Simulationsmodell mit der Automod-Software.

1. LOGISTIK UND SUPPLY CHAIN MANAGEMENT 2
Simulationsmodell Versandlager in AutoMod

2. Hochschule
Studiengang
Modul
Dozent
Teammitglieder
Abgabedatum
Fachhochschule Nordwestschweiz
Hochschule für Wirtschaft
Bachelor in Wirtschaftsinformatik WI VZ 2.51
Logistik und Supply Chain Management 2
Prof. Dr. Thomas Hanne
Martens Stefan
Herzog Michael
30. April 2013
Inhalt
Auftrag ............................................................................................................................................................................................ 3
1. Modellerstellung ........................................................................................................................................................................ 3
2. Prozess-Definition ...................................................................................................................................................................... 4
3. Programm-Code ......................................................................................................................................................................... 5
4. Das Modell „in Aktion“ .............................................................................................................................................................. 6
5. Schlussbetrachtung.................................................................................................................................................................... 9
Martens Stefan, Herzog Michael
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Logistik 2 – Modellierung mit AUTOMOD

3. Auftrag
Modellieren und analysieren Sie folgende Situation in der innerbetrieblichen Logistik mittels einer Simulationssoftware:
Ø In einem Versandlager werden Kundenaufträge an 5 Kommissionier-Modulen zusammengestellt.
Ø Der Start von Auftragssammelbehältern erfolgt dabei alle 60s (Sekunden).
Ø Für die Kommissionierung eines Auftrags muss ein Auftragssammelbehälter im Durchschnitt 2 KommissionierModule aufsuchen.
Ø Die Bearbeitungszeit an einem Modul (Kommissionieren) ist gleichverteilt im Intervall [100 - 180] Sekunden.
Ø Nach vollständiger Kommissionierung werden die Auftragssammelbehälter zu einem Packplatz geleitet.
Ø Insgesamt sind 4 Packplätze vorhanden.
Ø Für das Packen wird eine Zeit im Intervall [150 - 300] Sekunden (gleichverteilt) benötigt.
Wählen Sie die Anordnung der Kommissionier- und Packplätze frei aus.
Der Materialtransport soll mittels Förderstrecken erfolgen. Deren genaue Lage können Sie ebenfalls frei wählen.
Treffen Sie möglichst plausible Annahmen für fehlende Informationen in der Systembeschreibung.
Achten Sie bei den durchgeführten Simulationsexperimenten mit dem Modell auf Stausituationen. Wie viele Aufträge
werden in 1 Stunde an den einzelnen Kommissionier-Modulen bearbeitet? Wie viele werden an den jeweiligen
Packplätzen verpackt? Wie sind die Auslastungsgrade für die einzelnen Arbeitsplätze? Was ändert sich an den
Ergebnissen, wenn die Packplätze doppelt so schnell oder nur halb so schnell arbeiten?
1. Modellerstellung
Unser Modell besteht aus einem Förderband mit 5 Kommissionier-Modulen. Die Stationen wurden an den Anfang und
an jedes Ende des Förderbandes, sowie an jedes einzelne Kommissionier-Modul gesetzt. Aufgrund der Vorgaben in der
Projektaufgabe haben wir zwei Kommissionierungsstränge gewählt, wobei der erste Strang 3-fach angesteuert wird und
der zweite Strang 2-fach. Da im Durchschnitt zwei Kommissionier-Module aufgesucht werden, tragen wir diesem
Umstand mit unserer Einteilung Rechnung. Ausserdem werden an den Endstationen vier Packstationen benötigt, welche
wir parallel angeordnet haben. Als nächstes wurde der Auftragssammelbehälter vor der ersten Station positioniert. Wir
gehen in unserem Simulationsmodell zudem davon aus, dass Stausituationen vor allem bei der Kommissionierung
entstehen, wenn ein Auftragssammelbehälter zwei Stränge nacheinander aufsuchen muss. Diesen Simulationsfall
untersuchen wir in unserem Modell.
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Logistik 2 – Modellierung mit AUTOMOD

4. 2. Prozess Definition
Es werden die benötigten Prozesse definiert. Gemäss der Aufgabenstellung haben wir 5 Kommissionier-Module
definiert, von denen im Durchschnitt 2 Module unterschiedlicher Stränge vom Auftragssammelbehälter aufgesucht
werden müssen. Um dies zu gewährleisten, gehen wir von folgender Annahme aus:
Die Artikel in den Kommissionier-Modulen 1, 2 und 3 sind identisch, d.h. es muss nur eins der drei Module aufgesucht
werden. Zusätzlich müssen für jeden Auftrag noch Teile im Kommissionier-Modul 4 oder 5 hinzugefügt werden. Der
Auftragssammelbehälter passiert daher in jedem Durchlauf entweder Modul 1, 2 oder 3 des ersten Stranges und danach
Modul 4 oder 5 des zweiten, bevor er an eine der vier Packstationen weitergeleitet wird.
Wir benötigen dafür insgesamt vier Prozesse, die in unterschiedlichen Ausprägungen auftreten. Für den Prozess
P_EnterAssembly gibt es 1 Dimension, für den Prozess P_CompleteAssembly_1 gibt es 3 Dimensionen und für den
Prozess P_CompleteAssembly_2 gibt es 2 Dimensionen, da alle Kommissionierungen in Modul 4 oder 5 abgeschlossen
werden. Für den Pack-Prozess gibt es 4 Dimensionen, da an allen 4 Stationen gleichmässig verpackt werden soll. Im
folgenden Bild sind die Prozesse mit ihren Dimensionen nochmal aufgezeigt:
Nachdem wir die Prozesse definiert haben, weisen wir den Auftragssammelbehälter, vor der ersten Station, dem ersten
Prozess P_EnterAssembly zu und tragen eine Durchschnittszeit von 60 Sekunden ein.
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5. 3. Programm-Code
Jetzt wird der Programm-Code geschrieben und in den Source-Files unter mycode.m gespeichert:
Erläuterung des Codes:
Zunächst wird der Behälter an den Prozess P_EnterAssembly übergeben und dort an die Start-Station gereicht. Danach
wird er mit einer Wahrscheinlichkeit von jeweils 33% an die drei Dimensionen des Prozesses P_CompleteAssembly_1
gesendet. Von dort wird er in die entsprechende Kommissionierungsstation geschoben. Der Auftragssammelbehälter
verbleibt dann, wie in der Aufgabenstellung definiert, im Intervall [100, 180] Sekunden (gleichverteilt) zur Bearbeitung
am entsprechenden Kommissionier-Modul (1, 2 oder 3). Nach der Bearbeitung wird der Behälter an den Prozess
P_CompleteAssembly_2 weitergereicht. Dort verbleibt er ebenfalls zur Bearbeitung am Kommissionier-Modul 4 oder 5
im Intervall [100, 180] Sekunden (gleichverteilt) und wird dann mit gleichverteilter Wahrscheinlichkeit von je 25% an
eine der vier Dimensionen des Prozesses P_Pack weitergegeben.
Innerhalb des Prozesses P_Pack wird der Auftragssammelbehälter in die jeweilige Pack-Station geschoben und verbleibt
zum Verpacken der kommissionierten Artikel im Intervall [150, 300] Sekunden (gleichverteilt) in dieser. Danach wird der
Auftragssammelbehälter in die entsprechende Ausgangsstation verbracht.
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6. 4. Das Modell „in Aktion“:
Um die Fragen gemäss Aufgabenstellung zu beantworten, schauen wir uns zunächst die Statistik nach einer Laufzeit von
einer Stunde im P_Pack Zeitintervall von [150 - 300] Sekunden an:
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7. Statistische Auswertung: Die mittlere Bearbeitungszeit der R_Kom_Operator entspricht mit geringen Abweichungen
der Intervallvorgabe von [100 – 180] Sekunden. Im Queues-Report ist eine durchschnittliche Wartezeit von 28s – 165s
an den Packstationen ersichtlich. Die Auslastung der R_Kom_Operator bewegt sich zwischen 60 und 85 Prozent. Die
Bearbeitungszeiten der R_Pack_Operator bewegen sich um das Mittel von 225 sec. Die Auslastung der R_Pack_Operator
bewegt sich zwischen 25% und 62%. Abgefertigte Auftragssammelbehälter nach einer Stunde an den Packstationen: 32.
Fazit: Generell gibt es bei diesen Simulationseinstellungen keine Stausituationen. Durch eine Verkürzung des
Startintervalls der Auftragssammelbehälter könnte die Auslastung der Operatoren erhöht und mehr Sammelbehälter
innerhalb einer Stunde abgefertigt werden.
Danach halbieren wir die benötigte Verpackungszeit im Prozess P_Pack auf ein Zeitintervall von [75 – 150] Sekunden.
Wir lassen das Modell mit den geänderten Werten laufen und werfen erneut einen Blick auf die Statistik:
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8. Statistische Auswertung: Die mittlere Bearbeitungszeit von R_Kom_Operator entspricht mit geringen Abweichungen
der Intervallvorgabe von [100 – 180] Sekunden. Im Queues Report ist praktisch keine Wartezeit an den Packstationen
ersichtlich. Die Auslastung der R_Kom_Operator bewegt sich zwischen 62% und 85%. Die Bearbeitungszeiten der
R_Pack_Operator bewegen sich um das Mittel von 112,5 sec. Die Auslastung der R_Pack_Operator bewegt sich zwischen
8% und 46%. Abgefertigte Auftragssammelbehälter nach einer Stunde an den Packstationen: 36. Dies entspricht einer
Steigerung von 12.5%
Fazit: Generell gibt es bei diesen Simulationseinstellungen keine Stausituationen. Die Operatoren an den Packstationen
sind nun noch weniger ausgelastet, da sie bei gleicher Kommissionierungszeit weniger Verpackungszeit benötigen als im
ersten Modell. Durch eine Verkürzung des Startintervalls der Auftragssammelbehälter könnte die Auslastung der
Operatoren erhöht und eine weitere Effizienzsteigerung über die genannten 12,5% erzielt werden.
Jetzt verdoppeln wir die benötigte Verpackungszeit im Prozess P_Pack auf eine Zeitspanne von [150 - 600] Sekunden
und lassen die Simulation wieder eine Stunde laufen und schauen die Statistik an:
Statistische Auswertung: Die mittlere Bearbeitungszeit der R_Kom_Operator entspricht mit geringen Abweichungen
der Intervallvorgabe von [100 – 180] Sekunden. Im Queues-Report sind erhöhte Wartezeiten an den Packstationen
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9. ersichtlich, obwohl eine Queue aus dem Rahmen fällt. Bei längerer Laufzeit relativiert sich dies allerdings. Die Auslastung
der R_Kom_Operator bewegt sich zwischen 61% und 85%. Die Auslastung der R_Pack_Operator bewegt sich zwischen
28% und 85%. Abgefertigte Auftragssammelbehälter nach einer Stunde an den Packstationen: 21. Dies entspricht einer
Verringerung von 34,4% gegenüber Modell 1.
Fazit: Generell gibt es bei diesen Simulationseinstellungen durch die erhöhte Verpackungszeit ersichtliche
Stausituationen. Die Operatoren an den Packstationen sind nun deutlich höher ausgelastet, da sie bei gleicher
Kommissionierungszeit mehr Verpackungszeit benötigen, als im ersten Modell. Die Effizienz sinkt, da die abgefertigte
Menge der Auftragssammelbehälter um 34,4% sinkt. Bei dieser Verpackungszeitspanne ist eine Erhöhung der
Kommissionierungszeit pro Kommissionier-Modul erforderlich, um einen langfristigen Betrieb des Modells zu
ermöglichen.
5. Schlussbetrachtung
Generell ist zu bemerken, dass verschiedene Kommissionierungs-, Verpackungs- und Startzeiten von
Auftragssammelbehältern einer intensiven Abstimmung und Simulation bedürfen, um Engpässe und falsch gewählte
Intervalle zu berücksichtigen.
In unserer Anordnung der fünf Kommissionierungsmodule in zwei Stränge mit Dimension 3 und Dimension 2 ergibt sich
bei längerem Betrieb eine Stausituation am Strang 2. Dies ist eine logische Folge, da alle Auftragssammelbehälter,
welche in den drei Modulen des erstens Stranges kommissioniert werden, nachfolgend von nur zwei Modulen des
zweiten Stranges bearbeitet werden müssen.
Unsere Lösung für dieses Problem ist die einfach zu kommissionierenden Artikel im Strang 2 zu bearbeiten (z.B. kleine,
leichte Artikel). Somit können wir eine kürzere Bearbeitungszeit veranschlagen und die Bearbeitungsdifferenz zu Strang
1 kompensieren. Somit lösen sich Stauprobleme am Strang 2 auf.
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