Routenzug 4.0 – Wie gelingt ein intelligen­terer Umgang mit schwanken­den Transport­bedarfen?

Routenzug 4.0
© ake1150 - stock.adobe.com
Bewerten
10 Bewertungen,
Durchschnitt 4,0

Haben Sie sich auch schon gefragt, warum Ihre Routenzüge manchmal kaum zur Hälfte ausgelastet sind, an anderer Stelle jedoch kaum hinterherkommen? Und warum dieses Phänomen trotz detaillierter und aufwendiger Planung immer wieder auftritt? Hier kann eine realdatenbasierte Planung und Steuerung unter Verwendung eines digitalen Zwillings des Routenzugsystems helfen.

Etabliertes Transport­system für die innerbetrieb­liche Produktions­versorgung

Routenzugsysteme, auch bezeichnet als innerbetriebliche Milk-Runs, beschreiben ein Konzept der Logistik, das dazu dient, Material bedarfsgerecht bereitzustellen. Sie ermöglichen wirtschaftliche Transporte kleiner Lose in hoher Frequenz. Im Gegensatz zu Gabelstaplern oder fahrerlosen Transportfahrzeugen, bei denen Transporte einzelner Einheiten nach Bedarf durchgeführt werden („Taxi-Prinzip“), funktionieren Routenzugsysteme ähnlich wie Linienbusse („Bus-Prinzip“): Auf vordefinierten Routen in der Fabrik und zu vordefinierten Zeitpunkten führen Transportfahrzeuge, die sogenannten Routenzüge, Fahrten zwischen verschiedenen Orten in der Fabrik durch. Dabei bündeln sie alle Transporte, die zwischen diesen Orten durchzuführen sind. Sie tragen dadurch zu einer Beruhigung des innerbetrieblichen Materialflusses und zu kurzen, verlässlichen Durchlaufzeiten bei. Daher werden sie häufig als Teil moderner, ganzheitlicher Produktionssysteme eingesetzt – und das nicht mehr nur in der Automobilindustrie, sondern in Unternehmen verschiedenster Branchen und Größen.

Herausfor­derung: Umgang mit schwan­kenden Transport­bedarfen

Routenzugsysteme dienen in der Regel zur Produktionsversorgung. Sie überbrücken somit die „letzte Meile“ im innerbetrieblichen Versorgungsprozess, müssen für eine stets pünktliche und bedarfsgerechte Bereitstellung von Produktionsmaterialien an den richtigen Bedarfsorten sorgen und entsprechend sorgfältig geplant und gesteuert werden.

Eine große Herausforderung in der Praxis stellt der Umgang mit schwankenden Transportbedarfen dar. Diese Schwankungen treten in fast jedem Routenzugsystem auf. Sie können vielfältige Ursachen haben und zum Beispiel aus Schwankungen im Produktionsprogramm oder aus Prozessabweichungen resultieren. Aufgrund der vordefinierten Routen und Abfahrtszeitpunkte und der begrenzten Kapazität der Routenzüge können kurzfristige Transportbedarfsspitzen im operativen Betrieb dazu führen, dass einzelne Transportaufträge nicht auf der nächsten Fahrt eines Routenzuges mitgenommen werden können und es dadurch zu verspäteten Lieferungen kommt – oder dass teure Sonderfahrten durchgeführt werden müssen, um verspätete Lieferungen zu vermeiden.

In Zeiten geringen Bedarfs werden umgekehrt Fahrten auch mit wenigen Transportaufträgen und geringer Kapazitätsauslastung durchgeführt. Darüber hinaus können Verzögerungen im Prozess oder technische Störungen der Routenzüge zu verspäteten oder komplett ausfallenden Touren und damit zu weiteren Verspätungen führen.

Eine weitere Herausforderung ist, dass längerfristig zu erwartende Veränderungen einen hohen planerischen Aufwand verursachen. So muss regelmäßig abgeschätzt werden, ob und wie sich Transportbedarfe verändern werden. Außerdem muss händisch überprüft werden, ob aufgrund dieser Veränderungen Routen und Fahrpläne neu geplant werden müssen. Anpassungen müssen schließlich auch operativ umgesetzt und kommuniziert werden.

Intelligentere Planung und Steuerung – bedarfs­orientiert und realdaten­basiert

Ein vielversprechender Ansatz um diesen Herausforderungen zu begegnen ist es, ein umfassendes und stets aktuelles digitales Abbild des Routenzugsystems mit den realen Transportaufträgen, Abläufen und Systemzuständen im Sinne eines digitalen Zwillings zu schaffen, um dieses zur besseren Planung und Steuerung des Routenzugsystems zu nutzen.

Dieses Abbild kann zur Verbesserung der operativen Steuerung verwendet werden. So kann man Fahrten der Routenzüge mit geeigneten Algorithmen anhand der Ziel-Bereitstellzeitpunkte und -Orte der tatsächlich vorliegenden Transportaufträge und der aktuellen Zustände der Fahrzeuge (frei, belegt, in Störung etc.) bilden statt Fahrten im Vorhinein basierend auf einer unsicheren Abschätzung der Bedarfe zu planen. Damit können die Liefertreue verbessert, die Auslastung der Fahrzeuge erhöht und die Notwendigkeit manuellen Abweichungshandlings reduziert werden.

Auf eine manuelle Planung und regelmäßige Überprüfung und Anpassung der fixen Routen und Abfahrtszeiten kann dann vollständig verzichtet werden. Es ist lediglich erforderlich, regelmäßig zu prüfen ob die vorhandenen Kapazitäten zur Bewältigung der anstehenden Transportbedarfe ausreichen. Hierfür kann wiederum der digitale Zwilling verwendet werden: Das Verhalten des Systems bei zukünftigen Veränderungen kann damit simuliert werden und notwendige Anpassungen werden frühzeitig deutlich.

Vorausset­zungen für eine intelligentere und realdaten­basierte Planung und Steuerung

Damit diese Potenziale realisiert werden können, muss jedoch eine Reihe von Voraussetzungen geschaffen werden.

  • Korrekte, vollständige und aktuelle Stamm- und Bewegungsdaten müssen jederzeit vorhanden sein: Dies betrifft vor allem die Transportaufträge, die korrekte Ziel-Bereitstellzeitpunkte und -Orte enthalten müssen, was derzeit nur selten gegeben ist.
  • Ein aktuelles und korrektes Abbild des Fabriklayouts mit allen relevanten Orten und Wegen muss stets vorliegen.
  • Der aktuelle Zustand aller Routenzüge (Ort, Verfügbarkeit, Beladezustand etc.) sowie weiterer Akteure müssen überwacht und digital abgebildet werden, wofür die Fahrzeuge mit entsprechender Technologie etwa zur Lokalisierung ausgestattet werden müssen.
  • Veränderungen der Bedarfe, des Layouts und des Zustands des Routenzugsystems müssen sofort im digitalen Abbild sichtbar werden, damit die Steuerung darauf entsprechend reagieren kann und planerische Schritte zuverlässig abgeleitet werden können.
  • Es werden geeignete Algorithmen zur Bildung der Fahrten benötigt, die nicht-trivial sind und für die jeweiligen Anforderungen der Systeme entwickelt werden müssen.
  • Um die Routenzugfahrer zu befähigen, die in einem derartigen System stets unterschiedlichen Fahrten auch zuverlässig auszuführen, wird ein Assistenzsystem, im Prinzip ein „Navi“ für die Fahrer, benötigt, welches die anstehenden Fahraufträge geeignet visualisiert.
  • Zuständige Planer und Führungskräfte benötigen geeignete Informationen zum Monitoring und zur Überplanung des Systems.

Sind diese Voraussetzungen erfüllt, dann können der Aufwand sowohl für die Planung als auch für die operative Steuerung und das Abweichungshandling deutlich reduziert werden.

Keine Updates
mehr verpassen:
1
© ake1150 - stock.adobe.com

Zurück