Schnelle Konsolidierung und Dekonsolidierung von ... - bei ISETEC-II
Schnelle Konsolidierung und Dekonsolidierung von ... - bei ISETEC-II
Schnelle Konsolidierung und Dekonsolidierung von ... - bei ISETEC-II
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
RoboCon<br />
<strong>Schnelle</strong> <strong>Konsolidierung</strong> <strong>und</strong> <strong>Dekonsolidierung</strong><br />
<strong>von</strong> Seecontainern mittels Robotik <strong>und</strong><br />
dynamischer Beladungsplanung<br />
Projektpartner<br />
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Rahmendaten<br />
Projektbeginn: 01.09.2008<br />
Projektende: 29.02.2012<br />
Federführer: BLG Logistics Group<br />
Wolf Lampe<br />
BLG Logistics Group AG & Co. KG
� Projektmotivation<br />
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Aufbau<br />
� <strong>Konsolidierung</strong> / Stuffing - Projektansatz, Vorgehen,<br />
Ergebnisse<br />
� <strong>Dekonsolidierung</strong> / Stripping - Projektansatz, Vorgehen,<br />
Ergebnisse<br />
� Fazit<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
2 / 19
Mangelnde Planungsintegration<br />
<strong>von</strong> Beladungsabläufen sowie die<br />
sie umgebenden Materialflüsse<br />
<strong>und</strong> Prozesse<br />
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Motivation<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
Logistische Kette nahezu<br />
vollständig automatisiert<br />
-> jedoch keine<br />
Automatisierung <strong>von</strong><br />
Stuffing <strong>und</strong> Stripping der<br />
Seecontainer<br />
3 / 19
Stripping<br />
Anfang<br />
1 – Fachkonzept<br />
2 – Konstruktion<br />
3 – Fertigung<br />
4 – System-Set-Up<br />
5 – Nutzung<br />
Realumgebung<br />
6 – Leistungsdokumentation<br />
Ende<br />
Abbruch<br />
Abbruch<br />
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Business Case abgrenzen (HB,HH,BHV)<br />
Prozessanalyse<br />
Analyse des log. Umfelds<br />
Analyse des technischen Systems<br />
Freigabe Konstruktionsphase<br />
Mechanische Konstruktion<br />
Elektrische Konstruktion<br />
Systemvariantenkonfiguration <strong>und</strong><br />
Modularisierung<br />
Freigabe Fertigungsphase<br />
Ar<strong>bei</strong>tsvorbereitung<br />
Komponentenbeschaffung<br />
Teilefertigung<br />
Freigabe Montagephase<br />
Vor-Montage<br />
In-house-Montage Gesamtsystem<br />
In-house-Funktionstests<br />
Freigabe Integrationsphase<br />
Dekomposition <strong>und</strong> Verbringung<br />
Systemaufbau <strong>und</strong> Inbetriebnahme<br />
Systemanlaufphase<br />
Testphase<br />
Leistungstests<br />
Freigabe Evaluationsphase<br />
Statist. Erhebung <strong>und</strong> Auswertung<br />
Testphase<br />
Auswertung Leistungstests<br />
Wirtschaftlichkeitsrechnung<br />
Dokumentation<br />
Fachkonzept<br />
Fachkonzept<br />
Vorgehen<br />
Prototypentwicklung<br />
Applikationsentwicklung<br />
Labor- <strong>und</strong> Feldtests<br />
Verfahrenevaluation<br />
Wirtschaftlichkeit<br />
Wirtschaftlichkeit<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
Nachweis<br />
Praxistauglichkeit<br />
Stuffing<br />
4 / 19
Projektansatz in der <strong>Konsolidierung</strong> - Fokus<br />
CKD (Completly-Knocked-Down)<br />
� Versand <strong>von</strong> Fahrzeug-Bausätzen<br />
durch Automobilhersteller<br />
� Fahrzeugmontage im Zielland<br />
Aufgabe der BLG<br />
� Bündelung der<br />
Fahrzeugkomponenten zu<br />
Packstücken (Montageprozess)<br />
� Container –Stuffing<br />
(Containerisierungsprozess)<br />
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
5 / 19
Wareneingang<br />
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Projektansatz für die <strong>Konsolidierung</strong> -<br />
Artikellager<br />
Herausforderungen<br />
CKD-Prozesse der BLG<br />
Montage<br />
Zwischenlager <br />
Containerisierung<br />
Praktische Herausforderungen<br />
� Wareneingang in Menge <strong>und</strong> Zeitpunkten nicht exakt vorhersehbar<br />
� Reihenfolgenkonflikt zwischen Montage <strong>und</strong> Containerisierung durch<br />
differente Losfertigung<br />
Wissenschaftliche Problemklassifizierung/Herausforderungen<br />
� Ablaufplanung mehrstufiger Batchproduktion mit stufenspezifischen<br />
inkompatiblen Auftragsfamilien<br />
� Integrative Ablauf- <strong>und</strong> Stauplanung<br />
� Beachtung der Wareneingangsdynamik durch Modifikation der<br />
Ablaufplanung <strong>und</strong> Staupläne<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
Containerlager <br />
Schiffsabfahrt<br />
6 / 19
Wareneingang<br />
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Artikellager<br />
Montage<br />
Lösung<br />
Zwischenlager<br />
Planungsablauf<br />
Containerisierung<br />
• Umfangreiche Planungsparameter ermöglichen retrograde Planung<br />
• Anwendung <strong>von</strong> Heuristiken für Stau- <strong>und</strong> Ablaufplanung<br />
• Initiale Planung nach Auftragserhalt<br />
1. Generierung <strong>von</strong> Stauplänen<br />
2. Ablaufplanung der Containerisierung (beachtet Schiffsabfahrten)<br />
3. Bildung <strong>von</strong> Montagelosen<br />
4. Ablaufplanung der einzelnen Packflächen in der Montage<br />
• Planungsmodifikation <strong>bei</strong> mangelnder Umsetzbarkeit v. Ablaufplan<br />
1. Nächtliche Überprüfung der Packstückfertigungen des Folgetags<br />
2. Modifikation der Ablaufpläne anhand 6 verschiedener Strategien<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
Containerlager <br />
Schiffsabfahrt<br />
7 / 19
Evaluation der prototypischen Anwendung<br />
Strukturelle Rahmenbedingungen<br />
• Backtesting: Evaluation anhand historischer Daten<br />
• Untersuchungszeitraum: 20.07.2011 bis 20.10.2011<br />
• Rollierende Planung mit monatlicher Erstellung eines Ablaufplans<br />
sowie dazwischen stattfindenden Planungsmodifikationen<br />
• Personalkapazität ist identisch für operativen sowie Planungsfall<br />
Analyseschwerpunkte<br />
• Verfahrensauswirkungen auf Materialfluss sowie mit den damit<br />
zusammenhängenden Kostenstellen<br />
• Keine nennenswerten Investitionskosten, daher Differenzbetrachtung<br />
der verursachten Kosten<br />
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
8 / 19
Ergebnisse der <strong>Konsolidierung</strong>s–Evaluation<br />
MPP -<br />
Eingang<br />
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Wartezeit<br />
Lieferung<br />
Wareneingang<br />
Wartezeit<br />
Auftrag<br />
Montage<br />
Zwischen<br />
-lager<br />
Container<br />
-isierung<br />
❶ ❷ ❸<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
Container<br />
-lager<br />
Schiffsabfahrt<br />
Kennzahl Operativ Planung Differenz<br />
❶ Verweildauer im Artikellager (Tage) 4,7 24,52 +522%<br />
❷ Verweildauer im Zwischenlager (Tage) 6,13 1,67 -73%<br />
❸ Verweildauer im Containerlager (Tage) 4,08 0 -100%<br />
Flächenbedarf im Artikellager (Ø/max m²) 1250/1854 6663/7910 +533%/+426%<br />
Flächenbedarf im Zwischenlager (Ø/max m²) 2961/4138 728/1567 -75%/-62%<br />
Flächenbedarf im Containerlager (Ø/max m²) 1149/1991 0/0 -100%/-100%<br />
Anzahl der Container (20GP/40GP/40HC) 97/141/ 184/1054/ +90%/+748%/<br />
912<br />
0<br />
-100%<br />
Containerbewegungen 4072 1772 -56%<br />
Staueffizienz in % 68,29 69,35 +1,6%<br />
Luftfracht in KG 0 5174 +100%<br />
9 / 19
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Wirtschaftlichkeit<br />
• Reduktionen <strong>bei</strong> Zwischenlagerung sowie Containerlagerung<br />
<strong>und</strong> -bewegungen im Logistikzentrum versprechen<br />
substantielle Kostensenkungen.<br />
• Dieses Potential wird zwar durch erkennbare Steigerung <strong>von</strong><br />
Artikellagerung <strong>und</strong> Luftfracht fast halbiert, ist aber immer<br />
noch interessant.<br />
• Das Einsparpotential betrifft sowohl heute vom Logistiker<br />
getragene Kosten, als auch Kosten, die jetzt der K<strong>und</strong>e trägt.<br />
• Das System greift dann vollständig, wenn auch der<br />
Materialzufluss gesteuert werden kann.<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
10 / 19
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Projektansatz in der <strong>Dekonsolidierung</strong><br />
• Entwicklung eines schnellen Robotiksystems für das<br />
automatische Stripping <strong>von</strong> Seecontainern<br />
• Umfangreiches Stückgutspektrum <strong>und</strong> Stückgutgewicht<br />
• Erhöhung der Entladegeschwindigkeit durch<br />
Mehrfachgriff <strong>und</strong> Verringerung der Verfahr-<br />
wege des Roboters<br />
• Anschluss des Roboters an<br />
nachgelagerte Förder-<br />
technik<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
11 / 19
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
<strong>Dekonsolidierung</strong> - Einsatzszenario<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
12 / 19
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Entladung - Lösungsoptionen<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
13 / 19
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Ergebnisse der Entladung –<br />
Labor <strong>und</strong> Feldtests<br />
Kennzahl PR 360<br />
vor Projektanfang<br />
PR 500<br />
mit Passivförderer<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
PR<br />
Mit Aktivförderer<br />
Gewicht (kg) 2500 2200 (-12%) 2800 (+12%)<br />
Peak Leistung (St/h) 360 887 (+146%) 800 (+122%)<br />
Durchschnittliche Leistung (St/h)<br />
(Entladung eines vollen 40“ Container)<br />
300 535 (+78%) n/a<br />
Stromverbrauch (kW) 6,4 1,6 (-75%) 7,0 (+9%)<br />
Doppelgriff Nein Ja Nein<br />
Verfahrweg für Entladung im Labor (m) 56,2 n/a 41,0 (-37%)<br />
� Beide Systeme erfüllen die Anforderungen an Taktzeit<br />
� Aktivförderer: 37% Reduzierung des Verfahrweges<br />
� Passivförderer: 300kg Gewichtseinsparung durch Leichtbau<br />
� Passivförderer: 75% Reduzierung des Energieverbrauchs<br />
14 / 19
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Ergebnisse der Entladung -<br />
� Kapitalwertmethode Dynamische<br />
Amortisationsberechnung<br />
� Ein-, Zwei- <strong>und</strong> Dreischichtbetrieb<br />
� Annahmen für die Amortisations-<br />
rechnung:<br />
� Manuelle Entladung:<br />
� Leistung 2er Team ca. 550 St/h<br />
� Kosten Werker: 15,0 €/h<br />
� Automatische Entladung<br />
� Investition: 200.000 €<br />
� Systemkosten: 3,4 €/h<br />
Wirtschaftlichkeit<br />
700.000 €<br />
600.000 €<br />
500.000 €<br />
400.000 €<br />
300.000 €<br />
200.000 €<br />
100.000 €<br />
0 €<br />
-100.000 €<br />
-200.000 €<br />
-300.000 €<br />
Kosten Werker 14,6 €/h<br />
Manuelle Leistung Team 550 Stck/h<br />
Systemleistung 535 Stck/h<br />
Invest 200.000 €<br />
� Einschichtbetrieb: Amortisation nach ca. 47 Monate (< 4 Jahre)<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
Vollautomatische Paketentladung<br />
Kapitalwertmethode Dynamische Amortisationsrechnung<br />
� Zweischichtbetrieb: Amortisation nach ca. 23 Monate (< 2 Jahre)<br />
Mai 11 Okt 11 Mrz 12 Aug 12 Jan 13 Jun 13 Nov 13 Apr 14 Sep 14 Feb 15 Jul 15 Dez 15<br />
Einschicht Zweischicht Dreischicht<br />
� Dreischichtbetrieb: Amortisation nach ca. 15 Monate (< 1,5 Jahre)<br />
15<br />
23 47<br />
Laufzeit [Monate]<br />
<strong>von</strong> 2011 bis 2015<br />
15 / 19
<strong>Dekonsolidierung</strong> / Stripping<br />
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Fazit <strong>und</strong> Ausblick<br />
• Feldtest zeigte gute Leistungsfähigkeit <strong>und</strong> Praxistauglichkeit in<br />
<strong>bei</strong> „Regelpackstücken“<br />
• Weiterentwicklung <strong>und</strong> Einsatz <strong>von</strong> Robotern für die automatische<br />
Entladung <strong>von</strong> Containern wird <strong>von</strong> der BLG geprüft<br />
<strong>Konsolidierung</strong> / Stuffing<br />
• Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur integrierten <strong>und</strong><br />
dynamischen Warenfluss- <strong>und</strong> Beladungsplanung<br />
• Test mit Praxisdaten zeigt prozessualen + ökonomischen Beitrag<br />
• Wissenschaftliches Problem wir weiter durch BIBA untersucht<br />
• Verwendung <strong>von</strong> Verfahren wird <strong>bei</strong> der BLG geprüft<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
16 / 19
<strong>ISETEC</strong> <strong>II</strong><br />
RoboCon<br />
Nächste Herausforderungen<br />
Motivation ● Projektansatz ● Vorgehen ● Ergebnisse ● Fazit<br />
17 / 19
Change language