Auswertung einer Einführung von Lagerautomatisierungssystemen

Herausforderung:




Symbotic bietet Lösungen für die Lagerautomatisierung an. Die Systeme von Symbotic beinhalten mobile Roboter, die sich frei durch eine dichte Lagerstruktur bewegen können, auf Produkte an allen Standorten zugreifen und diese mit einer sehr hohen Durchsatzrate abfertigen. Das Symbotic System bietet große Vorteile: die Fähigkeit in drei Dimensionen zu arbeiten und die Algorithmen der Ablaufsteuerung und der Palettierung, die stabile und gut zu lagernde Paletten bei maximaler Durchsatzleistung ergeben.


Das Unternehmen benötigte ein Tool, mit dem ihre Kunden lernen konnten, die Auswirkung einer Lagerumstrukturierung zu verstehen, und mit dem sie Kapitalinvestitionen mit den erwarteten Betriebskosteneinsparungen vor Einführung der Automatisierungssysteme vergleichen konnten. Dieses Tool musste für jeden einzelnen Kunden leicht anzupassen sein.


Die Symbotic-Fachleute entschieden sich aus diesem Grund für die Nutzung der AnyLogic-Simulationssoftware, weil diese die Kosten genau abschätzen konnte, zudem Prozesse in den Lagerhallen in 3D visualisierte und Modelle erstellte, die für mehrere Projekte leicht neu konfiguriert werden konnten.


Lösung:




Die Modelle der Symbotic Ingenieure, die für die Kunden des Unternehmens erstellt wurden, simulierten die Umgebung und die Arbeiten in deren Lagerhäusern mit einem hohen Detaillierungsgrad. Außerdem beinhaltete es:

  • Planung und Zuordnung der Laderampentore, Produktfluss zwischen den Laderampentoren und mehreren verschiedenen Lagerstandorten sowohl für Eingang als auch für Ausgang.
  • Produktverfolgung und Zusammenlegung auftragsspezifischer Produktströme am Ausgang.
  • Arbeiten und Ressourcen wie Be- und Entlader, Gabelstapler, Palettierungs- und Entpalettierungzellen; diese wurden alle als Agenten simuliert.

Jeder Agententyp hat seine ihm eigenen Eigenschaften, wie Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit, Betriebszeiten für Equipment, Ausmaße, Kisten pro Ebene und Ebenen pro Palette für jede Lagerhaltungsnummer. Als Eingangsdaten wurden reale Daten verwendet.

Warehouse Simulation Model Visualisation

 

Modellanimation eines Lagerhauses in 3D


Für die Modellierer war es besonders wichtig, verschiedene Interaktionen zwischen dem Automatisierungssystem und den Bedienern zu simulieren. Das beinhaltete den Empfang der ankommenden Lieferungen, das Auffüllen des Lagers, beides mit automatisierten und nicht-automatisierten Teilen des Lagerhauses, das die Kundenaufträge in einer optimierten Abfolge abwickelt und diese an den Laderampentore genauso zusammenfasst, wie dies in dem geplanten System der Fall wäre. Die Modelle berücksichtigten auch Systemreaktionen auf eventuelle Geräteausfälle, Schichtpläne und Pausen der Bediener. Die Modelle beinhalteten eine 3D-Animation des Lagerhauses und eine graphische Anzeige von Schlüsselkennzahlen, um einerseits den Mitarbeitern des Verkaufs aussagekräftige Mittel für die Präsentation zu geben, und andererseits den Kunden die Möglichkeit zu geben, ihre zukünftigen, neu organisierten Lagerhäuser in Aktion zu sehen.


Ergebnisse:




Die Modelle wurden mit den historischen Auftragsdaten jedes Kunden getestet, üblicherweise über einen Zeitraum von 6 Monaten. Um die Abläufe eines Lagerhauses zu vergleichen, mit und ohne die eingeführten Automatisierungslösungen, sammelten Ingenieure von Symbotic die folgenden Statistiken in dem Modell:

  • Durchsatzleistung (Fälle, die pro Stunde abgewickelt wurden)
  • Anzahl der erforderlichen Bediener und damit verbundene Kosten
  • Anzahl der erforderlichen Lagerhausressourcen (z.B. Laderampentore) und deren Nutzung
  • Die erforderliche Zeit, um täglich ausgehende Sendungen abzuwickeln, besonders während der Hauptbelastungszeiten.

Die Kunden verwendeten diese Ergebnisse für die Auswertung von Alternativen für das Lagerhausdesign, sowie für die Rechtfertigung von Investitionen verwendet.


Mit AnyLogic konnte Symbotic ihre Simulationsmodelle so konzipieren, dass das Lager-Layout, Arbeitsabläufe, Eigenschaften der Produktionseinheiten etc. leicht geändert werden konnten, sodass Modellelemente mit relativ geringem Aufwand in vielen Projekten wiederverwendet werden konnten. Dank der 3D-Animation konnte das Unternehmen diese Simulationen außerdem als leistungsstarkes Vertriebswerkzeug nutzen.


Projektpräsentation von Dr. Larry M. Sweet, Technischer Direktor bei Symbotic LLC:


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