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Optimierung in der Logistik: Modellierung und Echtzeitoptimalsteuerung eines neuen Hochregallager-Bediensystems

Arbeitsgruppe:AG Optimierung und Optimale Steuerung
Leitung: Prof. Dr. Christof Büskens ((0421) 218-63861, E-Mail: bueskens@math.uni-bremen.de)
Bearbeiter: Dr. Matthias Knauer ((0421) 218-63863, E-Mail: knauer@math.uni-bremen.de)
Projektförderung: Krusche Lagertechnik AG
Projektpartner: Krusche Lagertechnik AG, Erding
Laufzeit: 01.11.2001 - 31.12.2004
Bild des Projekts Optimierung in der Logistik: Modellierung und Echtzeitoptimalsteuerung eines neuen Hochregallager-Bediensystems

Nach dem Motto "Alles Gute kommt von oben" entwickelte die Krusche Lagertechnik AG ein neues, zum Patent eingereichtes Regalbediensystem zur Be- und Entladung von Hochregallagern, den so genannten TransFaster®. Es entstand ein horizontal und vertikal bewegliches Liftsystem für die einfache Bedienung von Hochregallagern: Eine Verfahreinheit ist mit einem Lastaufnahmemittel durch vier Seile verbunden. Am Lastaufnahmemittel des TransFasters® befindet sich eine Transfereinheit zur Aufnahme und Abgabe des Transportguts.

Drei TransFaster®-Einheiten, die sich gegenseitig überholen könnenDrei TransFaster®-Einheiten, die sich gegenseitig überholen können
Da die TransFasterr® in horizontal unterschiedlichen Ebenen im Regal eingehängt werden, ist ein gegenseitiges überholen möglich. Hierdurch wird eine höhere Effizienz (mehr Ein- und Auslagerungen pro Zeiteinheit gegenüber herkömmlichen Regalbediengeräten), eine höhere Verfügbarkeit (bei Störung können sich die TransFaster® im Hochregal gegenseitig ersetzen) und eine höhere Flexibilität (bis zu fünf TransFaster® können pro Gasse eingesetzt werden und verschiedene Produktions- und sonstige Bereiche können direkt angebunden werden) der Ein- und Auslagerungsvorgänge erreicht. Ein geringer Verschleiß durch leichte Bauweise und eine Reduktion der Anzahl der Fördertechnik-Komponenten in der Lagervorzone senken darüber hinaus die Kosten.

Prototyp, unten ein frei schwingendes Lastaufnahmemittel (Foto: Krusche AG) Prototyp, unten ein frei schwingendes Lastaufnahmemittel (Foto: Krusche AG)
Die koaxial befestigten, vertikal steuerbaren Lastaufnahmemittel geraten beim zu optimierenden Transport jedoch in Schwingung. Darber hinaus haben die optimierten Bahnen kollisionsfrei zu verlaufen und sollten möglichst ein reduziertes Schwingungsverhalten aufweisen. Insbesondere mssen die Schwingungen der Lastaufnahmemittel im Endzeitpunkt verhindert und weitere sicherheitstechnische Anforderungen erfüllt werden. Erreicht wird dies mittels eines neu entwickelten mathematischen Verfahrens zur Bahnkurvenberechnung und Pendelvermeidung. Der Lösungsansatz basiert auf mathematischen Methoden zur Lösung verallgemeinerter optimaler Steuerprozesse für autonom agierende Systeme unter erweiterten Nebenbedingungen.
Vergleich von Transportbahnen in einem virtuellen HochregallagersystemVergleich von Transportbahnen in einem virtuellen Hochregallagersystem
Die hierzu entwickelte Software sorgt in Verbindung mit der Technologie des TransFasters® für überraschende Ergebnisse: In Echtzeit werden optimale Bahnen berechnet, die ein vollständig pendelfreies Positionieren des TransFasters® innerhalb der Hochregale trotz Seilaufhängung erlauben. Die so erzielbaren Leistungsdaten durchbrechen deutlich die konventionellen Standards im Hochleistungsbereich. Der erste Prototyp fährt bereits erfolgreich und fand nach seiner öffentlichen Präsentation ein vielfältiges positives Echo in der Fachpresse. Erste Einsatzgebiete sind Paletten, Gitterboxen, Skids, Coils und Langgut.