Analytische Untersuchung der Flexibilität von Logistiksystemen am Beispiel von Kommissioniersystemen

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1 Analytische Untersuchung der Flexibilität von Logistiksystemen am Beispiel von Kommissioniersystemen Dipl.-Wirtsch.-Ing. Stefan Galka Dipl.-Inf. Alexander Ulbrich Prof. Dr.-Ing. Willibald A. Günthner Logistikinnovationen Erfolg in einem vernetzten Europa Ludwigsfelde, 11.September 2008 fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München

2 Lehrstuhl für Fördertechnik, Materialfluss, Logistik der TU München 43 Mitarbeiter, davon 33 Wissenschaftler einige Forschungsschwerpunkte des Lehrstuhls: RFID Computerintegrierte Planung und Simulation von Logistiksystemen Flexible Materialflusssysteme für die Produktion Lager- und Materialflusstechnik 2

3 Der rote Faden 3

4 Was wird unter Flexibilität verstanden? flexibel nicht flexibel keine einheitliche Definition des Begriffes Flexibilität Modewort mit vielschillerndem Inhalt Flexibilität ist die Reaktionsfähigkeit und schnelligkeit um sich auf verändernde Anforderungen einzustellen 4

5 Warum muss ein Logistiksystem flexibel sein? 5

6 Flexibilität - Ein strategischer Erfolgsfaktor Beurteilung von Einflussfaktoren (in % der Befragten, Mehrfachantworten möglich) Heute Wird wichtiger? Produktqualität 91% 32% Kundenservice 90% 56% Flexibilität Produktinnovationen 83% 77% 52% 61% Quelle: Geissbauer, D heuer, PRTM Management Consultans GmbH, Frankfurt a.m. Reaktion auf die Dynamisierung der Märkte (in % der Befragten Unternehmen, die der Aussage zugestimmt haben) Flexibilisierung der Logistikstrukturen 89% Neue Arbeitszeitmodelle Anpassung der Planungsverfahren 68% 74% Erhöhung der Technologieintensität Verringerung der Sendungsgrößen 52% 52% Quelle: Trends und Strategien in der Logistik", Frank Straube, Bdeutscher Verkehrs-Verlag 6

7 Wie wird die Flexibilität von Logistiksystemen bewertet? Bewertung der Flexibilität von Logistiksystemen Erfüllung der Forderungen Flexibles Logistiksystem Forderung Wirtschaftlichkeit Anforderungen definieren Festlegen von Szenarien (Prognosen) Sensitivitätsanalysen Hochrechnung der vorliegenden Anforderungen Anpassungsmöglichkeiten analysieren Zugang zu zusätzlichen Ressourcen (Mietstapler, Zeitarbeit, ), Kosten und Zeit für die Beschaffung Anmietung zusätzlicher Flächen, Kosten und Zeit für die Anmietung Quantitative Bewertung Ermittlung der notwendigen Kapazität in Abhängigkeit der geforderten Leistung Berechnung der Investitionen und Kosten für die Kapazität Berechnung von Leistungs- und Kostenkennzahlen (Zeit pro Position, Kosten pro Position) Qualitative Bewertung Bewertung der Reaktionszeit Bewertung ob die benötige Anzahl von Ressourcen lokal / national / international zugänglich ist. Bewertung der Kosten hinsichtlich der am Markt durchsetzbaren Kosten 7

8 Wann ist ein Logistiksystem flexibel? 8

9 Leistungsermittlung von Logistiksystemen Logistiksysteme logistisches System dient der raum-, zeit-, art- und mengenmäßigen Veränderung von Gütern Systemtypen Transportsysteme Lager- und Kommissioniersysteme Leistung von Logistiksystemen Anzahl der vollzogenen Prozesse zur Raum- und Zeitveränderung von Gütern bezogen auf eine Zeiteinheit Kommissioniersysteme Anzahl Aufträge pro Zeiteinheit Anzahl Positionen pro Zeiteinheit 9

10 Kommissioniersysteme Spektrum von Kommissioniersystemen steigender Anteil manueller Prozesse steigender Automatisierungsgrad Komplexität von Kommissioniersystemen heterogene Kommissioniersysteme Vielzahl von Gestaltungsmöglichkeiten Wechselwirkungen B,C-Artikel A-Artikel heterogenes Kommissioniersystem 10

11 Vorgehen bei der Untersuchung von Kommissioniersystemen (1) Analytische Modellierung von Kommissioniersystemen zur systematischen Planungsunterstützung (DFG-Forschungsauftrag GU 427/4-2) Bearbeitungszeitraum: Juni 2007 Mai 2009 Untersuchung von Kommissioniersystemen Ist-Analyse Toolbox für die Untersuchung von Kommissioniersystemen Anforderungen definieren Kommissioniersystem beschreiben Effektive Leistung ermitteln Kennzahlen ermitteln Entscheidungsfindung 11

15 Modellierung von Kommissioniersystemen HRL (Reservelager) Ware-zur-Person (AKL und Kommissionierplatz) Person-zur-Ware (Fachbodenregal ) Versand Warenausgang/ Wareneingang Warenausgang/ Wareneingang Verwaltung/ Sozialräume 15

16 Modellierungselemente Bausteine für Kommissionierverfahren klassisches Kommissionieren Kommissionieren mit Vertikalkommissionierer Pick-Station (Ware zur Person) Bausteine für das Reservelager Palettenregalanlage und Gabelstapler automatisches Hochregallager Bausteine für die Zusammenführung Packplatz Transportbausteine Transport mit Gabelstapler Transport mit Wagen Transport auf Fördertechnik 16

17 Standardbausteine für die Modellierung Standardlayout Aufgabe der Bausteine formale Beschreibung eines Bestandteils des Logistiksystems. Nachschub Kommissionierverfahren Versand / Zusammenführung Formale Beschreibung eines Kommissionierverfahrens parametrierbares Standardlayout Prozess Verweis auf Werkzeuge und Methoden für die Leistungsberechnung Verweis auf benötigte Daten Prozessschritte Behälteraufnahme Bewegung Entnahme Abgabe Konsistenz-Kontrolle Verknüpfungsmatrix 1 Alternativen für einen Prozessschritt ohne Bestätigen mit Bestätigen mit Scannen des Lagerfaches 17

18 Die drei Ebenen der Modellierung von Kommissioniersystemen Flussebene / Modell Bausteinebene Layout Werkzeuge Daten Prozess Zeitstandards Prozessebene Prozessschritte Einflussgrößen 18

19 Prozessebene 19

20 20 Ermittlung von Einflussfaktoren 1) ten Hompel, M; Kay Hömber: Übersicht analytischer Berechnungsverfahren in Kommissioniersystemen. = = + = n r r k C G G G GW k L L n M r n M M r M N s λ = = + = n r r k C G G G GW k L L n M r n M M r M N s λ

21 Die drei Ebenen der Modellierung von Kommissioniersystemen Flussebene / Modell Bausteinebene Layout Werkzeuge Daten Prozess Zeitstandards Prozessebene Prozessschritte Einflussgrößen 21

22 Effektive Leistung Wareneingang Modell Systemgrenze Effektive Leistung berücksichtigt die Auftragssituation und die theoretische Leistung Reservelager Baustein Handling im Reservelager (Ein- und Auslagerung) Kom.-verfahren 1 Baustein Aufwand Kommissionierung Aufwand Nachschub Kom.-verfahren 2 Baustein Aufwand Kommissionierung Aufwand Nachschub Zusammenführung Baustein Aufwand Zusammenführung Warenausgang in λ KB1 ( t ) in in1 λ ( t ) λ ( t ) TB ZF λ in2 ZF ( t ) μ KB1 ( t ) out λ KB1 () t out λ TB ( t ) μ ( t ) ( t ) TB μ ZF out λ ZF ( t ) 22

23 Datenbank für die Speicherung aller Ergebnisse DatKom 23

24 Verdichtung der Ergebnisse zu Kennzahlen Kommissionierauftrag Nachschubaufwand Greifzeit / Pos. Wegzeit / Pos. Basiszeit / Pos. Transportzeit / Pos. Greifzeit / Artikel & Tag Wegzeit / Artikel & Tag Basiszeit / Artikel & Tag Transportzeit / Artikel & Tag An Kom Zeit / Pos. Zeit / Artikel & Tag DatKom Kennzahlen Investitionsrechnung Zeit / Pos. Pos. / Tag Pos. / MA Greifzeit % Wegzeit % Basiszeit % Kosten / Pos. Kosten / Auf. KW Invest Kostenrechnung Plan Kom 24

25 mögliche Ergebnisse Gesamtzeit pro Position 80 sec 70 sec 4 p/o 8 p/o Zeit pro Position 60 sec 50 sec 40 sec 30 sec 20 sec 10 sec 0 sec 0,60 EUR Anzahl Zonen 0,50 EUR 4 p/o 8 p/o Kosten pro Position 0,40 EUR 0,30 EUR 0,20 EUR 0,10 EUR 0,00 EUR

26 Zusammenfassung und Ausblick Flexibilität von Logistiksystemen ist ein wichtiger Erfolgsfaktor Bei der Planung ist die Flexibilität von Logistiksystemen berücksichtigen Ein analytisches Modell zur Bewertung der Leistung von Logistiksystemen ermöglicht: Schnelle Ermittlung von Leistungskennzahlen Sensitivitätsanalysen Eine Erhöhung der Transparenz in der Entscheidungsfindung (Reduzierung der subjektiven Faktoren) Die vorgestellte Modellierung von Kommissioniersystemen kann um weitere logistische Funktionen erweitert bzw. adaptiert werden 26

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 27

28 Literatur Ansoff, H.: Corporate Strategy. New York, 1965 Behrbohm, P.: Flexibilität in der Produktion. In: Kern, W.; Schröder, H.; Weber, J. (Hrsg.): Handwörterbuch der Produktionswirtschaft. Stuttgart, 1985, S Geissbauer, R; D heuer, M: Nicht flexibel genug. In Logistik heute 6/2008 S Kaluza, B.: Flexibilität, betrieblich. In: Wittmann, W.; Kern, W. et. Al. (Hrsg): Handwörterbuch der Betriebswirtschaft. Stuttgart, 1993 Sp Straube, F; Dangelmaier, W; Günthner, W; Pfohl, H: Trends und Strategien in der Logistik Ein Blick auf die Agenda des Logistik-Management Deutscher Verkehrs-Verlag, Bremen, ten Hompel, M.; Heidenblut, V.: Taschenlexikon Logistik. Springer, Berlin ten Hompel, M; Kay Hömber: Übersicht analytischer Berechnungsverfahren in Kommissioniersystemen. In Beiträge zu einer Theorie der Logistik, Nyhuis, P. (Hrsg.), Springer, Berlin 2008 ten Hompel, M.; Schmidt, T., Nagel, L.: Materialflusssysteme. Springer, Berlin Voigt, K; Schorr, S.: Die Evolution des Flexibilitätsbegriffs hin zur Vison der Supra-Adaptivität. In: Günther, W. (Hrsg.): Neue Wege in der Automobiellogistik. Heidelberg, 2007, S