Übersicht laufender Forschungsprojekte

Für die Betreiber von Stückgutspeditionsanlagen stellen die stetig steigenden Sendungsmengen bei einem gleichzeitig hohen Kostendruck eine zunehmende Herausforderung dar. Vor allem die Planung neuer sowie die Anpassung bestehender Stückgutanlagen spielt eine wesentliche Rolle bei der Bewältigung dieser Herausforderung. Ein effektives Hilfsmittel für die Planung, Realisierung und den Betrieb von logistischen Systemen ist die Simulation, da mithilfe von Simulationsmodellen eine digitale Nachbildung der Stückgutanlage sowie der dazugehörigen dynamischen Prozesse erzeugt werden kann und die Quantifizierung der Planungsqualität im simulierten Betrieb möglich ist. Die Verwendung einer Simulation erfordert jedoch den Einsatz von Simulationsexperten und wird aus diesem Grund im Wesentlichen ausschließlich bei großen Planungsobjekten mit mehreren Mio. Euro Projektvolumen herangezogen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung eines simulationsbasierten Werkzeugs zur Planungs-unterstützung von Stückgutanlagen, welches vor allem ohne spezifisches Modellierungswissen durch die Betreiber anwendbar ist. Das Werkzeug führt den Anwender schrittweise durch den Planungsprozess und baut auf Basis der Nutzereingaben selbstständig ein Simulationsmodell auf. Die Betreiber von Stückgutanlagen sowie Unternehmensberatungen, insbesondere KMU, werden somit befähigt unterschiedliche Varianten und Szenarien in der Planung gegenüberzustellen und quantitativ zu bewerten. Infolgedessen wird den Anwendern des Werkzeugs eine effiziente Planung von Stückgutanlagen ohne Simulationsexpertise und somit ohne die Investition in externes Know-how ermöglicht. Darüber hinaus lassen sich mithilfe des Simulationsmodells die Planungszeiten für Stückgutanlagen wesentlich reduzieren.

Ziel des FuE-Projektes "FeLoVox" ist die Verzahnung von Fertigung und Materialfluss. Bis dato wird der Produktionsablauf durch Vorgaben und Prozesse der Fertigung bestimmt die Frage, ob das Transportsystem den Anforderungen gerecht werden kann, ob also Kennzahlen wie bspw. Durchsatzgrenzen oder Durchlaufzeiten auch als Restriktionen für die Produktionsplanung zu beachten sind, wird oft nicht gestellt. Folgen sind suboptimale (über- und/oder unterdimensionierte) Transportsysteme und eine ineffiziente Produktion. Dem will das Vorhaben mit einem ganzheitlichen Planungs- und Steuerungsansatz begegnen. Neu ist die Rückkopplung, d.h. die Bereitstellung von Prognosen zum Materialfluss bereits in der Phase der Erstellung der Teilelisten und des Produktionsplans. Im Idealfall kann dann sogar der Konstrukteur die Auswirkungen seiner Entscheidungen auf die Logistik abschätzen und z.B. den Teilekauf einer Eigenfertigung begründet vorziehen. Möglich wird dies durch folgende Entwicklungen: (a) Ersatz der NC-Programmierung durch die Volumenpixelmethode (b) Erzeugung fertigungs- und transportsystemgerechter Materialflüsse samt Speicherung deren Charakteristika in einer Wissensdatenbank zur Herstellung von Zusammenhängen zwischen Maschinenbelegungsplanung, Transportlastermittlung und Transportsystemfunktion (c) Rückkopplung von Informationen aus der Logistik- in die Fertigungsplanung Der Nutzen der Entwicklungen für kmU besteht dann vor allem in der Automatisierung des Know-Hows durch Bereitstellung von Tools, Software, Algorithmen, Handlungsempfehlungen und der Wissensdatenbank des FuE-Projekts, ganzheitlichen, dynamischen, iterativen Produktionsplanung durch Rückkopplung,  Reduktion der Planungsdauer & Produktionskosten durch Automatisierung der Planung und damit der Möglichkeit der Optimierung der Prozesse und  Verschlankung des Workflows. Die FuE-Ergebnisse eigenen sich für die Anwendung im operativen Betrieb und zur (Grob)Planung neuer bzw. umzugestaltender Stätten.

Kleine und mittlere Spediteure (KMU-Spediteure) haben im Vergleich zu großen Speditionen eine kleinere Kunden- und damit meist auch Auftragsbasis. Folglich haben sie weniger Möglichkeiten, Touren ad hoc umzuplanen, sollte es im Hauptlauf des kombinierten Straßen- und Schienengüterverkehrs (KV) zu Zugverspätungen kommen. Durch Estimated Time of Arrival- (ETA) Prognosen, deren Prognosequalität zurzeit in Projekten wie "Aeolix" und "KV4.0" erforscht wird, lässt sich die Tourenplanung für den Vor- und Nachlauf des KV dynamisch, d. h. immer dann wenn neue Informationen vorliegen, an die Verspätung des Schienenhauptlaufs anpassen, was zu einer Reduzierung von Wartezeit und -kosten führen kann (Bock, 2010). Bisherige Forschungsarbeiten nehmen jedoch an, dass eine ETA-Prognose nur ein einmalig ermittelter Wert ist, welcher im Zeitablauf nicht weiter angepasst wird (Srour et al., 2016). In der Realität werden ETA-Prognosen jedoch an den tatsächlichen Transportablauf angepasst, um eine möglichst exakte Vorhersage über die erwartete Ankunftszeit zu treffen (RailFreight, 2019). Dabei ist die Prognosegüte der ETA-Prognose abhängig von verschiedenen Faktoren (z. B. Infrastrukturstörungen, Unfälle, Wetter), ändert sich im Zeitverlauf und steigt prinzipiell, je weiter sich der betrachtete Zug dem Zielterminal nähert (Weinke/Poschmann, 2019). Ziel des Forschungsvorhabens Datengetriebene Analyse von ETA-Prognosen“ ist es daher, die Reliabilität einer sich im Zeitablauf verändernden ETA-Prognose zu untersuchen und zu determinieren, wie unter unsicheren und sich verändernden Ankunftszeiten der Vor- und Nachlauf im KV effizient (wann wird umgeplant) und effektiv (welche Touren werden gefahren) gestaltet werden kann. Da sich der Wert der ETA-Prognose und die Streuung des Prognosefehlers im Zeitablauf verändern, ist es für Spediteure nicht ohne weiteres ersichtlich, zu welchem Zeitpunkt sie ggf. umdisponieren sollten.