halbempirische Formel zur Bestimmung der Greifzeit herangezogen werden: 85 Zum kann Steinberg et. Al (2007) Leitmerkmalmethode manueller Arbeitsprozesse von der Webseite der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin kostenlos heruntergeladen werden: 86 Vgl. Gudehus (2010), S. 736ff. 87 Vgl. Gudehus (2010), S Vgl. ten Hompel et al. (2011), S

36 ( ) ( ) ( ( ( ) ) ( ) ( )) [ ] = Greifzeit, = mittlere Masse pro Teil, = mittleres Volumen pro Teil, = maximale/minimale Greifhöhe, = mittlere Greifhöhe, = maximale/minimale Ablagehöhe, = mittlere Ablagehöhe, = mittlerer Ablagewinkel, = mittlere Ablagedistanz. Für Aktivitäten, die seriell statt simultan durchgeführt werden, muss MAX (a;b) durch (a + b) ersetzt werden. Wenn x (Anzahl) Teile gleichzeitig entnommen werden, wird durch bzw. durch ersetzt. Das Ergebnis wird durch x dividiert. Der Formel unterliegen folgende Bedingungen: Greifhöhe ist nicht größer als 1,8m, Greifhöhe ist nicht weniger als 1,2m, Greifeinheitsmaße ist nicht größer als 10kg sowie Greifeinheitsvolumen ist nicht größer als 50l. 89 Ausgehend von der eingesetzten Wegstrategie (vgl. Abschnitt 3.1.2), der mittleren Anzahl von Positionen pro Kommissionierauftrag und der Lagerdimensionen können die zurückzulegenden Wegstrecken approximiert werden. Hierzu bietet Gudehus folgende Formeln: Die Wegstrecke pro Kommissionierauftrag nach der Durchgangstrategie ohne Gangüberspringen wird wie folgt berechnet: 1 x L( N) ( x ) L 2( ) ( N 1) 2 x 1 GM B GM. Für die Stichgangstrategie mit Gangwiederholung wird folgende Formel eingesetzt zur Bestimmung der Wegstrecke pro Kommissionierauftrag: 89 Vgl. Gudehus (2010), S

37 x L( N) f A n LGM 2( ) ( N 1) B x 1 GM. Unter Einsatz der Stichgangstrategie ohne Gangwiederholung wird folgende Formeln zur Berechnung der Wegstrecke pro Kommissionierauftrag angewendet: 2xn x L( N) f A LGM 2 ( N 1) B n x x 1 GM. L (N) = Wegstrecke, x = mittlere Anzahl der Gassen, die pro Auftrag betreten werden müssen, N = Anzahl der Gassen im Kommissioniersystem, n = mittlere Anzahl Positionen pro Auftrag, L GM = Gassenmodullänge, B GM = Gassenmodulbreite, f A = Schnellläuferfaktor. 90 Diese Formeln haben sich in der Planungspraxis bewährt, berücksichtigen jedoch u. a. die tatsächlich zurückgelegten Wegstrecken nicht Systeme vorbestimmter Zeiten Zur Ermittlung von Plan- bzw. Soll-Zeiten von manuellen Prozessen werden Systeme vorbestimmter Zeiten häufig eingesetzt. Im deutschsprachigen Raum haben sich vor allem die Methods-time Measurement (MTM) und der Verband für Arbeitsgestaltung, Betriebsorganisation und Unternehmensentwicklung (REFA) durchgesetzt. Dabei findet insbesondere MTM internationale Anwendung, auch bei der Planung von Arbeitssystemen. MTM liegen zahlreiche Bewegungsstudien zugrunde. Diese dienen als Grundlage zur Definition von Zeitbausteine für manuelle Prozesse. Die von MTM angebotenen Bausteinsysteme sind unterschiedlich hoch verdichtet und teilweise auf bestimmte Arbeitsbereiche ausgerichtet. Es können standardisierte manuelle Prozesse mit einem hohen Wiederholcharakter zeitlich abgebildet werden. Dies ist auch in der Planungsphase möglich, da von einer vorgegebenen Leistungsfähigkeit des Mitarbeiters ausgegangen wird und das Vorhandensein des Arbeitssystems keine Voraussetzung zur MTM-Analyse darstellt. Die grundlegenden Zeitbausteine liefert das MTM-1-System. Mit MTM-1 werden Prozesse in einfache Bewegungen untergliedert und ihnen werden Zeitwerte zugeordnet. Es 90 Gudehus (2010), S

38 werden dabei Faktoren stufenweise berücksichtigt wie Distanzen, Massen und Dimensionen. Der grundlegende MTM-1-Zyklus wird in Abbildung 12 gezeigt. Abbildung 12: MTM-1-Grundzyklus 91 Für die Gestaltung der Teilefertigung und Montage, aber auch für die Instandhaltung und den Werkzeugbau stellt MTM ein erprobtes Verfahren der Prozessplanung und -verbesserung dar. Zunehmend setzen Unternehmen MTM auch für die sichere Beherrschung ihrer Logistikprozesse, insbesondere für eine optimale Gestaltung von Arbeitssystemen in der fertigungsnahen Materiallogistik ein. MTM stellt für diese Zwecke spezielle Bausteine bereit, die viele der in der Logistik vorkommenden Tätigkeiten und Prozesse abbilden können. Auf den MTM-Grunddaten aufbauend können anwenderspezifische Aggregationen gebildet werden, die eine sichere und schnelle Simulation zeitlicher Abläufe ermöglichen. Durch die Kenntnis von Bezugs- und Einflussgrößen dieser Abläufe bekommt der Anwender einen lückenlosen Zugang zu Gestaltungs- bzw. Verbesserungspotenzialen Data Envelopment Analysis Die hohe Heterogenität der Kommissionieraufträge stellt eine wesentliche Hürde zur individuellen Leistungsbewertung in der Kommissionierung dar. Jeder Auftrag ist unterschiedlich hinsichtlich der darin enthaltenen Positionen und Artikel bzw. der hiermit verbundenen Wegstrecken, Massen und Volumina. Hierdurch wird die operative Personaleinsatzplanung ebenfalls erschwert, da auftragsspezifische Soll-Zeiten entweder unpräzise anhand von Mittelwerten gebildet werden müssen oder auf aufwendiger Weise mit Zeitbausteinen und entsprechenden Algorithmen realisiert werden. Siepenkort wendet die Data Envelopment Analysis (DEA) in der Peson-zur-Ware-Kommissionierung an, um diese Problematik zu umgehen. Im Rahmen der DEA werden Eingangs- und Ausgangsgrößen 91 Deutsche MTM-Vereinigung e.v. (2012) 92 Vgl. Bokranz & Landau (2012), S. 89ff. 36

39 Ausgangsgrößen pro Kommissionierauftrag definiert und Effizienzwerte pro Entscheidungseinheit gebildet. Siepenkort betrachtet die individuellen Kommissionierer als Entscheidungseinheiten, die Kommissionierzeit als Eingangsgröße und mehrere Arbeitskennzahlen als Ausgangsgrößen. Im Rahmen eines vierstufigen Verfahrens ermittelt Siepenkort pro Kommissionierer einen Effizienzwert, der zwischen 0 und 1 liegt. Auf jeder Stufe werden die Eingangsgrößen je produktiver Einheit mit den Ausgangsgrößen je produktiver Einheit verglichen (vgl. Abbildung 13). Dabei befinden sich die effizientesten Kommissionierer am nächsten an der 45-Grad-Linie. K5 K4 K2 K1 K6 Eingangsgrößen pro Kommissionierauftrag Abbildung 13: Visualisierung der Effizienzmaße der Kommissionierer 93 Die Einbeziehung mehrerer Stufen soll eine möglichst ganzheitliche Bewertung gewährleisten. 94 Siepenkort gelingt es, die Kommissionierer erstmals individuell ganzheitlich zu bewerten. Jedoch ist diese Methode nur bedingt geeignet zur Unterstützung der operativen Personaleinsatzplanung, da die Effizienzwerte nicht in Auftragszeiten transformiert werden können, um z. B. eine Soll-Zeit zur Abarbeitung einer vorgegebenen Sammlung eingegangener Kommissionieraufträge. 93 Vgl. Siepenkort (2013), S Vgl. Siepenkort (2013), S

40 4 Vorgehensweise Das Forschungsprojekt EfKom war ein Kooperationsprojekt zwischen zwei Forschungsinstituten (vgl. Abschnitt 1.2) und die hierin definierten Arbeitspakete wurden entsprechend der FS 1 oder FS 2 (in einzelnen Fällen beiden FS) zugeordnet. Da das vorliegende Dokument in erster Linie die Vorgehensweise und Ergebnisse der FS 1 schildert, wird im Folgenden nur bei Bedarf auf die Arbeitspakete der FS 2 eingegangen. Eine chronologische Zusammenstellung aller EfKom- Arbeitspakete wird in Tabelle 4 dargestellt. Die blauen Balken entsprechen den Arbeitspakten der FS 2, während die Grünen die Pakete der FS 1 darstellen. Tabelle 4: Arbeitsdiagramm nach Arbeitspaketen für das Forschungsprojekt EfKom 4.1 AP 1.2: Definition von Kennzahlen zur Bestimmung der Team- und Individualleistung Bisher wurde die Kommissionierleistung in manuellen Person-zur-Ware-Systemen mit unzureichender Präzision betrachtet. Wie im Abschnitt geschildert, führt die Betrachtung einzelner Kennzahlen in der Kommissionierung, bspw. die betätigten Entnahmen oder erfüllte Kommissionieraufträge pro Stunde zu aussageschwachen Leistungsbeurteilungen. Dies resultiert aus der hohen Heterogenität der Kommissionieraufträge insbesondere im Hinblick auf folgende Faktoren: 38

41 Auftragsgrößen und -strukturen, Artikelmassen und -volumina, zurückgelegte Distanzen sowie zusätzlich durchgeführte, ggf. kundenspezifische Tätigkeiten. Im Vordergrund des Forschungsvorhabens EfKom stand eine möglichst ganzheitliche Betrachtung der Kommissionierleistung auf der Mitarbeiterebene. Hierzu wurden einschlägige Normen, Richtlinien sowie Forschungsberichte gesichtet und zielführende Kennzahlen identifiziert. Es wurden dabei u. a. folgende Kennzahlen hervorgehoben: Kommissionieraufträge pro Stunde [Stk/h], Gehgeschwindigkeit pro Kommissionierauftrag [m/sec], Pickpositionen pro Stunde [Stk/h], Entnahmen pro Stunde [Stk/h], kommissioniertes Volumen pro Stunde [cm³/h], kommissionierte Masse pro Stunde [kg/h], Kommissionierauftragsdurchlaufzeit [h/stk], Auslastungsgrad pro Kommissionierer [%] sowie Qualitätsgrad [%]. Diese Kennzahlen können sowohl mitarbeiterindividuell als auch für Kommissioniererteams oder für alle Kommissionierer zur Leistungsermittlung herangezogen werden. Die einzelnen Kennzahlen wurden im Projekt EfKom eindeutig durch Beschreibung von Eingangsgrößen sowie deren mathematische Transformation definiert. Es wurden hierfür pro Kennzahl folgende Angaben dokumentiert: Eingangsgrößen / -daten, inkl. Einheiten, Berechnungsvorschriften sowie Ausgangsgröße / -daten, inkl. Einheiten. Die Kennzahlensammlung wurde vor der im AP 2.1 beschriebenen Datenerhebung erstellt, um eine gezielte Datenaufnahme bei den Projektpartnern zu ermöglichen. 4.2 AP 1.3: Erstellung eines Leitfadens zur Kennzahlenerhebung Die Ergebnisse aus den AP 1.1 (Definition der Kommissionierleistung/FS 2) und 1.2 wurden in einem Leitfaden zur Kennzahlenerhebung zusammengefasst. Ergänzend hierzu wurden die Definitionen der 39

42 wesentlichen Begriffe im Bereich der Kommissionierung dem Leitfaden beigefügt. So wurden die wichtigsten Begriffe eindeutig beschrieben, wie z. B. Kunden- / Kommissionierauftrag oder Entnahme- / Sammeleinheit. Dieses erschien sinnvoll, damit bei der nachfolgenden Betriebsdatenerfassung ein einheitliches Vokabular genutzt wird. Die Erfahrung aus vergangenen Projekten hatte gezeigt, dass bei vermeidlich eindeutigen Definitionen unternehmensspezifische Interpretationen vorkommen können. Die im Projekt EfKom durchgeführten Daten- sowie Prozessanalysen basieren auf Information, die im Rahmen von Primär- und Sekundärerhebungen gewonnen wurden. Dabei entspricht eine Primärerhebung der Aufnahme neuer Informationen statt, wie bei der Sekundärerhebung, der Sammlung von Daten bereits durchgeführter Erhebungen. Diese Unterscheidung verdeutlicht Abbildung 14 mit einigen beispielhaften Erhebungsmethoden. Datenerhebungsmethoden Primärerhebungsmethoden Sekundärerhebungsmethoden Fragebogen Interne Datenerhebung Beobachtung Externe Datenerhebung Schätzung Abbildung 14: Datenerhebungsmethoden 95 Der Leitfaden wurde den teilnehmenden Projektpartnern zur Vorbereitung auf die Kommissioniersystemanalysen und Datenerhebungen zur Verfügung gestellt. Jedoch diente der Leitfaden in erster Linie zur erschöpfenden Dokumentation der betrachteten Kommissioniersysteme durch die FS 1. Der Leitfaden umfasst folgende Abschnitte: 95 Vgl. Arnold & Furmans (2009), S. 237; Siepenkort (2013), S

43 Begriffsbestimmungen zur eindeutigen Interpretation des Leitfadens seitens Projektpartner, Angaben zur Primärerhebung als Richtlinie zur Sammlung und Übergabe notwendiger Informationen über das Kommissioniersystem bzw. als Tool zur umfassenden Dokumentation des Kommissioniersystems durch die FS 1, Angaben zur Sekundärerhebung mit ausführlichen Vorgaben bezüglich der an die FS 1 zu übermittelnden Daten sowie Kennzahlen zur Leistungsbewertung in Tabellenform mit den jeweiligen Kennzahlenbezeichnungen, Einheiten, Variablen und Formeln. 4.3 AP 2.1: Datenerhebung und -strukturierung bei Projektpartnern Die im Projekt EfKom durchgeführten statistischen Auswertungen basieren auf empirischen Daten der anwendenden Projektpartner. Zur Gewinnung der benötigten Informationen wurden Primär- sowie Sekundärdatenerhebungen durchgeführt (vgl. Abschnitt 3.2.1). Zu den primär erhobenen Informationen zählen Angaben zur systematischen Beschreibung des Kommissioniersystems sowie des Kommissionierprozesses und Lagerlayout. Die sekundär erhobenen Daten umfassen statische sowie dynamische Betriebsdaten. Ersteres beinhaltet u. a. Artikelbezeichnungen, - identifikationsnummern, -massen, -abmessungen und die jeweiligen Lagerplatznummern. Zu den dynamischen Betriebsdaten zählen Kommissionierauftragsdaten mit Angaben zu den beinhalteten Auftragspositionen und Entnahmen sowie zum bearbeitenden Mitarbeiter und die Bearbeitungszeit. Die Dokumentation der betrachteten Kommissioniersysteme erfolgte auf Basis des im AP 1.3 erstellten Leitfadens. Die Termine vor Ort bei den anwendenden Projektpartnern beinhalteten folgende Tätigkeiten: Besprechung der Definitionen von Begriffen aus der Kommissionierung, Begehung des im Projekt betrachteten Kommissioniersystems, Systematische Beschreibung des Kommissioniersystems gemäß des Leitfadens, Besprechung der zu untersuchenden Kennzahlen und Prüfung der im Unternehmen vorliegenden Daten bzw. Datenstrukturen sowie Festlegung eines Zeitraums, in dem die erforderlichen Betriebsdaten erfasst werden sollen. Tabellenkalkulationsprogramme (z.b. Microsoft Excel, Lotus 1-2-3, OpenOfficeCalc) ermöglichen durch die Verwendung von Relationen (Tabellen) die einfache Eingabe, Verarbeitung und Darstellung 41

44 von Informationen. Diese Programme stoßen allerdings an ihre Grenzen wenn mehrere große, verwandte Tabellen ausgewertet werden sollen. Hier können mit zunehmendem Volumen und steigender Komplexität nicht alle Informationen in eine einzelne Tabelle unterbracht werden, ohne dass die Atomarität der Felder verletzt wird. Wenn mit z. B. Excel mehrere Tabellen erstellt werden, um diese Problematik zu umgehen, sind die realen Beziehungen zwischen den Daten schwer darstellbar. Vielmehr bietet sich hier der Einsatz einer relationalen Datenbank an. In einer relationalen (aus Tabellen bestehenden) Datenbank können mehrere große Tabellen sowie deren Beziehungen abgebildet werden. Diese der Wirklichkeit entsprechende Tabellenkonstellation kann folglich einfach und platzsparend als eine einzelne Datei abgespeichert werden, wobei die verschiedenen Tabellen getrennt bearbeitet werden und aufeinander zugreifen können. Aufgrund der am IFT vorhandenen, langjährigen Praxiserfahrung mit Microsoft Access in der Datenbankverarbeitung, wurde diese Software (Version 2010) auch im Projekt EfKom eingesetzt. Die im Interview-Leitfaden vorgegebenen Tabellenstrukturen dienten dazu, die Erstellung einer normalisierten Datenbank pro Projektpartner zu erleichtern. Die Vorgaben zur Vorstrukturierung der internen erhobenen Daten seitens Projektpartner werden nachfolgend in Abbildungen dargestellt. Kmmauf_ID Kmmpos_ID Auf_Start Pos_Start Pos_Ende Auf_Ende MA_ID BSP_ID Artkl_ID :03:13 08:06:05 08:07: A2-F :08:41 08:09:14 08:12: A2-B Ent_mnge Abbildung 15: Formatvorgabe Kommissionierauftragsdaten Artkl_ID Bezeichnung BSP_ID Durchschntt_GE Masse Volumen Schraube_1 A2-F Gewindestange_1 A2-E Abbildung 16: Formatvorgabe Artikelstammdaten 42

45 Kmmauf_ID Fehlertyp Menge 7036 Ausgelassene Position Zusaetzliche Position Artkl_ID Abbildung 17: Formatvorgabe Kommissionierfehler Bei einzelnen Projektpartnern konnten wesentliche Daten nicht systematisch erfasst werden. In diesen Fällen konnten für den Erhebungszeitraum entsprechende Maßnahmen ergriffen werden: z. B. bei fehlenden Bearbeitungszeiten oder Auftragspositionsreihenfolgen wurden diese Angaben innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums handschriftlich festgehalten. Die FS 1 erstellte pro Projektpartner eine normalisierte Datenbank. Eine relationale Datenbank befindet sich in der (in der Praxis gängigen) dritten Normalform wenn alle Attribute atomar sind (1. Normalform), jedes Nichtschlüsselfeld funktional vom Primärschlüssel abhängt (2. Normalform), und kein Nichtschlüsselfeld von einem anderen Nichtschlüsselfeld abhängig ist (3. Normalform). 96 Die Erreichung der dritten Normalform setzt voraus, dass für jedes betrachtete Objekt eine Tabelle (z. B. Mitarbeiter, Aufträge) angelegt wird. 97 Zudem lässt die Erstellung von Beziehungen zwischen den verschiedenen Tabellen unnötige Redundanzen vermeiden. Hierdurch wird gleichzeitig die Datenintegrität geschützt (die Modifizierung eines Feldes findet ausschließlich an einer Stelle statt) und der Speicherplatzbedarf wird reduziert (Angaben werden jeweils nur an einer Stelle abgespeichert). Die für das vorliegende Forschungsvorhaben vorgegebene Datenbankstruktur, inklusive Beziehungen, wird in Abbildung 18 illustriert. 96 Vgl. Noack (2004), S. 20ff. 97 Vgl. Noack (2004), S

46 Abbildung 18: Beispielhafte Datenbankstruktur zur Datenanalyse eines Kommissioniersystems Mittels der in Excel eingebauten Tabellenimportfunktionalität konnten Tabellen in diversen Dateiformaten (z.b. Excel-, Text- und HTML-Dateien) in die Datenbankstruktur integriert und als eine einzelne Access-Datei gespeichert werden. Die Einbeziehung von Kommissionierzeiten in die im Projekt vorgesehenen statistischen Auswertungen spielt eine wichtige Rolle. In Excel und Access enthält ein Zeitstempel das Datum sowie die Uhrzeit eines Ereignisses. Der Zeitstempel kann auf der Benutzeroberfläche z.b. in folgender Form dargestellt werden: JJJJ.MM.TT; hh.mm.ss. Jedoch ist dieser Wert tatsächlich als reine Zahl hinterlegt, die die Anzahl von vergangenen Tagen seit dem wiedergibt. Beispielsweise wird der Zeitstempel :51:14 mit der Zahl 40665, abgespeichert. Weil im Rahmen der Datenanalyse Wochentage und Uhrzeiten z.t. getrennt betrachtet werden sollen (z.b. Anzahl Kommissionieraufträge nach Wochentag oder Anzahl Kommissionieraufträge nach Uhrzeit) müssen atomare Zeitstempel erzeugt werden. Die Zerlegung eines Zeitstempels wird in Abbildung 19 dargestellt: 44

47 1 Benutzeroberfläche-Ansicht A B C Vollständiger Datum Uhrzeit Zeitstempel :30: :30: Tatsächliche Werte A B C Vollständiger Datum Uhrzeit Zeitstempel 40665, =DATUM(TAG(A2);M ONAT(A2);JAHR(A2)) =ZEIT(STUNDE(A2);M INUTE(A2);SEKUNDE( A2)) Abbildung 19: Zerlegung eines Zeitstempels Neben den von der FS 1 erstellten Datenbanken wurde pro Projektpartner ein ausgefüllter Interview- Leitfaden sowie eine grafische Übersicht des Lagers mit Angaben zu den Lagerplatzkoordinaten abgespeichert. 4.4 AP 3.1: Analyse und Beschreibung potenzieller Einflussfaktoren Der Fokus dieses AP war die Aufstellung von Hypothesen bezüglich potenzieller Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung. Potenzielle Einflussfaktoren wurden aus der Literatur, aus aktuellen einschlägigen Studien sowie aus Aussagen der Projektpartner abgeleitet. In Tabelle 5 werden die zu untersuchenden Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung zusammengefasst, inklusive der entsprechenden Datenquellen und vermuteten Korrelationen zu den Bearbeitungszeiten bzw. Kommissionierleistung. 45

48 Faktor Datenquelle Vermutete Beziehung zur Kommissionierleistung Verkehrsaufkommen Betriebsdaten negativ in den Gassen Heterogenität der Betriebsdaten/Artikelstammdaten negativ Artikelstruktur Qualifikationsniveau Mitarbeiterstammdaten keine starke Korrelation aufgrund von steigender Verantwortung für Personal und Nebentätigkeiten mit zunehmender Qualifikation Alter Mitarbeiterstammdaten invers aufgrund der beträchtlichen Körperbelastung in der Kommissionierung Motivation Mitarbeiterstammdaten oder positiv Befragung des Managements Arbeitserfahrung Mitarbeiterstammdaten positive, jedoch muss ggf. die Verantwortung für Personal sowie Nebentätigkeiten berücksichtigt werden. Wegstrecke Kommissionierauftrag/Stammdaten negativ Anzahl der Positionen Kommissionierauftrag negativ Anzahl der Entnahmen Kommissionierte Masse Kommissioniertes Volumen Kommissionierauftrag Kommissionierauftrag/Stammdaten Kommissionierauftrag /Stammdaten negativ negativ negativ Tabelle 5: Potenzielle Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung Anhand der in den kommissioniersystemspezifischen relationalen Datenbanken hinterlegten Betriebsdaten wurden die entsprechenden Kennzahlen berechnet. Die Ergebnisse für jeden anwendenden Projektpartner wurden jeweils in Abhängigkeit von der Kommissionierzeit ermittelt. Um eine Beurteilung der Qualität der erhobenen Kennzahlen zu ermöglichen, wurden die Zusammenhänge zwischen den erhobenen Kennzahlen und den Kommissionierzeiten analysiert. Zunächst wurden die Formen dieser Zusammenhänge in Betracht gezogen. Dies geschah anhand von zweidimensionalen Darstellungen der Messpunkte als Punktwolken. Insbesondere die Tendenzen der Zusammenhänge, die Steigungen sowie die Stärke der beobachteten Korrelationen wurden analysiert. Die Stärke der Zusammenhänge wurde anhand eines Vergleichs zwischen dem berechneten R-Wert und dem entsprechenden kritischen R-Wert aus der Pearson-Produkt-Moment-Korrelation- Koeffiziententabelle kritischer Werte ermittelt. Die Aussagekräfte der individuellen Kennzahlen wurden jeweils anhand des berechneten r-wertes beurteilt. Dabei korreliert die Höhe des R-Wertes einer betrachteten Punktwolke mit der Fähigkeit der berechneten Kennzahl, Varianzen in den Kommissionierzeiten zu erklären. 46

49 4.5 AP 4.1: Ableitung von Gesetzmäßigkeiten bei der Gegenüberstellung von erhobenen Kennzahlen Die hauptsächliche Zielsetzung dieses APs bestand darin, die Zusammenhänge zwischen den erhobenen Kennzahlen und den erfassten Kommissionierzeiten mathematisch zu beschreiben. Dies wurde bereits im Rahmen von AP 3.1 teilweise erfüllt, anhand der ersten individuellen Analysen der Kennzahlen. Bei den Signifikanztests über die beobachteten Zusammenhänge wurde die Grundlage zur ganzheitlichen mathematischen Betrachtung der Kommissionierleistung gelegt. In diesem Arbeitspaket wurde eine multilaterale Betrachtung der erhobenen Kennzahlen anhand von multiplen linearen Regressionsanalysen vorgenommen. Auf Basis dieser Analysen wurde ein multivariates lineares Modell zur möglichst ganzheitlichen Beschreibung der Kommissionierleistung entwickelt. Das Modell hat das Ziel, die Varianzen in den Kommissionierzeiten anhand der Auftragseigenschaften zu erklären. Somit wurde die Entwicklung einer erfahrungswertbasierten Methode zur Auftragsbearbeitungszeitprognose ermöglicht. Je nach Kommissioniersystem bzw. Verfügbarkeit und Qualität der entsprechenden Kennzahlen wurden pro betrachtetes Kommissioniersystem zwei bis vier Leistungseinflussfaktoren gleichzeitig betrachtet. Die erfassten Kommissionierzeiten wurden anschließend mit den vom Modell prognostizierten Kommissionierauftragszeiten verglichen. Im Folgenden wird die Untersuchung einiger potenzieller Einflussfaktoren (vgl. AP 3.1) bei einem Projektpartner erläutert. Es wird an dieser Stelle nur auf dieses Kommissioniersystem eingegangen, um die Übersichtlichkeit des vorliegenden Abschlussberichts beizubehalten. Zunächst wird auf das betrachtete Kommissioniersystem eingegangen. 98 Das vorliegende Kommissioniersystem umfasst ein einziges Gebäude, welches in drei Ebenen aufgeteilt ist. Die Kommissioniertätigkeiten werden ausschließlich manuell durchgeführt. Zur Beschickung werden Gabelstapler eingesetzt. Aktuell werden Artikel auf zwei der drei Ebenen gelagert bzw. kommissioniert. Diese zwei Ebenen werden von einer Treppe sowie von einem Aufzug für die Kommissionierer bzw. für die Kommissionierrollis verbunden. Aktuell werden Artikel in drei Lagerbereichen kommissioniert. Diese werden als A-, B- und C-Bereiche bezeichnet. Die B- und C- Bereiche entsprechen zwei gleichartige Bodenbereiche des Gebäudes, welche sich auf der EG- bzw. 1.OG-Ebene befinden. Die Dimensionen der B- und C-Bereiche sind entsprechend gleichartig, inklusive der Regale. Oberhalb des C-Bereichs befindet sich ein weiterer Lagerbereich, dieser wurde jedoch während des Projektverlaufs vom Unternehmen grundsätzlich nicht in Anspruch genommen. 98 Der Name des am Projekt EfKom beteiligten Projektpartners wird nicht erwähnt, um die Identität des Unternehmens zu schützen. 47

50 Ein Grundriss der EG-Ebene wird in Abbildung 20 dargestellt. Hier wird der übliche Basisweg sowie der Weg zur Abholung und Abgabe von Kommissionierwagen illustriert. Alternativ zum dargestellten Szenario können die Kommissionierer ihre Rundgänge im A-Bereich (gegenüber vom B-Bereich) initiieren. Rolli-Abholung und - Abgabe Abbildung 20: Grundriss EG Im A-Bereich werden Artikel i. d. R. auf zwei Europalettenebenen kommissioniert. Die Entnahmeeinheiten sind den Kommissionierern direkt zugänglich. Die Kommissionierer wenden generell eine Durchgang-/Schleifgangstrategie (S-förmig) in allen Bereichen an. Dabei werden die Lagerorte aufsteigend nach ihren Lagerplatznummern angesprochen. Die typische Pickroute für Bereich A wird in Abbildung 21 aufgezeigt. 48

51 Abbildung 21: Kommissionierroute A-Bereich Der B-Bereich beinhaltet sechs Kommissioniergassen und fünf Gassen, die zur Bereitstellung der Artikel mit Gabelstaplern reserviert sind. Die Gassen sind abwechselnd für die Kommissionierung und Bereitstellung vorgesehen, so dass die äußersten Gassen für die Kommissionierung genutzt werden. Die Tiefe der Regale entspricht jeweils einer Europalette. Die Regale sind nahezu so hoch wie das Gebäude und passieren die zwei Fußböden durch entsprechende Öffnungen in den Böden. In den Bereitstellgassen sind die Fußböden der beiden oberen Stockwerke offen, so dass die Gabelstapler alle drei Ebenen vom Erdgeschoß aus bedienen können. Die Kommissionierer können ebenfalls auf alle drei Ebenen zugreifen, jedoch ist die Benutzung einer Treppe notwendig zur Erreichung der oberen zwei Ebenen (vgl. Abbildung 20). Im B-Bereich sind zusätzliche Stellplätze an den Wänden vorhanden, welche zur Lagerung saisonaler Artikel in Anspruch genommen werden. Diese temporären Stellplätze werden zeitweise von Artikeln auf Europaletten belegt. Der Grundriss des B-Bereichs wird in Abbildung 22 dargestellt. 49

52 Abbildung 22: Grundriss B-Bereich Der C-Bereich entspricht den Dimensionen des B-Bereichs. Es werden im C-Bereich i. d. R. keine saisonalen Artikel gelagert und die Bereitstellgassen sind aus Sicherheitsgründen für die Kommissionierer gesperrt. Eine Übersicht des B-Bereichs inklusive Lagerplatznummer und typischer Laufwege der Kommissionierer wird in Abbildung 23 dargestellt. 50

53 Abbildung 23: Grundriss C-Bereich Artikel werden einstufig bzw. auftragsorientiert kommissioniert, deshalb können Kommissionieraufträge Artikel aus bis zu drei Kommissionierbereichen enthalten. In den nachfolgenden Wegstreckenberechnungen werden die verbindenden Wegstrecken zwischen den Kommissionierbereichen entsprechend berücksichtigt. Im vorliegenden Kommissioniersystem werden Kundenaufträge teilautomatisiert sowie manuell empfangen. Täglich werden die Kundenaufträge bzw. Kommissionieraufträge im Rahmen einer manuellen Tourenplanung LKW-spezifischen Auftragsgruppen zugeordnet. Die Auftragsgruppen werden hauptsächlich unter Berücksichtigung der Minimierung der Fahrstrecken sowie einer möglichst gleichmäßigen Fahrzeit pro LKW eingeteilt. Die Kundenaufträge werden entsprechend als Kommissionierlisten ausgedruckt und können nach Arbeitsbeginn von den Kommissionierern bearbeitet werden. Ein Auftrag entspricht also einer Kommissionierliste. Generell ist ein Kommissionierer für die Erfüllung einer Auftragsgruppe zuständig. Je nach Auslastung können weitere Auftragsgruppen teil oder ganz von mehreren Kommissionierern bearbeitet werden. 51

54 Der Kommissionierer erhält seine Aufträge sequenziell im Dispositionsbüro (im selben Gebäude) und holt einen Rolli aus dem hierfür vorgesehenen Bereich (vgl. Abbildung 20). Der Kommissionierer betritt zunächst einen der Kommissionierbereiche, in denen sich benötigte Artikel befinden. Die Reihenfolge der Auftragspositionen ist pro Lagerbereich optimiert, in dem die Auftragspositionen nach aufsteigenden Lagerplatznummern gedruckt werden. Der Kommissionierer nimmt zusätzliche Optimierungen ad-hoc vor, bspw. um das Zerdrücken empfindlicher Artikel durch schwere Artikel zu vermeiden. Auch die Reihenfolge, in der die Bereiche betreten werden, wird vom Kommissionierer spontan bestimmt. Der Kommissionierprozess wird in Abbildung 24 grafisch zusammengefasst. Abbildung 24: Übersicht des betrachteten Kommissionierprozesses 99 Einige Faktoren sind potenzielle Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung und sind pro Auftrag variabel (vgl. Tabelle 5). Da die Auftragsbearbeitungszeit bei allen am Projekt EfKom teilnehmenden Projektpartnern die kleinste systematisch erfassbare Zeiteinheit darstellt, wurden die auftragsbezogenen Variablen hervorgehoben. Diese werden in Tabelle 6 dargestellt. 99 Es können für einen Kommissionierauftrag mehrere Rollis benötigt werden. 52

55 53

56 Variable Einheit Anzahl der Positionen - Anzahl der Entnahmen - Kumulierte Auftragsmasse kg Kumuliertes Auftragsvolumen m 3 Wegstrecke m Transportarbeit (Anzahl der transportierten Kilogramm-Meter) kgm Transportarbeit (Anzahl der transportierten Kubikmeter-Meter) m 3 m 100 Tabelle 6: Potenzielle auftragsbezogene Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung Nachfolgend werden die in Tabelle 6 aufgelisteten potenziellen Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung untersucht. Zunächst werden entsprechende beschreibende statistische Auswertungen vorgestellt. Anschließend werden die einzelnen potenziellen Einflussfaktoren isoliert analysiert. Es soll u. a. bestimmt werden, ob signifikante lineare oder nicht lineare Korrelationen zwischen diesen unabhängigen Variablen und der Bearbeitungszeiten der Aufträge bestehen. Der Korrelationskoeffizient (R-Wert) ist ein Indikator der Stärke eines Zusammenhangs zwischen zwei Variablen. Dieser wird wie folgt berechnet: 101 Eine signifikante Korrelation zwischen den Variablen kann innerhalb eines bestimmten Konfidenz- Intervalls bestätigt werden, wenn der berechnete R-Wert größer ist als der entsprechende kritische Korrelationskoeffizient (R-Wert) aus einer Pearson-Produkt-Moment-Korrelationskoeffizienten- Tabelle. 102 Kommissionieraufträge von sieben Kommissionierern wurden für das Projekt EfKom über ca. vier Wochen erfasst (n = 220 Aufträge). Die erfassten Aufträge beinhalten 2791 Auftragspositionen und 6310 Entnahmen. In einzelnen Fällen waren Massen-, Volumen-, und/oder Lagerplatzangaben für die kommissionierten Artikel nicht vorhanden. Die betroffenen Aufträge wurden entsprechend nicht berücksichtigt. Um die Analyse individueller Kommissionierleistungsgrade zu ermöglichen, wurden für alle Kommissionierer ungefähr gleich viele Aufträge erfasst. Um die statistische Sicherheit der 100 Die Massen- und Transportarbeitsberechnungen berücksichtigen die schrittweise Beladung der Kommissionierrollis nach Auftragspositionen sowie die zurückgelegten Wegstrecken. 101 TU Dresden (2005), S Der P-Wert (z. B. 0,05) entspricht der Wahrscheinlichkeit, dass eine Test-Statistik mindestens so extrem ausfallen wird wie die, die beobachtet wurde, wenn angenommen wird, dass die Null-Hypothese wahr ist. Der P-Wert ist somit ein Indiz für die Stärke der Null-Hypothese hinsichtlich ihrer Unterstützung durch die erhobenen Daten. 54

57 vorgesehenen Analysen gewährleisten zu können, wurden pro Kommissionierer mindestens 30 Aufträge erfasst. Wie in Abbildung 25 erkennbar, wurden für Kommissionierer 2 zwei Aufträge erfasst. Diese dienten nur zu Testzwecken und werden ausschließlich in den kommissionererübergreifenden (nicht mitarbeiterspezifischen) Analysen berücksichtigt. Es wird davon ausgegangen, dass im betrachteten Zeitraum keine Kommissionierfehler begangen wurden, da keine entsprechenden Reklamationen oder Kundenbeschwerden eingingen. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass für die Kunden vorteilhafte Kommissionierfehler (insbesondere Plus-Mengenfehler) oder sonstige nicht erkannte Kommissionierfehler begangen wurden. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass auch diese Fehler selten vorkommen. Nach Angaben des Managements beträgt der Anteil der fehlerhaften Kommissionieraufträge erfahrungsgemäß weniger als 2%. Kommissionierer Abbildung 25: Erfasste Kommissionieraufträge nach Kommissionierern Die mittlere Auftragsbearbeitungszeit beträgt 13,2 Minuten. Die kürzesten und längsten Bearbeitungszeiten betragen 1 bzw. 75 Minuten. Die Verteilung der Bearbeitungszeiten wird in Abbildung 26 dargestellt. Ein Kommissionierauftrag entspricht i. d. R. einem Kommissionierrundgang, d. h. die Aufträge werden grundsätzlich seriell bearbeitet. 55

58 Häufigkeit Auftragsbearbeitungszeit (Min.) Abbildung 26: Häufigkeitsverteilung der Auftragsbearbeitungszeiten 54% der betrachteten Aufträge beinhalteten Artikel aus allen drei Kommissionierbereichen. 30% der Aufträge umfassten Artikel aus zwei Kommissionierbereichen und für 12% der betrachteten Aufträge musste nur ein Kommissionierbereich betreten werden. 4% der Aufträge umfassen Artikel aus insgesamt vier Kommissionierbereichen (während der Datenerhebung wurden einzelen Artikel zusätzlich aus einem Dach-Kommissionierbereich kommissioniert.) Diese Proportionen werden zusätzlich in der Anzahl von Aufträgen in Abbildung 27 illustriert. Anzahl der Kommissionierbereiche Abbildung 27: Betretene Lagerbereiche nach Anzahl der Aufträge 56

59 Die meisten Entnahmen wurden im B-Bereich betätigt. Im A-Bereich wurden die zweitmeisten Artikel entnommen. Weniger als 3% der Entnahmevorgänge fanden im Dach-Bereich statt. Für 18 Auftragspositionen waren keine Lagerortangaben vorhanden; sechs davon beziehen sich auf Stammdateneinträge, die jedoch andere Angaben umfassen, u. a. Artikelmassen und -volumina (vgl. Abbildung 28). Kommissionierbereich Kein Eintrag Abbildung 28: Angesprochene Lagerbereiche nach Anzahl der Auftragspositionen C A D B Im Folgenden werden die in Tabelle 6 aufgeführten potenziellen Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung individuell analysiert. Beschreibende statistische Auswertungen werden vorgestellt sowie Regressionsanalysen durchgeführt. Im Vordergrund steht die Bestimmung der Aussagekraft der einzelnen Einflussfaktoren hinsichtlich ihrer Fähigkeit, die beobachteten Varianzen in den Auftragsbearbeitungszeiten unilateral zu erklären. Anzahl der Auftragspositionen Die Anzahl der Auftragspositionen bestimmt die Anzahl der Lagerplätze, die zur Bearbeitung eines Kommissionierauftrags betätigt werden müssen. Somit bedingt jede Auftragsposition zusätzlichen Geh-, Such-, Greif- und Ablageaufwand. Zudem nehmen mit jeder abgearbeiteter Position die Masse sowie das Volumen des mitgeführten Rollis zu. Die Hypothese wird deshalb aufgestellt, dass jede zusätzliche Auftragsposition eine beträchtliche Erhöhung der Auftragsbearbeitungszeit bedingt. Die Stichprobe der Aufträge (n = 220) weist folgende Statistiken auf: Die höchste Anzahl der Positionen pro Auftrag beträgt 90, die kleinste eine einzige Position. Die mittlere Anzahl der Positionen pro Auftrag ist 12,7. In Abbildung 30 wird die entsprechende eindimensionale Häufigkeitsverteilung dargestellt. 57

60 Positionen pro Auftrag Häufigkeit Positionen pro Auftrag Abbildung 29: Häufigkeitsverteilung der Anzahl Positionen pro Auftrag Zur Analyse der Korrelation zwischen der Anzahl der Positionen pro Auftrag und den Auftragsbearbeitungszeiten werden die erfassten Aufträge als Punktwolke grafisch dargestellt. Dabei wird die Anzahl der Positionen pro Auftrag (Y-Achse) als unabhängige Variable, die Auftragsbearbeitungszeit als abhängige Variable verstanden. Die resultierende zweidimensionale Darstellung wird in Abbildung 30 aufgezeigt. Kommissionierer Auftragsbearbeitungszeit (Min.) Abbildung 30: Zweidimensionale Punktwolke Positionen pro Auftrag/Auftragsbearbeitungszeit 58

61 Die in Abbildung 30 erkennbare positive Steigung der Punktwolke impliziert eine positive Korrelation zwischen den beiden Variablen. Anhand einer linearen Regressionsanalyse wurden die in Tabelle 7 dargestellten R-Werte berechnet. Es wurden eine kommissioniererübergreifende sowie mitarbeiterspezifische Regressionsanalysen durchgeführt. Stichprobebezeichnung Stichprobengröße (n) Korrelationskoeffizient (r) Kritischer R-Wert bei p = 0,005 Alle Kommissionierer ,80 0,182 Kommissionierer ,80 0,403 Kommissionierer ,82 0,463 Kommissionierer ,69 0,463 Kommissionierer ,89 0,463 Kommissionierer ,89 0,463 Kommissionierer ,74 0,463 Tabelle 7: Regressionsanalyse Positionen pro Auftrag/Auftragsbearbeitungszeit Da in jedem berechneten Fall der berechnete R-Wert größer ist als der kritische R-Wert, kann jeweils eine signifikante lineare Korrelation zwischen beiden Variablen bei p = 0,005 bestätigt werden. Relativ hohe R-Werte (z. B. Kommissionierer 5 und 6) besagen, dass die Varianzen in den von diesen Kommissionierern aufgewiesenen Auftragszeiten allein anhand der Anzahl der Anzahl der Positionen pro Auftrag mit 79% Genauigkeit (r 2 ) erklärt werden können. Es können noch keine Aussagen über die relativen Leistungsgrade der Kommissionierer formuliert werden, da anhand dieser Analyse lediglich die Stärke der linearen Zusammenhänge gemessen wird. Anzahl der Entnahmen Jede Entnahme eines Artikels bedingt im betrachteten Kommissioniersystem einen Greif- sowie Ablagevorgang. Die Artikel sind i. d. R. zu groß, um das gleichzeitige Greifen mehrerer Entnahmeeinheiten zu ermöglichen. Die Auftragsstichprobe (n = 220) weist die in Abbildung 31 zu entnehmenden Statistiken auf. Dabei beträgt die geringste Anzahl der Entnahmen in einem Auftrag 1, die größte 209. Die mittlere Anzahl der Entnahmen pro Auftrag ist 28, Die zwei von Kommissionierer 1 bearbeiteten Aufträge werden in der mitarbeiterübergreifenden Analyse berücksichtigt, jedoch nicht in einer entsprechenden mitarbeiterspezifischen Analyse. 59

62 Entnahmen pro Auftrag Häufigkeit Entnahmen pro Auftrag Abbildung 31: Häufigkeitsverteilung der Anzahl Entnahmen pro Auftrag Die Anzahl der Entnahmen pro Auftrag und die entsprechenden Auftragsbearbeitungszeiten werden in Abbildung 32 zweidimensional dargestellt. Kommissionierer Auftragsbearbeitungszeit (Min.) Abbildung 32: Zweidimensionale Punktwolke Entnahmen pro Auftrag/Auftragsbearbeitungszeit Die allgemeine lineare Regressionsanalyse ergibt einen R-Wert von 0,81. Somit erklärt die Anzahl der Entnahmen einen geringfügig größeren Anteil der Varianzen in den erfassten Kommissionierzeiten als 60

63 die Anzahl der Positionen pro Auftrag (r = 0,80). Dies ist jedoch nicht unbedingt ein Indiz dafür, dass den beiden bisher untersuchten Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung die gleichen Ursachen für die betrachteten Varianzen in den Auftragsbearbeitungszeiten zugrunde liegen. Eine multivariate Betrachtung der Kommissionierleistung wird deshalb nach individueller Analyse aller potenziellen Einflussfaktoren vorgenommen. Die Ergebnisse der Regressionsanalysen für die Anzahl der Entnahmen pro Auftrag werden allgemein sowie kommissioniererspezifisch in Tabelle 8 dargestellt. Stichprobebezeichnung Stichprobengröße (n) Korrelationskoeffizient (r) Kritischer R-Wert bei p = 0,005 Alle Kommissionierer 220 0,81 0,182 Kommissionierer ,82 0,403 Kommissionierer ,85 0,463 Kommissionierer ,65 0,463 Kommissionierer ,88 0,463 Kommissionierer ,86 0,463 Kommissionierer ,72 0,463 Tabelle 8: Regressionsanalyse Entnahmen pro Auftrag/Auftragsbearbeitungszeit Da in jeder Instanz bei p = 0,005 der berechnete R-Wert höher ist als der kritische R-Wert, kann die Existenz signifikanter linearer Korrelationen mit hoher Sicherheit bestätigt werden. Wegstrecke Die Überwindung von Wegstrecken stellt i.d. R. die zeitaufwendigste Tätigkeit in der manuellen Person-zur-Ware-Kommissionierung dar (vgl. Abschnitt 3.1.2). Im Projekt EfKom stand eine quantitative Analyse des Einflusses der Wegstrecken auf die Kommissionierzeit im Vordergrund. Hierzu können u. a. die Näherungsformeln von Gudehus und Sadwosky zur Berechnung der Wegstrecken herangezogen werden. Im vorliegenden Kommissioniersystem resultieren Wegstrecken aus verschiedenen Tätigkeiten. Kommissionierer legen i. d. R. für jeden Kommissionierauftrag mindestens einen Basisweg zur Abholung der Pickliste und des leeren Rollis sowie zur Abgabe des vollen Rollis nach Bearbeitung des Auftrags zurück. Innerhalb der drei Kommissionierbereiche müssen pro Auftrag unterschiedliche Anzahlen an Gassen betreten bzw. durchlaufen werden. Die Kommissionierung von Artikeln aus mehreren Kommissionierbereichen für einen Kommissionierauftrag bedingt die Überwindung der Wegstrecken zwischen den jeweiligen Kommissionierbereichen. Um die Wegstrecken zwischen den Lagerorten der jeweiligen Auftragspositionen berücksichtigen zu können, wurden diese Distanzen für alle erfassten Aufträge mittels eines VBA-Programms individuell berechnet und pro Auftrag zusammengefasst. Diese Ergebnisse wurden mit den Ergebnissen der im Abschnitt beschriebenen Annäherungsformeln verglichen und minimale Abweichungen 61

64 Häufigkeit festgestellt. Nach Absprache mit dem Projektkonsortium wurden die Wegstreckenergebnisse der Annäherungsformeln den individuell berechneten Ergebnissen vorgezogen, da ersteres von den anwendenden Projektpartnern mit geringfügigem Aufwand anhand eines Demonstrators berechnet werden können. Die Basiswege wurden auftragsspezifisch anhand der Anzahl der tatsächlich benötigten Rollis berechnet. Die zurückgelegten Wegstrecken zwischen den Lagerbereichen wurden ebenfalls auftragsindividuell bestimmt anhand der tatsächlichen Kommissionierrouten. Eine Plausibilitätsprüfung der resultierenden Auftragswegstrecken wurde anhand von berechneten theoretischen Gehgeschwindigkeiten durchgeführt. Für die betrachteten Aufträge (n = 208) wurde eine mittlere Wegstrecke pro Auftrag von 374,7m berechnet. Die geringste Wegstrecke beträgt 60m, die größte 932m. Die entsprechende eindimensionale Häufigkeitsverteilung wird in Abbildung 33 dargestellt. Wegstrecke pro Auftrag (m) Abbildung 33: Häufigkeitsverteilung der Anzahl Entnahmen pro Auftrag Die erfassten Auftragsbearbeitungszeiten werden in Abhängigkeit von den berechneten Wegstrecken in Abbildung 34 grafisch dargestellt. 62

65 Wegstrecke pro Auftrag (m) Kommissionierer Auftragsbearbeitungszeit (Min.) Abbildung 34: Zweidimensionale Punktwolke Wegstrecke pro Auftrag/Auftragsbearbeitungszeit Es konnte ein signifikanter linearer Zusammenhang zwischen den erfassten Auftragsbearbeitungszeiten und den berechneten Wegstrecken bei p = 0,005 festgestellt werden. Der Einflussfaktor Wegstrecke ist jedoch weniger aussagekräftig als die bisher analysierten Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung. Bei r = 0,71 kann eine unilaterale Betrachtung der Wegstrecken ca. 50% der Varianzen in den Auftragsbearbeitungszeiten erklären. Die Ergebnisse der entsprechenden Regressionsanalysen werden in Tabelle 9 zusammengefasst. Stichprobebezeichnung Stichprobengröße (n) Korrelationskoeffizient (r) Kritischer R-Wert bei p = 0,005 Alle Kommissionierer 208 0,71 0,182 Kommissionierer ,83 0,403 Kommissionierer ,67 0,463 Kommissionierer ,56 0,463 Kommissionierer ,81 0,471 Kommissionierer ,88 0,463 Kommissionierer ,52 0,471 Tabelle 9: Regressionsanalyse Wegstrecke pro Auftrag/Auftragsbearbeitungszeit Auftragsmasse MTM berücksichtigt stufenweise die Massen von manuell beförderten Objekten beim Bringen - Vorgang. Der Einsatz vom gängigen MTM-UAS (Universales Analysiersystem) in flexiblen Arbeitssystemen wie im betrachteten Kommissioniersystem ist deshalb nicht nur mit erheblichem 63

66 Häufigkeit Aufwand verbunden (vgl. Abschnitt 3.2.3) sondern berücksichtigt die kommissionierten Artikelmaßen nur bei der Entnahme. Dabei kann mit MTM eine maximale Kraft von 22 dan/kg berücksichtigt werden. Diese Grenze wird in der manuellen Kommissionierung häufig überschritten. 104 Im Folgenden wird eine Analyse des Zusammenhangs zwischen der kumulierten Masse, der für einen Auftrag kommissionierten Artikel und der jeweilige Auftragsbearbeitungszeit vorgenommen. Für die betrachteten Aufträge wurde pro Auftrag eine minimale Auftragsmasse von 3,2 kg, eine maximale Auftragsmasse von 1197 kg kommissioniert. Die mittlere Auftragsmasse beträgt 181,3 kg. Die entsprechende eindimensionale Häufigkeitsverteilung wird in Abbildung 35 dargestellt. Masse pro Auftrag (kg) Abbildung 35: Häufigkeitsverteilung der Masse pro Auftrag Eine positive Korrelation zwischen der summierte Masse der für einen Auftrag kommissionierten Artikel und der entsprechenden Auftragsbearbeitungszeit ist in Abbildung 36 erkennbar. 104 Vgl. Abschlussbericht EfKom FS 2 64

67 Masse der kommissionierten Artikel pro Auftrag (kg) Kommissionierer Auftragsbearbeitungszeit (Min.) Abbildung 36: Zweidimensionale Punktwolke Masse pro Auftrag/Auftragsbearbeitungszeit Entsprechende lineare Regressionsanalysen ergeben ein breites Spektrum an Korrelationsstärken je nach Mitarbeiter und eine signifikante lineare Korrelationen mittlerer Stärke zwischen den beiden Varaiblen. Eine mitarbeiterübergreifende Regressionsanalyse ergibt eine signifikante lineare Korrelation mittlerer Stärke mit einem R-Wert von 0,66. Mitarbeiterspezifische Analysen ergeben Korrelationskoeffizienten von r = 0,39 bei p = 0,025 für Kommissionierer 7 bis zu r = 0,89 bei p = 0,005 für Kommissionierer 6. Es ist anzunehmen, dass der Einsatz der Annäherungsformeln sowie die von den Kommissionierern frei auszusuchende Kommissionierreihenfolge bzw. Wegstrecken teilweise erhebliche Abweichungen zwischen den tatsächlich zurückgelegten und den berechneten Wegstrecken bedingen. Die Ergebnisse der linearen Regressionsanalysen werden in Tabelle 10 zusammengefasst. Stichprobebezeichnung Stichprobengröße (n) Korrelationskoeffizient (r) Kritischer R-Wert bei p = 0,005 Alle Kommissionierer (p = 0.005) Kommissionierer (p = 0.005) Kommissionierer (p = 0.005) Kommissionierer (p = 0.005) Kommissionierer (p = 0.005) Kommissionierer (p = 0.005) Kommissionierer (p = 0.025) Tabelle 10: Regressionsanalyse Masse der Artikel pro Auftrag/Auftragsbearbeitungszeit 65

68 Häufigkeit Auftragsvolumen Im Folgenden wird geprüft, ob das kumulierte Volumen der für einen Auftrag kommissionierten Artikel einen signifikanten Einfluss auf die Kommissionierzeit ausübt. Hintergrund der Analyse ist die Erkenntnis, dass bei zunehmendem Beladungsvolumen der Rollis die Beladung zusätzlicher Artikel schwieriger wird sowie das Anschieben und -halten der Rollis aufwendiger. Auch die Anzahl der für einen Auftrag benötigten Rollis wird vom kumulierten Volumen der für einen Auftrag kommissionierten Artikel beeinflusst. Eine mathematische Betrachtung des potenziellen Einflussfaktors soll über die im MTM vorgesehene Differenzierung zwischen nicht sperrig und sperrig hinausgehen (vgl. Abschnitt 3.2.3). Für die betrachteten Aufträge (n = 191) beträgt das größte kumulierte Volumen der Artikel 0,91m 3, das geringste Volumen war 5,9 cm 3. Das mittlere Volumen der kommissionierten Artikel pro Auftrag beträgt 0,2 m 3. Die entsprechende eindimensionale Häufigkeitsverteilung wird in Abbildung 37 dargestellt. Volumen pro Auftrag (cm 3 ) Abbildung 37: Häufigkeitsverteilung der Masse pro Auftrag Die Aufträge werden in Abbildung 38 zweidimesional dargestellt. Dabei stellt das Auftragsvolumen die unabhängige Variable dar und die Auftragsbearbeitungszeit die abhängige Variable. 66

69 Masse der kommissionierten Artikel pro Auftrag (kg) Kommissionierer Auftragsbearbeitungszeit (Min.) Abbildung 38: Zweidimensionale Punktwolke Volumen pro Auftrag/Auftragsbearbeitungszeit In Vergleich zum zuvor betrachteten Einflussfaktor Auftragsmasse ist das kumulierte Auftragsvolumen weniger aussagekräftig bezüglich der Varianzen in den erfassten Auftragsbearbeitungszeiten. Es konnten trotzdem bei p = 0,005 im Rahmen einer allgemeinen linearen Regressionsanalyse sowie bei jeder kommissioniererspezifischen Analyse eine signifiante lineare Korrelation festgestellt werden. Die Ergebnisse der Regressionsanalysen werden in Tabelle 11 zusammengefasst. Stichprobebezeichnung Stichprobengröße (n) Korrelationskoeffizient (r) Kritischer R-Wert bei p = 0,005 Alle Kommissionierer 191 0,65 0,182 Kommissionierer ,70 0,463 Kommissionierer ,75 0,463 Kommissionierer ,47 0,463 Kommissionierer ,48 0,471 Kommissionierer ,89 0,463 Kommissionierer ,59 0,471 Tabelle11: Regressionsanalyse Volumen der Artikel pro Auftrag/Auftragsbearbeitungszeit Massenbezogene Transportarbeit Nach der Identifizierung von signifikanten linearen Korrelationen zwischen den zurückgelegten Wegstrecken sowie den Massen und Volumina der kommissionierten Artikeln und den Auftragsbearbeitungszeiten wurde eine Konsolidierung der drei Einflussfaktoren auf die Kommissionierung in zwei neue Kennzahlen vorgenommen. Ziel dabei war es, die Aussagekraft der 67

70 Häufigkeit individuellen Kennzahlen zu erhöhen und gleichzeitig die Anzahl der für die quantitative Beschreibung der Kommissionierleistung benötigten Kennzahlen zu reduzieren. In der Transportlogistik wird die Transportarbeit i. d. R. in Tonnenkilometern gemessen (tkm). Hiernach wird z. B. der Beförderung von 10t über 100km die gleiche Leistung zugesprochen wie der Beförderung von 100t über 10km. 105 Die neuen Regressoren werden im Folgenden als massen- und volumenbezogene Transportarbeit bezeichnet. Zur Berechnung der beiden Kennzahlen im vorliegenden Kommissioniersystem wird die momentane Masse bzw. das momentane Volumen der sich auf dem Rolli befindenden Artikel mit der berechneten Distanz zum nächsten Lagerort multipliziert. Diese Werte werden pro Auftrag kumuliert. Es werden die Einheiten Kilogramm-Meter und Kubikmeter-Meter verwendet, da eine Betrachtung der menschlichen Arbeit bzw. Leistung mit den in der Transportlogistik gängigen Einheiten nicht sinnvoll erscheint. Für die betrachteten Aufträge (n = 206) wurde eine mittlere massenbezogene Transportarbeit pro Auftrag von 1813 kgm ermittelt. Der massenbezogene transportaufwandsintensivste Auftrag weist kgm auf, die -geringste 252 kgm. In Abbildung 39 wird die entsprechende Häufigkeitsverteilung dargestellt. Massenbezogene Transportarbeit pro Auftrag (kgm) Abbildung 39: Häufigkeitsverteilung der massenbezogenen Transportarbeit pro Auftrag In Abbildung 40 werden die betrachteten Aufträge zweidimensional entsprechend ihren jeweiligen Bearbeitungszeiten und massenbezogenen Leistungswerten dargestellt. 105 Vgl. Kummer (2010), S

71 Massenbezogene Transportarbeit pro Auftrag (kgm) Kommissionierer Auftragsbearbeitungszeit (Min.) Abbildung 40: Zweidimensionale Punktwolke massenbezogene Transportarbeit pro Auftrag/Auftragsbearbeitungszeit Eine kommissioniererübergreifende lineare Regressionsanalyse ergibt einen R-Wert von 0,72 bei p = 0,005. Somit ist die neue Kennzahl geringfügig aussagekräftiger in ihrer Beschreibung der Varianzen in der Auftragsbearbeitungszeiten als die Wegstrecke (r = 0,71) und wesentlich aussagekräftiger als die zuvor analysierte Gesamtmasse der Artikel in einem Auftrag (r = 0,66). Die kommissioniererspezifischen Regressionanalysen fallen i. d. R. auch besser aus nach der Konsolidierung der Kennzahlen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 12 aufgezeigt. Stichprobebezeichnung Stichprobengröße Korrelationskoeffizient Kritischer R-Wert (n) (r) Alle Kommissionierer 206 0,72 0,182 (p = 0,005) Kommissionierer ,75 0,403 (p = 0,005) Kommissionierer ,82 0,463 (p = 0,005) Kommissionierer ,65 0,463 (p = 0,005) Kommissionierer ,78 0,471 (p = 0,005) Kommissionierer ,86 0,463 (p = 0,005) Kommissionierer ,42 0,367 (p = 0,025) Tabelle 12: Regressionsanalyse Volumen der Artikel pro Auftrag/Auftragsbearbeitungszeit Volumenbezogene Transportarbeit Der im Folgenden analysierte potenzielle Einflussfaktor auf die Kommissionierung versteht sich als Konsolidierung der bereits untersuchten Faktoren Volumen und Distanz. Wie bei der im 69

72 Häufigkeit vorherigen Teilabschnitt beschriebenen massenbezogene Transportarbeit besteht hierbei eine gleichzeitige Reduzierung der Anzahl der zur Beschreibung der Kommissionierleistung benötigten Kennzahlen sowie eine Erhöhung deren Aussagekraft. Es werden zur Bestimmung der Distanzen zwischen den Lagerplätzen bzw. den Auftragspositionen die im Abschnitt erläuterten Nnäherungsformeln herangezogen. Analog zur Berechnung der zuvor analysierte Einflussfaktor massenbezogene Transportarbeit werden die Wegstrecken eines Auftrags zerlegt und die Abschnitte jeweils mit dem aktuellen Volumen der sich im Rolli befindenden Artikel multipliziert. Diese Werte werden addiert und die Wegstrecken zur Rolliabholung und -abgabe sowie die Basiswegstrecke und ggf. die Wegstrecken zwischen den Kommissionierbereichen Auftragsweise berücksichtigt. Die Volumina der Artikel werden anhand von Angaben zu den jeweiligen Dimensionen aus den entsprechenden Stammdaten berechnet. Die Werte werden in Kubikmeter-Metern (m 3 m) angegeben. Für die betrachteten Aufträge (n = 191) wurde eine mittlere volumenbezogene Transportarbeit von 46,9 m 3 m ermittelt. Der höchste Wert beträgt 410,6 m 3 m, der geringste Wert liegt bei 0,7 m 3 m. Die eindimensionale Häufigkeitsverteilung wird in Abbildung 41 grafisch dargestellt. Volumenbezogene Transportarbeit pro Auftrag (m 3 m) Abbildung 41: Häufigkeitsverteilung der volumenbezogenen Transportarbeit pro Auftrag Eine positive Korrelation ist in der entsprechenden zweidimensionalen Häufigkeitsverteilung (vgl. Abbildung 42) erkennbar. 70

73 Volumenbezogene Transportarbeit pro Auftrag (m 3 m) Kommissionierer Auftragsbearbeitungszeit (Min.) Abbildung 42: Zweidimensionale Punktwolke volumenbezogene Transportarbeit pro Auftrag/Auftragsbearbeitungszeit Eine kommissioniererübergreifende Regressionsanalyse der Messpunkte ergibt einen R-Wert von 0,67. Somit ist die Kennzahl aussagekräftiger als das zuvor analysierte Gesamtvolumen der Artikel, jedoch weniger aussagekräftig als die zurückgelegte Distanz. Deshalb bietet die Erfassung der volumenbezogenen Transportarbeit gegenüber der zurückgelegten Distanz pro Auftrag keinen Mehrwert und wurde im Projekt EfKom nicht weiter berücksichtigt. Die Ergebnisse der kommissioniererspezifischen Regressionsanalysen werden in Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. zusammengefasst. Stichprobebezeichnung Stichprobengröße (n) Korrelationskoeffizient (r) Kritischer R-Wert bei p = 0,005 Alle Kommissionierer 191 0,67 0,182 Kommissionierer ,78 0,463 Kommissionierer ,73 0,463 Kommissionierer ,49 0,463 Kommissionierer ,59 0,471 Kommissionierer ,90 0,463 Kommissionierer ,67 0,471 Tabelle 13: Regressionsanalyse Volumen der volumenbezogenen Transportarbeit /Auftragsbearbeitungszeit Multivariate quantitative Beschreibung der Kommissionierleistung 71

74 Anhand der im vorliegenden Abschnitt ausgeführten Analysen der individuellen Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung soll bestimmt werden, welche Kombination der Einflussfaktoren den größten Anteil der Varianzen in den erfassten Auftragsbearbeitungszeiten erklären kann. Die Kennzahlen Anzahl Positionen, Anzahl Entnahmen und massenbezogene Transportarbeit bieten die höchsten linearen Korrelationskoeffizienten mit den Auftragsbearbeitungszeiten. Im Rahmen der kommissioniererspezifischen Regressionsanalysen werden unterschiedlich starke Korrelationskoeffizienten in Abhängigkeit von der jeweiligen Kennzahl und vom Kommissionierer ermittelt. Die Kennzahlen Anzahl Positionen und Anzahl Entnahmen sind für alle Kommissionierer zuverlässige Indikatoren der Auftragsbearbeitungszeiten. Die massenbezogene Transportarbeit kann bei einigen Kommissioniern den Großenteil der Varianzen in den Auftragsbearbeitungszeiten erklären, ist jedoch bei Kommissionier 7 weniger aussagekräftig. Eine Übersicht, der für die drei aussagekräftigsten Kennzahlen ermittelten linearen Korrelationskoeffizienten werden in Tabelle 14 nach Kommissionierern zusammengefasst. Anz. Positionen Anz. Entnahmen kgm Alle Kommissionierer 0,8 0,81 0,72 Kommissionierer 2 0,8 0,82 0,75 Kommissionierer 3 0,82 0,85 0,82 Kommissionierer 4 0,69 0,65 0,65 Kommissionierer 5 0,89 0,88 0,78 Kommissionierer 6 0,89 0,86 0,86 Kommissionierer 7 0,74 0,72 0,42 starke lineare Korrelation (r >= 0,75) mittelstarke lineare Korrelation (r >= 0,50 < 0,75) schwache lineare Korrelation (r <0,50) Tabelle 14: Übersicht der Korrelationskoeffizienten nach Kommissionierern für die drei aussagekräftigsten Kennzahlen Es wurden für alle berechneten Kennzahlen signifikante lineare Korrelationen mit den Auftragsbearbeitungszeiten identifiziert. Dies schließt eine nicht lineare Modellierung der Kommissionierleistung nicht aus. Es wurde jedoch im Projekt EfKom aus folgenden Gründen eine multivariate lineare Modellierung der Kommissionierleistung angestrebt: 72

75 Der relativen Einfachheit der linearen Modellierung wurde viel Wert vom Projektkonsortium zugesprochen. Somit steigen die Akzeptanz des Modellierungsansatzes sowie dessen Anwendungschancen inner- und außerhalb des Projektkonsortiums nach Projektende. Da alle betrachteten Korrelationen positive Steigungen aufweisen und ein Minimum-Wert für die abhängige Variable (Auftragsbearbeitungszeit) definiert werden kann, werden keine negativen Zeiten prognostiziert. Die "Größe" der Aufträge ist relativ homogen. Es werden nur selten Aufträge mit +/- zwei Standardabweichung vom Mittelwert des jeweiligen Einflussfaktors kommissioniert. Daher spielt die Problematik, die bei Langzeitmodellen sonst in Betracht gezogen werden muss, in den betrachteten Kommissioniersystemen keine erhebliche Rolle. Durch eine multiple lineare Regressionsanalyse werden die Koeffizienten der in Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. aufgeführten Einflussfaktoren bestimmt. In diesem Fall besagt ein Koeffizient die Änderung in der abhängigen Variable mit jeder zusätzlichen Einheit des betrachteten Einflussfaktors. Die Formel ist wie folgt:. stellt dabei die prognostizierte Auftragsbearbeitungszeit dar. gibt die Y-Kreuzung an und somit die minimale prognostizierbare Auftragsbearbeitungszeit., und stellen die Koeffizienten der drei unabhängigen Variablen dar und x 1, x 2 und x 3 die die auftragsspezifischen Werte der entsprechenden Kennzahlen. Eine entsprechende multiple lineare Regressionsanalyse ergibt die in Tabelle 15 aufgelisteten Koeffizienten für die betrachteten unabhängigen Variablen: Anzahl der Positionen (x 1 ) 0,34 Anzahl der Entnahmen (x 2 ) 0,11 Massenbezogene Transportarbeit (x 3 ) 0,00001 Tabelle 15: Übersicht der Koeffizienten zur multivariaten linearen Modellierung der Kommissioniererleistung Es kann nun eine kommissioniererübergreifende multivariate lineare Modellierung der Kommissionierleistung erfolgen. Zur Prognostizierung der Bearbeitungszeit eines beliebigen Auftrags im vorliegenden Kommissioniersystem werden die Werte wie folgt in die Formel eingesetzt: y = prognostizierte Auftragsbearbeitungszeit x 1 = Anzahl der Auftragspositionen x 2 = Anzahl der Entnahmen x 3 = massenbezogene Transportarbeit 73

76 Auftragsbearbeitungszeit (Min.) Es werden entsprechend keine Auftragsbearbeitungszeiten von weniger als 5,29 Minuten prognostiziert. Jede Auftragsposition verursacht 0,34 Minuten zusätzliche prognostizierte Auftragsbearbeitungszeit. Jede Entnahme geht mit 0,11 Minuten einher. Der sehr kleine Koeffizient der massenbezogenen Transportarbeit resultiert aus der relativ kleinen verwendeten Einheit (kgm). Die Profile der ersten 12 nach der mitarbeiterübergreifenden Formel prognostizierten Auftragsbearbeitungszeiten werden nachfolgend in Abbildung 43 dargestellt Auftragsnummer Zeit_kgm Zeit_AnzahlvonID Positionen Zeit_Summevon Entnahmen Ent. Zeit_Schnittpunkt Zeitminimum Ausgangswert Reale Zeit Abbildung 43: Modelierung der Kommissionierzeiten mit trivariatem linearem Modell Erhebliche Diskrepanzen zwischen den prognostizierten und erfassten (tatsächlichen) Auftragsbearbeitungszeiten sind bei den Aufträgen 7 und 10 zu erkennen. Es wurde nach Rücksprache mit dem Projektpartner festgestellt, dass im Fall von Auftrag 10 ein sehr kleiner Auftrag parallel zu einem größeren Auftrag kommissioniert wurde. Die sehr kurze Bearbeitungszeit lässt sich anhand von dieser Begründung gut nachvollziehen. Im Fall von Auftrag 7 konnte die große Abweichung nicht eindeutig erklärt werden. Den Abweichungen können allgemein u. a. folgende Ursachen zugrunde liegen: 74

77 stochastische und zusätzliche deterministische Faktoren, die vom Modell nicht abgebildet werden, unpräzise Daten, die zur Berechnung der Kennzahlen herangezogen werden inkl. Auftragsbearbeitungszeiten, die für das vorliegende Beispiel von den Kommissionierern handschriftlich eingetragen wurden sowie eine imperfekte Beschreibung der betrachteten Zusammenhänge durch die lineare Modellierung Es wurde zusätzlich pro Kommissionierer eine gesonderte multiple lineare Regressionsanalyse vorgenommen, um die unterschiedlichen Arbeitsweisen der Kommissionierer zu berücksichtigen. Dieser Entscheidung lag die Erkenntnis bei mehreren Projektpartnern des vorliegenden Forschungsvorhabens zu Grunde, dass die Kommissionierer auf die betrachteten Einflussfaktoren unterschiedlich reagieren. Für das vorliegende Kommissioniersystem wurden die in Tabelle 16 aufgeführten kommissioniererspezifischen Formeln aufgestellt: Kommissionierer Formel r Kommissionierer 2 3,42 + 0,32x 1 + 0,17x 2 0,87 Kommissionierer 3 4,05 + 0,25x 1 + 0,21x 2 0,88 Kommissionierer 4 10,44 + 0,32x 1 + 0,008x 2 + 0,00004x 3 0,71 Kommissionierer 5 3,35 + 0,65x 1 + 0,06x 2 0,85 Kommissionierer 6 3,66 + 0,29x 1 + 0,07x 2 + 0,00003x 3 0,90 Kommissionierer 7 5,23 + 0,31x 1 + 0,16x 2 0,70 y = prognostizierte Auftragsbearbeitungszeit x 1 = Anzahl der Auftragspositionen x 2 = Anzahl der Entnahmen x 3 = massenbezogene Transportarbeit Tabelle 16: Kommissioniererspezifische Formeln zur Prognose der Auftragsbearbeitungszeiten 106 Mit dem Einsatz der kommissioniererspezifischen Formeln werden die Abweichungen zwischen den prognostizierten und den erfassten Auftragsbearbeitungszeiten erheblich reduziert (r = 0,86 versus r = 0,80). Die prognostizierten Auftragsbearbeitungszeiten weichen durchschnittlich 2 Minuten und 40 Sekunden von den erfassten Zeiten ab. Somit können mit den mitarbeiterspezifischen Formeln im vorliegenden Kommissioniersystem 74% der Varianzen in den Auftragsbearbeitungszeiten erklärt werden. Die Verbesserung gegenüber der Anwendung einer einzigen kommissioniererübergreifenden Formel wird in 106 Es wird unter Umständen ein negative Korrelationskoeffizient für x 3 berechnet. Dies resultiert möglicherweise aus einer Kollinearität zwischen der Anzahl der Auftragspositionen und der massenbezogenen Transportarbeit. In diesen Fällen wurden die Formeln ohne x 3 aufgestellt. 75

78 >10 Häufigkeit Abbildung 44 dargestellt Generalized mitarbeiterübergreifende model Formel Individualized mitarbeiterspezifische model Formeln Absolute Abweichung zwischen prognostizierter und erfasster Auftragsbearbeitungszeit Abbildung 44: Häufigkeitsverteilung der absoluten Abweichungen zwischen den prognostizierten und erfassten Auftragsbearbeitungszeiten Bei einem weiteren Projektpartner konnte anhand von den Variablen Anzahl Positionen und Anzahl Entnahmen mit einer kommissioniererübergreifenden multiplen linearen Regressionsanalyse genauere Ergebnisse erreicht werden. In diesem Kommissioniersystem wurde eine mittlere absolute Abweichung zwischen den prognostizierten und erfassten Kommissionierzeiten von 0,3 Minuten erreicht bei einem multiplen Korrelationskoeffizient von 0,95 und einer mittleren Auftragsbearbeitungszeit von 1,5 Minuten. 4.6 AP 4.2: Bewertung der Team- bzw. Individualleistung Aufbauend auf der multivariaten Modellierung der Kommissionierleistung in AP 4.1 wurden im Rahmen des AP 4.2 die Leistungsgrade der Kommissionierer individuell bewertet. Die Leistungsgrade der Kommissionierer wurden anhand eines Vergleichs zwischen den erfassten Auftragszeiten und den von der FS 2 berechneten MTM-Zeiten bestimmt. Die resultierenden Abweichungen entsprechen Leistungsgrade relativ zum MTM-Standardleistungsgrad. Dies wird im Abschlussbericht der FS 2 beschrieben. 76

79 Die Leistungsgrade der Kommissionierer wurden parallel von der FS 1 relativ zueinander verglichen. Basierend auf den im AP 4.1 entwickelten Formeln wurden für jedes beobachtete Kommissioniersystem mitarbeiterspezifische Leistungsprofile erstellt. Die Leistungsprofile beziehen sich auf die individuell analysierten Leistungseinflussfaktoren Die von Siepenkort (2013) in der Person-zur-Ware-Kommissionierung angewendete Data Envelopment Analysis (DEA) bietet in der Kommissionierung den wesentlichen Vorteil, dass jeder Kommissionierer einen einzigen Effizienzwert erhält, der auch einer vielseitigen Leistungsbeurteilung entspricht (vgl. Abschnitt 3.2.4). Jedoch wurde das oben beschriebene Verfahren zur multivariaten Modellierung der Kommissionierleistung der DEA vorgezogen, um die berechneten sowie die erfassten Kommissionierzeiten beizubehalten. Die ganzheitliche Leistungsbewertung der Kommissionierer sowie die Ranglistenbildung konnten auf dieser Weise problemlos erfolgen. Da keiner der Industriepartner während der Projektlaufzeit feste Mannschaften in der Kommissionierung einsetzte, wurden die individuellen Mitarbeiter gesondert betrachtet. Um eine möglichst ganzheitliche Leistungsbeurteilung auf der Mitarbeiterebene gewährleisten zu können, wurden zur individuellen Bewertung der Kommissionierung mehrere aussagekräftige Kennzahlen herangezogen. Ausgangspunkt stellt dabei die Erkenntnis aus AP 4.1 dar, dass die Kommissionierleistung mit zwei bis drei kommissionierauftragsbezogenen Variablen am präzisesten beschrieben werden kann. Die individuellen Kennzahlenanalysen aus AP 4.1 bilden dabei eine Basis zur Bestimmung der Kriterien, nach denen die Leistungsprofile der Mitarbeiter definiert werden. Die am Projekt EfKom beteiligten Unternehmen sahen einen erheblichen Mehrwert in der Betrachtung von kommissionierauftragsbezogenen Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung, da die Aufträge in beliebigen Kombinationen den Mitarbeitern zugeordnet bzw. vergeben werden können. Die Aufträge in den betrachteten Kommissioniersystemen sind stark heterogen bezüglich der untersuchten Einflussfaktoren und den hieraus resultierenden prognostizierten bzw. erfassten Bearbeitungszeiten. Deshalb wurden in diesem AP Ansätze zur optimierten Verteilung der zu bearbeitenden Kommissionieraufträgen ermittelt. Die zu untersuchenden Einflussfaktoren begrenzen sich auf die Anzahl der Position, Anzahl der Entnahmen, Wegstrecke (individuell berechnet) sowie Masse und Volumen, der in einem Auftrag enthaltenen Artikel. Die Mitarbeiter innerhalb eines einzigen Kommissionersystems wurden anhand einer größeren Anzahl an Aufträgen hinsichtlich dieser Faktoren sich gegenübergestellt verglichen. In den Abbildungen 46 und 47 werden die Einflussfaktoren Wegstrecke bzw. Auftragsmasse für zwei Kommissionierer zweidimensional mit entsprechenden linearen Ausgleichskurven dargestellt. Dabei repräsentiert jeder Messpunkt einen Kommissionierauftrag, dessen X-/Y-Koordinaten der erfassten Kommissionierzeit bzw. der Wegstrecke oder Auftragsmasse entsprechen. Die Daten stammen von einem manuellen Person-zur- Ware-Kommissioniersystem eines weiteren am Projekt EfKom beteiligten Unternehmens. 77

80 Auftragsmasse (kg) Wegstrecke (m) Kommissionierzeit Auftraege Kommissionierer 28 Auftraege Kommissionierer 18 Linear (Auftraege Kommissionierer 28) Linear (Auftraege Kommissionierer 18) Abbildung 45: Mitarbeiterbezogene Kommissionierleistungsvergleich bezogen auf den Einflussfaktor Wegstrecke Kommissionierzeit Auftraege Kommissionierer 28 Auftraege Kommissionierer 18 Linear (Auftraege Kommissionierer 28) Linear (Auftraege Kommissionierer 18) Abbildung 46: Mitarbeiterbezogene Kommissionierleistungsvergleich bezogen auf den Einflussfaktor Auftragsmasse Anhand der in den beiden Diagrammen eingezeichneten Regressionslinien ist jeweils ein positiver Zusammenhang festzustellen. Diese wurden als Indikatoren der individuellen Einflüsse der auftragsbezogenen Variablen auf die unterschiedlichen Kommissionierer ermittelt. Die lineare Betrachtungsweise wurde auch an dieser Stelle angewendet, aufgrund ihrer guten Annäherung an die betrachteten Messpunkte sowie ihre hohe Praxistauglichkeit. Auf Basis der Einflussfaktor-Analysen der für alle am Forschungsvorhaben beteiligten anwendenden Unternehmen wurden die mitarbeiter- und einflussfaktorspezifischen Regressionsgeraden gegenübergestellt. Die Mitarbeiter weisen auch bei einer hohen Anzahl an Aufträgen pro Einflussfaktor unterschiedliche Y-Achse-Kreuzungen sowie Steigungen auf. Diese Erkenntnis impliziert ein unterschiedliches Verhalten der Mitarbeiter in Hinsicht auf die betrachteten Leistungseinflussgrößen. Eine mitarbeiterspezifische Analyse der erwarteten Kommissionierzeiten hinsichtlich der Anzahl der in einem Auftrag enthaltenen Positionen wird in Tabelle 17 dargestellt. 78

81 Tabelle 17: Quantifizierung der Leistungsgeraden mehrerer Mitarbeiter in Hinsicht auf die Anzahl der Kommissionierpositionen Die grauen Felder in der oben dargestellten Tabelle enthalten die geringsten erwarteten Kommissionierzeiten bei einer vorgegebenen Anzahl Kommissionierpositionen. Die Regressionsgeraden der Mitarbeiter 7 und 10 findet bei acht Auftragspositionen statt. Hieraus ist abzuleiten, dass Mitarbeiter 7 erfahrungsgemäß Aufträge mit 1-7 Kommissionierpositionen am schnellsten abarbeitet. Aufträge mit acht oder mehr Positionen wird jedoch Mitarbeiter 10 schneller bearbeiten können. 79

82 Ausgehend von dem soeben erläuterten Verfahren können pro Einflussfaktor auch Mitarbeiter- Ranglisten gebildet werden. Die Anwendung dieses Verfahrens setzt eine ausreichend große Stichprobe voraus bzw. eine Normalverteilung der betrachteten Einflussfaktoren voraus, um die Repräsentativität der analysierten Daten gewährleisten zu können sowie um den Einfluss anderer Einflussfaktoren zu minimieren. Das Verfahren basiert auf der durchschnittlichen Abweichung über oder unter den durchschnittlichen erwarteten Kommissionierzeiten der jeweiligen Kommissionierer. Eine Rangliste der Kommissionierer für den Einflussfaktor Anzahl Positionen wird in Tabelle 18 aufgeführt. Rang Durchschnittliche Mitarbeiter prozentuale Abweichung unter Ø Kommissionierzeit 1 40,7 MA ,9 MA ,3 MA ,4 MA1 5 4,7 MA27 6 3,2 MA2 7-1,2 MA20 8-4,9 MA ,4 MA ,2 MA ,9 MA ,6 MA ,9 MA30 Tabelle 18: Mitarbeiter-Ranglistenbildung für den Einflussfaktor Anzahl Positionen Die Mitarbeiter, die positive Abweichungen in der zweiten Spalte der Tabelle aufweisen, bearbeiten ihre Aufträge hinsichtlich der Anzahl der darin enthaltenen Positionen überdurchschnittlich schnell. Ein Mitarbeiter mit einer negativen Zahl in der zweiten Spalte arbeitet relativ zu den anderen Kommissionierern langsam in Bezug auf die Anzahl der in einem Auftrag enthaltenen Positionen. Dieses Verfahren wird herangezogen, um die individuellen Stärken und Schwächen der Mitarbeiter in der Kommissionierung zu identifizieren, zu quantifizieren und gegenüberzustellen. Hieraus können zum einen Trainingsmaßnahmen abgeleitet werden. Zum anderen können die individuellen Leitungsprofile der Mitarbeiter bei der Zuordnung von Aufträgen berücksichtigt werden. Es kann bspw. ein Eilauftrag dem Kommissionierer zugeordnet werden, der diesen Auftrag am schnellsten bearbeiten kann. Ein Verfahren zur systematischen Berücksichtigung der individuellen Leistungsprofile der Mitarbeiter wird im AP 5.1 (Erstellung eines Demonstrators zur Personaleinsatzplanung) vorgestellt. Dabei stehen möglichst präzise Auftragsbearbeitungszeitprognosen sowie die optimierte Auftragszuordnung im Vordergrund. 80

83 4.7 AP 5.1: Erstellung eines Demonstrators zur Personaleinsatzplanung Durch die Entwicklung und den Einsatz eines Demonstrators zur Personaleinsatzplanung in den beteiligten Partnerunternehmen erfolgt der Transfer der in den vorigen AP erarbeiteten Theorie in die Praxis. Der Demonstrator der FS 1 ist eine Anwendung zur Prognose von Auftragsbearbeitungszeiten bzw. der benötigten Personalkapazitäten Kapazitäten sowie zur optimierten Zuordnung von vorliegenden Kommissionieraufträgen zu den Kommissionierern. Mit der Umsetzung der Anwendung in Microsoft EXCEL ist ein breites Spektrum potenzieller Anwender gewährleistet, da die meisten Unternehmen, inklusive kleinen und mittlernen Unternehmen (KMU) über Grundkenntnisse in Microsoft EXCEL verfügen. Die Realisierung des Demonstrators der FS 1 umfasst vier Tabellenblätter: historische Daten, aggregierte historische Daten, anstehende Aufträge und aggregierte anstehende Aufträge. Der Demonstrator nutzt Makros, die in der Visual Basic-Sprache programmiert wurden. Dies ermöglicht eine einfache Weiterentwicklung der Anwendung durch den Anwender bzw. bei Bedarf die schnelle Anpassung an die Unternehmensbedürfnisse. Durch eine bivariate Regressionsanalyse der vom Anwender eingegebenen historischen Auftragsdaten erzeugt der Demonstrator Leistungskennwerte kommissioniersystem- bzw. mitarbeiterspezifische Ergebnisse. Auf deren Basis erfolgt eine Prognose der benötigten Personalkapazitäten in Arbeitsstunden für die anstehenden Aufträge, die die Grundlage für die Zuordnung der Aufträge zu Mitarbeitern und damit der Personaleinsatzplanung bilden. Zur Prognose der Auftragsbearbeitungszeiten werden die Anzahl der Positionen sowie die Anzahl der Entnahmen pro Auftrag berücksichtigt. Die Beschränkung auf jene zwei Einflussfaktoren liegt darin begründet, dass diese zwei Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung die präzisesten Auftragsbearbeitungszeiten erzielen und eine relativ geringe Kollinearität aufweisen, weshalb sie problemlos gleichzeitig betrachtet werden können. Die zusätzliche Betrachtung der Variable massenbezogene Transportarbeit erhöht die Genauigkeit der Ergebnisse, jedoch mit einem erheblichen Mehraufwand für den Anwender, da sich diese Kennzahl nicht ohne weiteres aus dem ERP- (Enterprise Resource Planning) System auslesen lässt. Für die Nutzung des Demonstrators müssen zunächst die für die Regressionsanalyse notwendigen historischen Daten sowie die Daten der zu bearbeitenden Aufträge eingetragen werden. Der Aufbau der Tabellenblätter anstehende Aufträge und historische Daten ermöglichen eine benutzerfreundliche Handhabung, die Auftragsdaten mit möglichst wenig Aufwand so eingelesen werden können, wie sie in den Partnerunternehmen vorhanden sind. Sie werden nach Positionen mit der jeweiligen Entnahmemenge unterteilt und ohne weitere Bearbeitung in den Demonstrator 81

84 eingelesen. Eine Regressionsanalyse historischer Auftragsdaten in der Form, in der sie von den meisten Unternehmen ausgelesen werden, ist jedoch nicht möglich. Deshalb werden in den Tabellenblättern historische Daten und aggregierte historische Daten die Aufträge mit kumulierten Mengen pro Position automatisch ausgegeben. Screenshots der entsprechenden Eintragungen werden in den Abbildungen 48 und 49 dargestellt. Abbildung 47: Eintragung der historischen Auftragsdaten in den Demonstrator Abbildung 48: Eintragung der anstehenden Auftragsdaten in den Demonstrator 82

85 Der Demonstrator unterstützt das in AP 4.2 vorgestellte mitarbeiterspezifische Regressionsanalyseverfahren, um die Genauigkeit und Transparenz der prognostizierten Auftragsbearbeitungszeiten zu optimieren. Insbesondere bei einer mitarbeiterspezifischen Regressionsanalyse ist auf eine ausreichend große Anzahl an historischen Aufträgen zu achten. So zeigt Abbildung 49, Zelle N7, keinen Steigungswert für die Positionen, da sich die Berechnung für Mitarbeiter Schneider auf nur zwei bearbeitete Aufträge bezieht (siehe Zelle K7). Abbildung 49: Automatisierte mitarbeiterspezifische Regressionsanalyse mit dem Demonstrator In die sich daraus ergebenden multivariablen linearen Funktionen (Leistungskennwerte des Kommissioniersystems bzw. mitarbeiterspezifische Leistungskennwerte) werden die kumulierten Positionen und Entnahmen zukünftiger Aufträge durch den Demonstrator eingesetzt, wodurch die prognostizierte Zeit ausgegeben wird. Je nach gewählter Zuordnung für das Kommissioniersystem werden die Bearbeitungszeiten allgemein oder individuell prognostiziert, wie in Abbildung 50 aufgezeigt. 83

86 Abbildung 50: Vom Demonstrator erzeugte prognostizierte Auftragsbearbeitungszeiten Anschließend erfolgt eine Zuordnung der Aufträge durch die Anwendung zu gleichwertigen Auftragsstapeln: entweder entsprechend einer frei gewählten Anzahl an Kommissionierern oder entsprechend aller Mitarbeiter, die in den historischen Daten erfasst wurden. Die dabei generierten Auftragsstapel pro Mitarbeiter besitzen alle einen ähnlichen zeitlichen Umfang hinsichtlich der prognostizierten Auftragsbearbeitungszeiten, da der nächste Auftrag immer dem Mitarbeiter mit der bis dahin geringsten kumulierten Arbeitszeit zugeordnet wird (siehe Abbildung 51). Abbildung 51: Vom Demonstrator erzeugte auslastungsorientierte Auftragsstapel Die folgenden drei grundlegenden Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich dabei für das anhand des Demonstrators durchgeführte Optimierungsverfahren: 84

87 Mit Hilfe der mitarbeiterspezifischen Regression und Verteilung kann ein Unternehmen planen, wie viele Aufträge innerhalb einer Periode mit allen gelisteten Kommissionierern bearbeitet werden können, Mittels allgemeiner Regression und frei gewählter Anzahl an Mitarbeitern (im Tool derzeit auf maximal 20 Kommissionierer beschränkt) kann ein Unternehmen planen, wie viele Mitarbeiter bei einer gegebenen Anzahl an Aufträgen benötigt werden, Des Weiteren können erstmals Verbesserungen durch Veränderungen des Kommissioniersystems einfach und schnell quantifiziert werden. 4.8 AP 5.2: Integration der Basis- bzw. Berechnungsdaten in den Demonstrator Es wurden im Rahmen des Forschungsprojekts EfKom zwei Demonstratoren entwickelt. Einer der Demonstratoren ermöglicht die praktische Anwendung der von der FS 1 erarbeiteten Methodik (vgl. Abschnitt 4.7). Der zweite Demonstrator spiegelt das von der FS 2 eingesetzte Verfahren zur Personaleinsatzplanung wider. 107 Zur Erprobung des in diesem Dokument beschriebenen Demonstrators der FS 1 wurde für jeden anwendenden Projektpartner die bereits erhobenen historischen Auftragsdaten von der FS 1 in die vom Demonstrator benötigte Form strukturiert. Es wurde pro Projektpartner eine gesonderte Datei erstellt und dem entsprechenden Unternehmen zur Verfügung gestellt. Die Erhebungszeiträume betragen ca. drei Wochen bis zu drei Monaten. Es wurde unternehmensindividuell abgewogen, ob der jeweilige Betrachtungsraum zum Zeitpunkt der Übergabe des Demonstrators noch repräsentativ der realen Lage sei. In einzelnen Fällen wurden neuere historische Daten an die FS 1 nachgeliefert und die entsprechende Demonstrator-Datei aktualisiert. 4.9 AP 6.1: Abgleich Berechnungsdaten mit Realdaten Im vorliegenden AP wurden die mit dem Demonstrator der FS 1 berechneten Ergebnisse auf Plausibilität geprüft. Dies geschah einerseits anhand von der Berechnung der Gehgeschwindigkeiten nach Abzug der geschätzten Zeit an den einzelnen Positionen sowie an der Kommissionierbasis. Anderseits wurde nach Möglichkeit (bei ausreichender Stichprobengröße) einen Anteil der erhobenen Daten herangezogen, um den verbleibenden Anteil zu prognostizieren und diesen anhand der erfassten Auftragsbearbeitungszeiten kontrolliert. Zu diesem Zeitpunkt waren die gelieferten Betriebsdaten bereits auf Plausibilität geprüft worden und bei einzelnen Projektpartnern die Aufträge mit nicht plausiblen Bearbeitungszeiten bzw. Extremwerte bereinigt worden. Als Ursachen wurden nach 107 Es wird zur Erläuterung des Demonstrators der FS 2 an den entsprechenden Abschlussbericht verwiesen. 85

88 Rücksprache mit den jeweiligen Projektpartnern u. a. die Unterbrechung der Auftragsbearbeitung wegen Nebentätigkeiten oder Mittagspause sowie fehlerhaftes Scannen der Aufträge, ermittelt. Die mit dem Demonstrator erzeugten Auftragsbearbeitungszeiten wurden von den jeweiligen Lagerleitern oder projektzuständigen Personen anhand von Erfahrungswerten stichprobenartig geprüft. Nach Aussage eines am Projekt beteiligten Lagerleiters sei die Genauigkeit der anhand des Demonstrators erzeugten Auftragsbearbeitungszeiten eine Steigerung der bisherigen Lage. Auch für einen erfahrenen Lagermitarbeiter sei die Präzision der automatisiert berechneten Bearbeitungszeiten manuell schwer reproduzierbar und selbst dann mit einem nicht hinnehmbaren Zeitaufwand verbunden AP 6.2: Anpassung der Vorgehensweise bzw. Methode Nach der Erstellung der Leistungsprofile individueller Kommissionierer in AP 5.1 war die Grundlage zur optimierten Zuordnung der Aufträge zu den Mitarbeitern gelegt. Ursprünglich stand hierbei eine Zeitoptimierung im Vordergrund unter der Annahme, dass eine bestimmte Kombination von Zuordnungen zu einer Minimierung der z. B. für eine Schicht benötigten Arbeitszeit führt. Die Kommissionierer sollten hierbei gemäß ihrer jeweiligen Stärken (z. B. schnelle Zurücklegung von langen Distanzen) eingesetzt werden, indem sie Aufträge mit entsprechenden Eigenschaften abarbeiten. Um eine Zeitoptimierung mit einem für KMU hinnehmbaren Rechenaufwand zu realisieren, sollte auf Basis eines Clustering-Verfahrens Auftragsgruppen mit bestimmten Profilen erstellt und den entsprechenden Kommissionierern zugeordnet werden. Der Ansatz wird in Abbildung 52 dargestellt. 86

89 Nein Nein Nein Nein Komm. Auftrag X Anzahl Positionen? Anzahl Entnahmen? Auftragsgewicht? Wegstrecke? p e g w % Abweichung über Øp? % Abweichung über Øe? % Abweichung über Øg? % Abweichung über Øw? (p-øp)/øp =wp (e-øe)/øe =we (g-øg)/øg =wg (w-øw)/øw =ww Durchschnittsaufträge Empfindlichkeitsfaktor EF wp>ef? we>ef? wg>ef? ww>ef? Aufträge mit vielen Positionen Aufträge mit vielen Entnahmen Aufträge mit hohem Gewicht Aufträge mit hoher Wegstrecke Ja 4x Nein? Abbildung 52: Clustering-Verfahren für Kommissionieraufträge Dabei stellt der Empfindlichkeitsfaktor einen Wert dar, den der Anwender spezifiziert, um das Verhältnis zwischen den als Durchschnittsaufträgen und Aufträgen mit besonderen Eigenschaftenindividuell einzustellen. Es wurde jedoch festgestellt, dass einzelne Kommissionierer mehrere Bereiche des Leistungsspektrums dominieren können und diesen deshalb die meisten Aufträge zugeordnet wurden. Die von der FS 2 durchgeführten Prozessanalysen nach der Leitmerkmalmethode belegen eine typischerweise hohe physische Belastung der Mitarbeiter in der Kommissionierung. Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnis musste die Gefahr einer zunehmend einseitigen Belastung der Kommissionierer anerkannt werden. Vor dem Hintergrund der soeben erläuterten Problematik wurde die zeitoptimierte Vergabe der Aufträge im Demonstrator zwar abgebildet, jedoch sollte diese Funktionalität grundsätzlich nur für Eilaufträge oder bei Kapazitätsengpässen genutzt werden. Die optimierte Auftragsvergabe mittels des EfKom-Demonstrators der FS 1 erfolgt stattdessen anhand einer gleichmäßigen Verteilung der Aufträge nach ihren jeweiligen Arbeitsinhalten bzw. erwarteten Bearbeitungszeiten (vgl. Abschnitt 5.1). 87

90 5 Beurteilung der Ergebnisse und deren Transfer in die Wirtschaft Die im Rahmen des Forschungsvorhabens EfKom analysierten Einflussfaktoren auf die Kommissionierleistung sind für gängige manuelle Person-zur-Ware-Kommissioniersysteme relevant. Die Analyseergebnisse der Zusammenhänge zwischen den betrachteten Einflussfaktoren und den Auftragsbearbeitungszeiten sollten von hohem Interesse für Unternehmen sein, die eine Erhöhung ihrer Kommissionierleistung z. B. durch eines oder mehrere der folgenden Optimierungsmaßnahmen anstreben: eine Modifikation der Wegstrategie, um die pro Kommissionierauftrag zurückzulegende Wegstrecke zu reduzieren, der Einsatz von Hilfsmitteln wie z. B. pneumatische Hebehilfsmittel, eine Erhöhung oder Reduzierung der Losgröße (Kommissionieraufträge pro Rundgang bei paralleler Kommissionierung). Bei der Auswahl von zielführenden Optimierungsmaßnahmen sowie bei der Planung von Kommissioniersystemen können die in diesem Dokument erläuterten Erkenntnisse herangezogen werden. Insbesondere die Aussagekraft der individuell berechneten Einflussfaktoren sowie die jeweiligen Koeffizienten, die im Rahmen der multiplen linearen Regressionsanalysen ermittelt wurden, können hierbei berücksichtigt werden. Anhand der beschriebenen Vorgehensweise wurde eine Möglichkeit zur individuellen Leistungsbewertung der Kommissionierer anhand von mehreren Einflussfaktoren geschaffen. Dies stellt eine Verbesserung gegenüber der in der Praxis gängigen unilateralen Betrachtung der Kennzahl Picks pro Stunde dar, da weitere Einflussfaktoren berücksichtigt werden. Im Rahmen der für die betrachteten Kommissioniersysteme durchgeführten multiplen linearen Regressionsanalysen sind diese die Anzahl der Positionen, Anzahl der Entnahmen sowie die massenbezogene Transportarbeit pro Auftrag. Letztere Variable umfasst die Wegstrecke, die Massen der Artikel sowie die Reihenfolge der bearbeiteten Auftragspositionen. Aus den vorgestellten mitarbeiterspezifischen Leistungsprofilen können zudem individuelle Trainingsmaßnahmen abgeleitet werden. Der EfKom-Demonstrator der FS 1 ermöglicht eine teilautomatisierte Personaleinsatzplanung in der Kommissionierung. Diese erfolgt anhand der Kommissionierauftragsvariablen Anzahl Positionen und Anzahl Entnahmen, die auch für KMU mit begrenzten IT-Ressourcen i. d. R. problemlos abrufbar sind. Der Demonstrator erzeugt präzisere Auftragsbearbeitungszeitprognosen wenn die historischen Betriebsdaten auch die Zuordnung von Kommissionierern und Aufträgen beinhalten, funktioniert aber auch ohne diese Zuordnung, falls diese z. B. durch entsprechende Datenschutzregelungen ausgeschlossen wird. Die vom Demonstrator prognostizierte notwendige 88

91 Personalkapazität zur Bearbeitung der z. B. für eine Schicht vorliegenden Aufträge wird generell akkurater und schneller erzeugt als manuell möglich ist. Mit Unterstützung des Demonstrators können also Unter- und Überkapazitäten reduziert sowie die hiermit verbundenen Elemente Stress, Zeitdruck und Mehrkosten gemindert werden. Die in der Praxis gängige Bereitstellung von Kommissionieraufträgen in einem einzigen physischen oder elektronischen Stapel, von der alle Kommissionierer ihre Aufträge entnehmen ist mit verschiedenen Problemen verbunden, u. a.: Es kann nur subjektiv kontrolliert werden, welche Kommissionierer leistungsfähiger und welche weniger leistungsfähig gearbeitet haben, die Kommissionierer haben begrenzte Möglichkeit, ihren individuellen Arbeitsaufwand einzuschätzen, da i. d. R. keine mitarbeiterspezifischen Arbeitspakete erstellt werden, sowie die Motivation der Kommissionierer wird beeinträchtigt, weil nicht die Erfüllung individueller Leistungsziele sondern lediglich die Erledigung der Aufträge z. B. für eine Schicht anerkannt werden kann. Anhand der für die ausstehenden Aufträge prognostizierten Bearbeitungszeiten können die Arbeitsinhalte mitarbeitergerecht verteilt werden. Unter Einsatz des Demonstrators erfolgt dies automatisiert. Werden z. B. zehn Kommissionierer für eine Schicht eingeplant, erzeugt der Demonstrator zehn individuelle Arbeitspakete mit vergleichbaren Arbeitsinhalten. Weiterführende Forschung sollte sich mit den Positions- sowie Entnahmezeiten beschäftigen, damit innerhalb der Auftragsbearbeitungszeit zusätzliche Transparenz geschaffen wird. Die Faktoren, die zu den heterogenen Leistungsprofilen der Kommissionierer führen, sollten untersucht werden. Weitere Datenerhebungen und -Analysen könnten nützlich sein, um die Gültigkeitsdauer der Regressionsanalysen zu bestimmen. Die von der FS 1 entwickelte Methodik umfasst einige relative Bewertungsverfahren und wurde deshalb von absoluten Bewertungsverfahren der FS 2 ergänzt. Zur ausführlichen Erläuterung der von der FS 2 erarbeiteten Methodik wird auf die entsprechende EfKom- Abschlussbericht der FS 2 verwiesen. 89

92 6 Auflistung weiterer projektbezogenen Veröffentlichungen und Vorträge Stinson, M.; Gerlach, S.; Siepenkort, A. (2012). Bewertung manueller Tätigkeiten in der Kommissionierung: Der richtige Kommissionierer. In: Hebezeuge Fördermittel, Berlin: Huss-Medien. Stinson, M.; Gerlach, S.; Siepenkort, A. (2012). Match order to picker for better efficiency. In: Material Handling and Logistics, Cleveland: Penton. Stinson, M.; Wehking, K.-H. (2012). Leistungsbewertung und -optimierung in der manuellen Kommissionierung. In: Logistics Journal, Vol. 2012, Nr. 1. Wissenschaftliche Gesellschaft für Technische Logistik. Siepenkort, A. (2013). Methode zur Messung & Bewertung der individuellen Kommissionierleistung in Person-zur-Ware-Kommissioniersystemen. Vortrag auf der 11. Internationalen Fachmesse für Distribution, Material- und Informationsfluss (LogiMAT) am in Stuttgart. Stinson, M. (2013). Innovative Ansätze zur Personaleinsatzplanung in der manuellen Personzur-Ware-Kommissionierung. Vortrag auf der 11. Internationalen Fachmesse für Distribution, Material- und Informationsfluss (LogiMAT) am in Stuttgart. Jurga, D. (2013). Optimierung manueller Intralogistikprozesse am Beispiel des Textilhandels. Vortrag auf der 11. Internationalen Fachmesse für Distribution, Material- und Informationsfluss (LogiMAT) am in Stuttgart. Siepenkort, A. (2013). Methode zur Messung und Bewertung der individuellen Kommissionierleistung in Person-zur-Ware -Systemen. Dissertation an der Universität Stuttgart. Stinson, M. (2013). Effiziente Personaleinsatzplanung in manuellen Person-zur-Ware- Kommissioniersystemen. Vortrag auf der Logistikwerkstatt Graz am an der TU Graz. Stinson, M.; Wehking, K.-H. (eingereicht beim Logistics Journal ). Modeling of manual order picking performance based on multiple linear regression analysis. 90

93 Literatur Arnold, D. & Furmans, K. (2007). Materialfluss in Logistiksystemen, 5. Auflage. Heidelberg: Springer. Arnold, D., & Furmans, K. (2009). Materialfluss in Logistiksystemen, 6. Auflage. Berlin: Springer- Verlag. Arnold, D., Isermann, H., Kuhn, A., Tempelmeier, H., & Furmans, K. (Hrsg.) (2008). Handbuch Logistik, 3. Auflage. Heidelberg: Springer. Berger, D., & Koether, R. (2011). Taschenbuch der Logistik, 4. Auflage. Carl Hanser Verlag. Bichler, K., Krohn, R., Riedel, G., & Schöppach, F. (2010). Beschaffungs- und Lagerwirtschaft: Praxisorientierte Darstellung der Grundlagen, Technologien und Verfahren, 9. Auflage. Wiesbaden: Springer Fachmedien. Bito GmbH. (2012). Kommissionieren... ein wenig Theorie. Von niertechnik.pdf am abgerufen. Bokranz, R.; Landau, K. (2012). Handbuch Industrial Engineering. Band 1: Konzept. Stuttgart: Schäffer-Poeschel Verlag. Crostack, H.-A. e. (2007). AiF-Projekt Nr.14368: Optimierung von Kommissionierung und Verpackung durch geeignete Strategien für die Qualitätsprüfung unter Berücksichtigung der Retourenabwicklung. Universität Dortmund. de Koster, R., Le-Duc, T., & Roodbergen, K. J. (2006). Design and control of warehouse order picking: a literature review. ERIM Report series research in Management, S Deuse, J. e. (2005). AiF-Project Nr Ganzheitliche Bewertung und Optimierung manueller Arbeitsplätze in Kommissioniersystemen. Universität Dortmund. Deuse, J. e. (2009). AiF-Project Nr : "Skalierbare Kommissioniersysteme". Universität Dortmund. Deutsche MTM-Vereinigung e.v. (2012). MTM Glossar. Von https://www.dmtm.com/glossar/inhalt/grundzyklus+(basic+cycle) am abgerufen. Domschke, W., & Scholl, A. (2010). Logistik: Rundreisen und Touren, 5. Auflage. München: Oldenbourg. 91

94 Dullinger, K.-H. (2005). Das richtige Kommissionierer-Konzept: eine klare Notwendigkeit. Jahrbuch Logistik, S Emmet, S. (2005). Excellence in Warehouse Management: How to minimise costs and maximize value. Sussex: John Wiley and Sons Ltd. Forum Intralogistik. (kein Datum). Forum Intralogistik. Von am abgerufen. Gademann, N., & Velde, S. ( ). Order Batching to Minimize Total Travel Time in a Parallelaisle Warehouse. IIE Transactions, S Gleißner, H., & Möller, K. (2011). Case Studies in Logistics. Wiesbaden: Springer. Gudehus, T. (2010). Logistik: Grundlagen - Strategien - Anwendungen; 4. Auflage. Heidelberg: Springer. Gudehus, T. (2011). Logistik 2: Netzwerke, Systeme und Lieferketten, 3. Auflage. Wiesbaden: Springer. Günther, H., & Tempelmeier, H. (2003). Produktion und Logistik, 5. Auflage. Berlin: Springer Verlag. Günthner, W., & Rammelmeier, T. (2012). Forschungsbericht: Vermeidung von Kommissionierfehlern mit Pick-by-Vision. München: Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik der TU München. Heiserich, O.-E., Helbig, K., & Ullmann, W. (2011). Logisik: Eine praxisorientierte Einführung. Wiesbaden: Gabler. Jünemann, R. (1989). Materialfluß und Logistik: Systematische Grundlagen mit Praxisbeispielen. Berlin: Springer Verlag. Jünemann, R., & Schmidt, T. (2000). Materialflußsysteme: Systemtechnische Grundlagen, 2. Auflage. Berlin: Springer. Klinkner, R., & Straube, F. (2005). Manufacturing Excellence Report Berlin: Universitätsverlag der Technischen Universität Berlin. Koether, R. (2007). Technische Logistik: 3., aktualisierte und erweiterte Auflage. München: Carl Hanser Verlag. Koether, R. (2012). Distributionslogistik: Effiziente Absicherung der Lieferfähigkeit. Wiesbaden: Springer Gabler. 92

95 Kummer. (2010). Einführung in die Verkehrswirtschaft, 2. Auflage. Wien: Facultas Verlags- und Buchhandels AG. Le Duc, T. (2005). Design and Controll of Efficient Order Picking Process. Rotterdam: Erasmus University of Rotterdam. Lolling, A. (2003). Analyse der menschlichen Zuverlässigkeit bei Kommissioniertätigkeiten. Dissertation. Dortmund: Universität Dortmund. Mangan, J., Lalwani, C., Butcher, T., & Javadpour, R. (2012). Global Logistics and Supply Chain Management, second edition. West Sussex: John Wiley & Sons Ltd. Martin, H. (2011). Transport- und Lagerlogistik: Planung, Struktur, Steuerung und Kosten von Systemen der Intralogistik. Wiesbaden: Vieweg und Teubner Verlag. Pfohl, H.-C. (2010). Logistiksysteme: Betriebswirtschaftliche Grundlagen. Berlin: Springer. Pfohl, H.-C.; Zöllner, W. (1991). Effizienzmessung der Logistik. In: Die Betriebswirtschaft; 51. Jahrgang, 03/1991, S Ratliff, H. D., & Rosenthal, A. S. (1983). Order-Picking in a Rectangular Warehouse: A Solvable Case of the Traveling Salesman Problem. Operations Research, S Roodbergen, K. J., & de Koster, R. (2001). Routing order pickers in a warehouse with a middle aisle. European Journal of Operational Research, S Sadowsky, V. (2007). Beitrag zur analytischen Leistungsermittlung von Kommissioniersystemen. Dortmund: Verlag Praxiswissen. Schmidt, T. (2009). AiF-Project Nr : Beschreibung der Dynamik manueller Operationen in logistischen Systemen. Technische Universität Dresden. Schulte, C. (2009). Logistik: Wege zur Optimierung der Supply Chain. München: Vahlen. Schwarting, C. (1986). Optimierung der ablauforganisatorischen Gestaltung von Kommissioniersystemen. München: Huss. Siepenkort, A. (2013). Methode zur Messung und Bewertung der individuellen Kommissionierleistung in "Person-zur-Ware"-Systemen. Stuttgart: Universität Stuttgart. Straube, F., & Pfohl, H.-C. (2008). Trends und Strategien in der Logistik 2008: Globale Netzwerke im Wandel. Bremen: Bundesvereinigung Logistik. 93

96 ten Hompel, M., & Schmidt, T. (2003). Warehouse Management: Automatisierung und Organisation von Lager- und Kommissioniersystemen. Berlin: Springer. ten Hompel, M., Sadowsky, V., & Beck, M. (2011). Kommissionierung: Materialflusssysteme 2 - Planung und Berechnung der Kommissionierung in der Logistik. Heidelberg: Springer. TU Dresden, Lehrstuhl für Quantitative Verfahren, insbesondere Statistik (2005). Ausgewählte Formeln und Tabellen zu Statistik I und II. VDI. (April 1994). Kommissioniersysteme - Grundlagen. VDI Düsseldorf: Beuth Verlag. VDI. (Juli 2002). Kommissioniersysteme - Systemfindung Düsseldorf: Beuth Verlag. VDI. (August 2002). Kommissioniersysteme - Praxisbeispiele Düsseldorf: Beuth Verlag. von Borries, R. (1975). Kennziffern zur Auswahl von Kommissioniersystemen für Stückgutlager des Handels und der Industrie. Berlin. von Borries, R., & Fürwentsches, W. (1976). Kommissioniersysteme im Leistungsvergleich. München: Verlag moderne Industrie. Wannenwetsch, H. (2009). Integrierte Materialwirtschaft und Logistik: Beschaffung, Logistik, Materialwirtschaft und Produktion. Heidelberg: Springer. Weber, J.; Schäffer, U. (2011). Einführung in das Controlling, 13. Auflage. Stuttgart: Schäffer- Poeschel-Verlag. Wiendahl, H. (2008). Messung der Leistungsfähigkeit logistischer Systeme. In: Arnold, D.; Isermann, H.; Kuhn, A.; Tempelmeier, H.; Furmans, K. (Hrsg.): Handbuch Logistik, 3. Auflage. Heidelberg: Springer-Verlag. Das IGF-Vorhaben N der Forschungsvereinigung BVL wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. 94

97 Anhang Anleitung Demonstrator Funktionalität Der Demonstrator ist eine Anwendung, die von zukünftigen Aufträgen Auftragszeiten prognostizieren und diese auf Mitarbeiter verteilen kann. Dabei nutzt der Demonstrator erfasste historische Daten - insbesondere Positionen, Entnahmen und Bearbeitungsdauer - von bereits bearbeiteten Aufträgen. Da die historischen Daten nach einzelnen Positionen geordnet eingelesen werden, aggregiert der Demonstrator die Informationen zu ganzen Aufträgen. Anschließend erfolgt eine allgemeine und spezifische Regression zur Erzeugung von Leistungskennwerten des Kommissioniersystems, die als Basis für die Prognose der anstehenden Aufträge dienen. Sofern bei den historischen Daten der Mitarbeiter des jeweiligen Auftrags angegeben ist, erfolgt die Ausgabe der Leistungskennwerte nicht nur allgemein sondern auch mitarbeiterspezifisch. Je mehr historische Daten zur Verfügung stehen und eingelesen werden, desto präziser werden die prognostizierten Zeiten sein. Des Weiteren erfolgt eine Verteilung der anstehenden Aufträge. Dies erfolgt entweder entsprechend der Anzahl der Mitarbeiter basierend auf den historischen Daten oder entsprechend einer frei gewählten Anzahl an Kommissionierern. Die dabei entstehenden Auftragsstapel besitzen alle einen ähnlichen zeitlichen Umfang, da der nächste Auftrag immer dem Stapel mit der geringsten prognostizierten Zeit zugeordnet wird. Die Anzahl der Stapel entspricht der Anzahl an Kommissionierern, wenn in den historischen Daten Mitarbeiter eingetragen wurden, oder der frei gewählten Anzahl. Dadurch kann das Unternehmen bestimmen, wie viele Aufträge in einer Periode (z.b. Tag) mit gegebener Anzahl Kommissionierer bearbeitet werden kann. Beziehungsweise es kann umgekehrt auch eine Aussage getroffen werden, wie viele Kommissionierer bei einer gegebenen Auftragszahl benötigt werden. Die maximale Anzahl ist im Demonstrator derzeit auf 20 Kommissionierer beschränkt. Der Einsatz des Demonstrators ermöglicht einen weiteren Vorteil der im Projekt entwickelten Methodik: Es können ungenutzte Kapazitäten, welche sich ohne vorhersagbare Zeiten einstellen können, entgegengewirkt werden. Nachfolgend befinden sich die Erläuterungen zu Vorbereitung und Nutzung der Anwendung. 95

98 Vorbereitung Einlesen von bereits durchgeführten Aufträgen in Tabellenblatt historische Daten : a. nach einzelnen Positionen mit jeweiliger Entnahme unterteilt und b. nach Mitarbeitern sortiert c. es wird empfohlen, eine möglichst große Menge an historischen Daten einzulesen, jedoch sollen alle betrachteten Aufträge unter ähnlichen Bedingungen kommissioniert worden sein Spalte A: Auftrags-ID Spalte B: Positions-ID Spalte C: Anzahl der Entnahmen pro Positions-ID Spalte D: Erfasste-Bearbeitungsdauer des Auftrags Spalte E: Bearbeitet von Mitarbeiter X (optional) Regression erfolgt dann allgemein Einlesen der anstehenden Aufträge in anstehende Aufträge : Spalte A: Auftrags-ID Spalte B: Positions-ID Spalte C: Anzahl der Entnahmen pro Positions-ID 96

99 Durchführung der Anwendung Schritt 1: In aggreg. anst. Aufträge : Spalte Z - Button Start drücken Schritt 2: Untersuchung ob in aggreg. hist. Daten in der Zelle (Zeile 2, Spalte F) die Anzahl der Aufträge aufsummiert wurde Wenn die Zelle leer ist, wird abfragt, ob die Daten aggregiert werden sollen: - Ja Erzeugt aggregierte historische - Nein Abbruch der Berechnung 97

100 Schritt 3: Starten der Aggregation mit OK Schritt 4: Abschluss bestätigen mit OK Schritt 5: Untersuchung ob in aggreg. hist. Daten bereits Regressionsanalysen durchgeführt wurden Falls noch keine Regressionsanalyse durchgeführt wurde, wird abgefragt, ob dies jetzt geschehen soll: - Ja Durchführen der Regression - Nein Abbruch 98

101 Schritt 6: Regression bestätigen mit OK Schritt 7: Ja : nur bei Angabe von Mitarbeitern in historische Daten (Spalte E), sonst mit Nein fortfahren Entscheidung: Ja : Auftragsverteilung auf Basis der Mitarbeiter aus historische Daten 99

102 Nein : Auftragsverteilung erfolgt nach allgemeiner Regression: - Gewünschte Anzahl (1-20) der Kommissionierer eingeben Auftragsverteilung auf entsprechende Anzahl Bei Anzahl = 0: Bei Anzahl > 20: Jeweils nach Button Start mit Schritt 5 fortfahren. 100

103 Interpretation der Ergebnisse Bestimmung der benötigten Mannstunden für eine Sammlung von anstehenden Aufträgen Bei Schritt 7 mit Nein antworten und 1 Kommissionierer eingeben. Die Bearbeitung aller Aufträge entspricht einem prognostizierten Volumen von 2910 Minuten. Einschätzung der Anzahl von Kommissionierern, die für eine Schicht oder für einen Tag benötigt wird Bei Schritt 7 mit Nein antworten und Anzahl Kommissionierer empirisch bestimmen. Annahme einer 8-Stundenschicht, die einer verfügbaren Zeit von 480 Min. je Mitarbeiter entspricht. 101

104 Es werden mindestens 6 Kommissionierer zur Bearbeitung aller Aufträge in einer Schicht benötigt. Identifizierung des schnellsten Kommissionierers für einen Eilauftrag Beispiel: Auftrag Nr. 181 ist ein Eilauftrag. Er wird Herrn Weber zugeordnet. Ein Eilauftrag kann man durch den Mitarbeiter mit der schnellsten prognostizierten Zeit bearbeiten lassen. Gleichmäßige Verteilung des Kommissionieraufwands an die anwesenden Kommissionierer Die vorhandenen Mitarbeiter erhalten vom Zeitumfang gleich große Auftragsstapel. 102

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