Skript. Innerbetriebliche Transport-, Umschlag- und Lagersysteme. Übungen

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1 Westsächsische Hochschule Zwickau (FH) University of Applied Sciences Skript Innerbetriebliche Transport-, Umschlag- und Lagersysteme Übungen Prof. Dr.-Ing. Andrea Kobylka Januar 2005

2 Übersicht der Übungen TUL - Hilfsmittel (Vorlesung Kap. 3) Übung 1 Ermittlung der Füllstückzahl eines Behälters Lagersysteme (Vorlesung Kap. 4) Übung 2 Dimensionierung eines Palettenlagers Übung 3 Dimensionierung eines Blocklagers Übung 4 Ermittlung des maximalen Lagerbestandes Kommissioniersysteme (Vorlesung Kap. 5) Übung 5 Dimensionierung eines Kommissioniersystems Transportsysteme (Vorlesung Kap. 6) Übung 6 Erstellung von Transportmatrizen Übung 7 Ermittlung von Transportspielzeiten Übung 8 Dimensionierung des Transportsystems Materialflussanalyse (Vorlesung Kap. 7) Übung 9 ABC-Analyse Übung 10 Prozesskettenanalyse Übung 11 Ermittlung und Erhöhung der Verfügbarkeit verketteter Systeme Übung 12 Optimierung von Transportmatrizen (Modifiziertes Dreiecksverfahren von Schmigalla) Übung 13 Optimierung von Transportmatrizen (Martinverfahren) Seite 2

3 Übung 1 Ermittlung der Füllstückzahl eines Behälters Für ein quaderförmiges Produkt (Länge 145 mm, Breite 95 mm und Höhe 70 mm; Gewicht 520 g) ist die maximale Füllstückzahl für einen vorgegebenen Behälter (RL-KLT 6428; Traglast 20 kg) zu bestimmen (siehe dazu auch Bild 1). Bild 1: Produkt und gewählter Behältertyp Ermitteln Sie: 1. Die maximale Füllstückzahl entsprechend der Volumenauslastung 2. Die maximale Füllstückzahl entsprechend der Traglast 3. Die maximale Füllstückzahl entsprechend der Stapelordnung Seite 3

4 Übung 2 Dimensionierung eines Palettenlagers In einem Eingangslager werden drei verschiedene Produkte in drei Gebindearten angeliefert, die Analyse des Lagerbedarfes ergab folgende Mengen: 1. Europalettengebinde (800x1000x990) 96 Gebinde maximal 2. Industriepalettengebinde (1200x1000x990) 80 Gebinde maximal 3. Kunststoff-GLT (1200x1000x975) 48 Gebinde maximal 1. Ermitteln Sie für diesen Lagerbedarf die erforderliche Lagertechnik bei Lagerung in einem Palettenlager mit 6 Ebenen und bei 80% Auslastung! 2. Geben Sie die Hubhöhe an, die ein Gabelstapler dabei realisieren muss! 3. Ermitteln Sie für einen späteren Lagervergleich Bruttolagerfläche, Nettolagerfläche, Flächennutzungsgrad, Raumnutzungsgrad sowie Höhennutzungsgrad (lichte Hallenhöhe 7,5 m)! Hinweis: Die Breite der Ständer sowie die Höhe der Traversen sind mit 100 mm anzunehmen. Die erforderliche Arbeitsgangbreite beträgt 3,50 m. Seite 4

5 Übung 3 Dimensionierung eines Blocklagers In einem Eingangslager werden drei verschiedene Produkte in drei Gebindearten angeliefert, die Analyse des Lagerbedarfes ergab folgende Mengen: 1. Europalettengebinde (800x1000x990) 96 Gebinde maximal 2. Industriepalettengebinde (1200x1000x990) 80 Gebinde maximal 3. Kunststoff-GLT (1200x1000x975) 48 Gebinde maximal 1. Ermitteln Sie für diesen Lagerbedarf die erforderliche Lagerfläche bei Lagerung in einem Blocklager bei 80% Auslastung! 2. Geben Sie die Hubhöhe an, die ein Gabelstapler dabei realisieren muss! 3. Ermitteln Sie für einen späteren Lagervergleich Bruttolagerfläche, Nettolagerfläche, Flächennutzungsgrad, Raumnutzungsgrad sowie Höhennutzungsgrad (lichte Hallenhöhe 7,5 m)! 4. Vergleichen Sie die Lagerkenngrößen von Paletten- und Blocklager! Hinweis: Die erforderliche Arbeitsgangbreite beträgt 3,50 m. Seite 5

6 Übung 4 Ermittlung des maximalen Lagerbestandes Die Ermittlung des Stellplatzbedarfes ist wichtigste Grundvoraussetzung für die Auswahl des richtigen Lagertyps sowie zur richtigen kapazitiven Auslegung eines Lagers. Die Unterdimensionierung von Lagern kann zu einem Zusammenbruch der logistischen Prozesse führen, die Überdimensionierung zu überhöhten, nicht notwendigen Investitionen in Lagertechnik sowie Fläche bzw. Raum. In der Datei Übung Lagerbestand-Ausgangsdaten.xls sind im Blatt Ermittlung Lagerbestand 10 Produkte mit ihren jeweiligen Verbrauchs- und Sicherheitsbestandsdaten aufgeführt, die als Palettengebinde in einem Palettenlager gelagert werden sollen. Die 10 Produkte werden wöchentlich von verschiedenen Lieferanten angeliefert. Ermitteln Sie den Stellplatzbedarf für diese 10 Produkte unter Berücksichtigung der bereits in der Tabelle angegebenen Restriktionen bei 80% Auslastung des Lagers! Treffen Sie die Entscheidung zu den Lieferterminen so, dass daraus ein minimaler Stellplatzbedarf resultiert. Seite 6

7 Übung 5 Dimensionierung eines Kommissioniersystems Im Kommissionierlager eines Buchversandhauses wurde aufgrund steigender Umsatzzahlen das Kommissionierlager erweitert. Die Kommissionierung soll weiterhin manuell nach dem Mann-zur-Ware-Prinzip durchgeführt werden. Folgende Daten sind zur Kommissionierung bekannt: Tabelle 1: Kommissionierdaten Übernahme eines Kundenauftrages und Aufnahme eines passenden 60 Kommissionierbehälters incl. persönliche Verteilzeit [sec] Weg zum nächsten Artikel / zum Versand [sec] 100 Artikel suchen, mit Scanner Auswahl bestätigen [sec] 15 Artikel entnehmen, Etikett aufkleben, Artikel in Behälter ablegen, Entnahme 10 bestätigen [sec] Durchschnittliche Anzahl Artikel je Kundenauftrag 5 Kundenaufträge pro Tag 500 Betriebszeit pro Tag [h] 14 Arbeitszeit pro Person und Tag [h] 3,5 Ermitteln Sie: 1. die durchschnittliche Kommissionierzeit für einen Auftrag 2. die Anzahl des benötigten Kommissionierpersonals, wenn von einer gleichmäßigen Auftragsbelastung ausgegangen wird. Seite 7

8 Übung 6 Erstellung von Transportmatrizen In einer Fertigung bestehend aus 8 Fertigungsplätzen sollen die Erzeugnisse A, B und C hergestellt werden. Für die weitere Planung sind die Varianten total zentrale und total dezentrale Lagerung bezüglich ihrer Transportaufwände zu analysieren. Das Wareneingangslager dient im Falle der total zentralen Zwischenlagerung gleichzeitig als Zwischenlager. Die Transportintensitäten sowie die Fertigungsreihenfolgen sind Tabelle 2 zu entnehmen. Tabelle 2: Fertigungsvorgangsfolgen Übung 8 Produkt Lose pro Woche Fertigungsvorgangsfolge A 50 1, 3, 4, 8, 7, 8, B 25 3, 1, 4, 2, 5, 6 C 125 5, 6, 4, 3, 5, 7 1. Erstellen Sie die absolute richtungsorientierte Transportmatrix für a) eine total dezentrale Zwischenlagerung b) eine total zentrale Zwischenlagerung 2. Erstellen Sie die relative nichtrichtungsorientierte Transportmatrix für die total dezentrale Zwischenlagerung! 3. Erstellen Sie die richtungsorientierte Verbindungsmatrix für die total zentrale Zwischenlagerung! Wie könnte eine kombinierte Lagerung in Transportmatrizen abgebildet werden? Seite 8

9 Übung 7 Ermittlung von Transportspielzeiten In einer Fertigung bestehend aus 8 Fertigungsplätzen sollen die Erzeugnisse A, B und C hergestellt werden. Für die weitere Planung sind die Transportspielzeiten für alle anfallenden Transporte zu ermitteln. Dabei sind zum einen die beiden Layoutvarianten (siehe Arbeitsblatt Bild 2 und Bild 3) und zum anderen die beiden Lagervarianten (a) total dezentrale Lagerung (b) total zentrale Lagerung zu unterscheiden. Es ist zu entscheiden, welche Transporte im Einzelspiel und welche Transporte im Doppelspiel durchgeführt werden. Die Fertigungsreihenfolgen sind Tabelle 3 zu entnehmen (analog zu Übung 6). Tabelle 3: Fertigungsvorgangsfolgen Übung 6 Produkt Fertigungsvorgangsfolge A 1, 3, 4, 8, 7, 8, B 3, 1, 4, 2, 5, 6 C 5, 6, 4, 3, 5, 7 Es ist davon auszugehen, dass die zu ent- und beladenden LKW s in einer Schleuse vor dem Hallentor stehen, Seitenbe- und -entladung durchgeführt wird und eine mittlere Wegstrecke von / bis zum Tor von 10 m zurückzulegen ist. Folgende Zeitbestandteile sind der Berechnung zugrunde zu legen: Behälter von Flurebene aufnehmen und wegfahren 18,5 sec Behälter von 1250 mm Höhe aufnehmen und wegfahren 26,5 sec Behälter von 2500 mm Höhe aufnehmen und wegfahren 35,5 sec Behälter auf Flurebene absetzen 21,0 sec Behälter auf 1250 mm Höhe absetzen 29,5 sec Behälter auf 2500 mm Höhe aufnehmen und wegfahren 43,0 sec Behälter im LKW aufnehmen/absetzen 20,0 sec Geschwindigkeit incl. Beschleunigungs- und Bremszeiten 100m/min Seite 9

10 Bild 2: Layoutvariante I Tor FP 8 FP 1 FP 3 FP 4 FP 5 FP 7 FP 6 FP 2 Warenausgang Lager Wareneingang Layout II 1 m 1 m 1 m 1 m Tor Wareneinund -ausgang FP 1 FP 7 FP 6 Layout I Lager FP 5 FP 3 FP 4 FP 2 FP 8 Bild 3: Layoutvariante II Seite 10

11 Übung 8 Dimensionierung des Transportsystems Ermitteln Sie basierend auf den in Übung 7 ermittelten Transportspielzeiten (4 Varianten) sowie den in Übung 6 ermittelten Transportintensitäten den Bedarf an E- Gabelstaplern für die 4 Layout-Lagerstrategie-Varianten. Es ist davon auszugehen, dass in dem betrachteten Fertigungsbereich zweischichtig mit einer Gesamtproduktivzeit von 15 Stunden gearbeitet wird, die Gabelstapler per Batterie betrieben werden und eine technische Verfügbarkeit von 98% aufweisen. Vergleichen und diskutieren Sie die Ergebnisse! Seite 11

12 Übung 9 ABC-Analyse Führen Sie für die in der Datei Übung ABC-Analyse Ausgangsdaten.xls bzw. in Tabelle 4 gegebenen 10 Produkte eine ABC-Analyse bzgl. der Beschaffungskosten durch. Auf Basis dieser Analyse ist zu entscheiden, bei welchen Teilen versucht werden sollte, die Beschaffungskosten zu senken, um mit relativ geringem Verhandlungsaufwand einen möglichst hohen Kostensenkungseffekt zu erreichen. Artikel Verbrauch/a [TStck] Preis [ /Stck] , ,5 18, , , , , , , , ,5 38,00 Tabelle 4: Ausgangsdaten ABC-Analyse Seite 12

13 Übung 10 Prozesskettenanalyse Sie haben gerade erfahren, dass am kommenden Sonntag Freunde zu Besuch kommen und Sie wollen ihnen zu Mittag Miracoli servieren. 1. Erstellen Sie die komplette Prozesskette für die Realisierung des Mittagessens am Sonntag bezogen auf das Gericht! 2. Erstellen Sie einen I/O-Graph für das Kochen! 3. Erstellen Sie mit Hilfe der Inhaltsangabe auf der Packung (siehe Bild 4) eine Strukturstückliste! (Mengenangaben bleiben unberücksichtigt) Bild 4: Zubereitungshinweise und Inhalt von Miracoli /Quelle: Verkaufspackung Miracoli/ Seite 13

14 Übung 11 Ermittlung und Erhöhung der Verfügbarkeit verketteter Systeme Die Gesamtverfügbarkeit von Systemen kann entscheidend über die Installation von Reserveelementen beeinflusst werden. In einer starr verketteten Fertigungslinie sind zwei Anlagen mit relativ hoher Ausfallwahrscheinlichkeit integriert. Ermitteln Sie bei Vorgabe der Zuverlässigkeit der Einzelelemente der Linie (Bild 5) die Gesamtzuverlässigkeit der Linie ohne und mit Installation von redundanten Elementen für die beiden kritischen Anlagen. Erörtern Sie Möglichkeiten, den Produktionsausstoß der Linie zu erhöhen! 0,98 0,99 0,92 0,99 0,91 0,98 0,98 Bild 5: Einzelverfügbarkeiten der Elemente einer starr verketteten Fertigungslinie Seite 14

15 Übung 12 Optimierung von Transportmatrizen (Modifiziertes Dreiecksverfahren von Schmigalla) In einer Fertigung bestehend aus 5 Fertigungsplätzen sollen die Erzeugnisse A, B und C hergestellt werden. Die Transportintensitäten sowie die Fertigungsreihenfolgen sind Tabelle 5 zu entnehmen. Die Fertigungsplätze 4 und 5 werden durch 1 Person in Mehrmaschinenbedienung bedient. Für alle anderen Fertigungsplätze gilt: z MMB =1.Aufgrund der baulichen Gegebenheiten des Gebäudes ist eine zweireihige Anordnung der Strukturelemente entlang eines Transportweges zwingend. 1. Ermitteln Sie die räumliche Struktur unter Einbeziehung des Ein- und Ausgangslagers mit Hilfe des modifizierten Dreiecksverfahrens! Tabelle 5: Produkte und Fertigungsvorgangsfolgen Übung 9 Erzeugnis Transportintensität in t/a Fertigungsfolge A 75,9 1, 2, 3, 4, 5 B 92,0 1, 3 C 62,1 2, 3, 2, 5 Seite 15

16 Arbeitsblatt Übung 9 Gesamtintensität (relativ): Seite 16

17 Übung 12 Optimierung von Transportmatrizen (Martinverfahren) In einer Fertigung bestehend aus 5 Fertigungsplätzen sollen die Erzeugnisse A, B und C hergestellt werden. Die Transportintensitäten sowie die Fertigungsreihenfolgen sind Tabelle 6 zu entnehmen. Aufgrund der baulichen Gegebenheiten des Gebäudes ist eine einreihige Anordnung der Strukturelemente entlang eines Transportweges zwingend. 1. Ermitteln Sie die räumliche Struktur unter Einbeziehung des Ein- und Ausgangslagers mit Hilfe des Verfahrens von MARTIN! 2. Vergleichen Sie Ausgangssituation und Lösung anhand der Transportmatrizen! Tabelle 6: Produkte und Fertigungsvorgangsfolgen Übung 10 Erzeugnis Transportintensität in Fertigungsfolge Behälter/Monat A 200 2, 5, 1, 3 B 300 4, 3 C 500 2, 1, 4, 3 Seite 17

18 Arbeitsblatt zu Übung 10 Anordnungsreihenfolge: Layoutlösung (Skizze): Seite 18