Forschung

Intralogistikforschung

Kompetenzentwicklung durch Forschung: Wesentliche Basis unseres Know-hows stellen Forschungsarbeiten dar, welche zielgerichtet durchgeführt und in die planerisch-beratende Praxis überführt werden.

Im Rahmen verschiedener Forschungsprojekte erarbeiten die Wissenschaftlerteams der Abteilung Intralogistik und -IT Planung neue Prozesse, Methoden und Werkzeuge sowie Studien, Zukunftsszenarien und Roadmaps. Betriebliche Pilotprojekte sichern dabei deren Praxistauglichkeit.

Unsere Auftraggeber sind öffentliche Fördermittelgeber wie die Europäische Union oder Bundesministerien (Bildung und Forschung, Wirtschaft und Technologie) und Unternehmen aus Industrie, Dienstleistung und Handel.

Die Arbeitsschwerpunkte liegen in den Bereichen Planung, Betrieb und Mitarbeiterführung/-steuerung:

Forschungs- und Themenschwerpunkte

Gamification und Serious Gaming

Computerspiele sind beliebt: Einer Umfrage des Branchenverbands der deutschen Informations- und Telekommunikationsbranche Bitkom e. V. zufolge sind rund 42 Prozent der

deutschen Bevölkerung auf ihren stationären oder mobilen Endgeräten spielerisch unterwegs. Die motivationsfördernden Eigenschaften der Spiele für (An-)Lernprozesse in Betrieben

nutzbar zu machen, ist das Ziel der Arbeiten im Schwerpunkt Gamification und Serious Games.

Virtual Reality

Die Virtual Reality-Technik bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der Intralogistik. Neben der Visualisierung von geplanten Logistiksystemen, kann sie in der digitalen Planung von Arbeitsplätzen und –abläufen gewinnbringend eingesetzt werden. Mitarbeiter können im Anschluss virtuell im Zielsystem geschult werden.

Smart Warehouse Design

Der Einsatz autonomer Fahrzeuge muss anders geplant werden als konventionelle Fördertechnik. Die (Um-)Planung wird kurzzyklischer. Wie sieht das intralogistische Planungsvorgehen der Zukunft aus?

Evaluation Lean Logistics Administration

Evaluation: Lean Logistics Administration – nehmen Sie jetzt teil – Ihre Meinung zählt!

Wertstromanalyse in der Logistics Administration

Eine wertstromorientierte Analyse administrativer Logistikprozesse rückt zunehmend in den Fokus unternehmerischer Verbesserungsmaßnahmen. Mit der in der Praxis etablierten und zur Anwendung in der administrativen Logistik modifizierten Wertstromanalyse werden die Prozesse ganzheitlich und nachhaltig optimiert sowie Verschwendungen eliminiert.

Arbeitsplatzgestaltung

Die physikalisch-ergonomische Gestaltung von intralogistischen Arbeitsplätzen steht im Fokus. Es werden die physischen Arbeitsbelastungen der Beschäftigten, Arbeitsumgebungsbedingungen wie Beleuchtung oder klimatische Verhältnisse sowie arbeitsorganisationale Faktoren untersucht. Ziel ist eine langfristige Gesund- und somit Leistungserhaltung der Intralogistikmitarbeiter/-innen.

Kognitive Ergonomie

Der Mensch rückt in den Mittelpunkt der Intralogistik. Der Schwerpunkt Kognitive Ergonomie untersucht kognitiv-informatorischen Belastungen im Umgang mit neuen Technologien in der Kommissionierung. Zur Erhaltung der Arbeits- und somit Leistungsfähigkeit der Mitarbeiter/-innen werden kognitiv-ergonomische Handlungs- und Gestaltungsempfehlungen gegeben.

Aktuelle Forschungsprojekte

 

Leistungszentrum Logistik und IT

Das Leistungszentrum Logistik und IT ist eine Initiative der Fraunhofer-Gesellschaft und wird mit Mitteln der Fraunhofer-Gesellschaft und des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert. Die Industrie unterstützt das Leistungszentrum durch die Beteiligung an einzelnen Forschungsprojekten. Ziel ist es, den Wissenschaftsstandort Dortmund zu einem weltweit führenden Forschungs- und Entwicklungszentrum für Logistik und IT auszubauen – gemeinsam mit Partnern aus Forschung, Lehre und Industrie.

 

Innovationslabor - Hybride Dienstleistungen in der Logistik

Mit dem Internet der Dinge und Industrie 4.0 entstehen derzeit grundlegend neue Formen von Dienstleistun­gen sowie der Interaktion von Menschen und Technik in einer vernetzen Wirtschaft, der so genannten Hybrid Economy. Im Innovationslabor Hybride Dienstleistungen in der Logistik am Standort Dortmund werden dafür – auch gemeinsam mit Unternehmen – innovative Technologien entwickelt und erprobt.

Realisierte Forschungsprojekte

 

Visual Logistics Management - ViLoMa

Mit zunehmender Bedeutung der Logistik in der Gesellschaft und gleichzeitig steigender Komplexität der Lieferketten ist die optimale Einbindung der Nutzer erforderlich, um brachliegende Potentiale besser auschöpfen zu können. Dazu wurden im Projekt ViLoMa Visualisierungen entwickelt, die den Logistikplaner optimal unterstützen und Informationen transparent aufbereiten.

 

Allianz digitaler Warenfluss - ADiWa

Die zunehmende globale Vernetzung von Unternehmen sowie die damit einhergehende geografische Entkoppelung einzelner Glieder einer Supply Chain begünstigen ein wachsendes Transportaufkommen. Vor allem die Atomisierung der Warensendungen bei gleichzeitigem Anstieg der Lieferungsanzahl und einer zunehmend volatilen Kundennachfrage erhöhen den Druck, sicher, schnell und flexibel zu sein.

 

Logistics Mall

Die »Logistics Mall« ist ein virtuelles Einkaufszentrum, in dem Software-Anbieter und -Anwender sowie Logistik Dienstleister zusammenkommen. Sie optimiert das Kosten-Nutzen-Verhältnis bei der Implementierung neuer Software. Statt wie bisher das Lager durch eine aufwendige Umstrukturierung der Logistik-Prozesse zu optimieren, wird die Software individuell und anbieterunabhängig zusammengestellt und »aus der Steckdose« bezogen.

Dissertationen

»Methode zur agenten-, ressourcen- und ereignisbasierten Steuerung logistischer Umschlagzentren« (2017)

Dr. Stephan Hülsmann

In Zeiten der individualisierten Dienstleistungen und Produkte wird es der Logistik über die physische Warenbewegung hinaus zuteil, Dinge informatorisch zu identifizieren und miteinander in globalen Supply Chains zu vernetzen. Das sogenannte »Tracking&Tracing« stellt im Rahmen der Planung und Steuerung von logistischen Systemen eine Grundvoraussetzung dar, um die Verfügbarkeit der richtigen Informationen echtzeitnah für sämtliche Waren zu gewährleisten. Eine besondere Herausforderung für die dynamische (Selbst-)Steuerung der Warenflüsse obliegt der intelligenten Datenverarbeitung in Form verteilter Algorithmen.

Die Planung von Materialflusssystemen beruht klassischerweise auf einem vorgeplanten, maximalen Durchfluss (Grenzleistungsbetrachtung) an bestimmten Punkten eines Systems. Durch eintreffende Ereignisse (Events), die zu einer alarmierenden Planabweichung führen können, wird jedoch der durchgängige Warenfluss beeinflusst und die ex ante geplante Regelbarkeit der Leistung ad absurdum geführt. Je nachdem, an welcher Stelle Events auftreten, hat dies Auswirkungen auf die komplette Supply Chain. Dazu zählen als wichtige Knotenpunkte ebenfalls die Logistikzentren, die in besonderem Maße flexibel und aktiv auf Events reagieren müssen. Durch das hohe Verkehrsaufkommen an großen Umschlagknoten kommt es vermehrt zu Störungen im Materialfluss: LKW verspäten sich, innerbetriebliche Ressourcen und Systemlasten variieren, Anschlusstransporte und Kapazitäten ändern sich kurzfristig. Um die Komplexität des Materialflusses zu beherrschen, wird eine Methode zur Planung und Steuerung des Materialflusses als Ad-hoc-Reaktion auf Ereignisse benötigt.

In der heutigen Praxis erfahren Mitarbeiter eines Logistikzentrums in der Regel erst von Störungen, wenn diese schon eingetreten sind und ein Entgegensteuern nahezu unmöglich ist. Das Logistikzentrum ist in der Supply Chain sowohl der Dynamik als auch der Intransparenz des Informations- und Materialflusses besonders ausgesetzt. Die Mitarbeiter müssen sich dabei auf ständig wechselnde Situationen durch unvorhergesehene Ereignisse einstellen und in kürzester Zeit weitreichende und komplexe Entscheidungen treffen.

Das im Rahmen der Arbeit entwickelte Multiagentensystem (EventPlan) in einem Logistikknoten fokussiert einen ereignis- und ressourcenorientierten Ansatz zur dynamischen Disposition von logistischen Objekten. Das System unterstützt den Logistikentscheider, in begrenzter Zeit eine hinreichend gute Entscheidung zu treffen. Als Ergebnis werden Aufträge neu priorisiert und umgeplant oder Ressourcen reallokiert. Dabei wird die Entscheidung dem Verantwortlichen nicht abgenommen, sondern er wird durch die Analyseergebnisse unterstützt. Über Handlungsmöglichkeiten, wie den Einsatz zusätzlicher Ressourcen, entscheidet somit immer der verantwortliche Mitarbeiter.

Die Praxistauglichkeit erfordert dabei für das dynamische, echtzeitnahe Scheduling von Aufträgen und Ressourcen eine skalierbare, übertragbare Methode, welche Ereignisse echtzeitnah verarbeiten und autonom Nachfolgeaktionen anstoßen kann. Aus diesen Gründen wird ein dezentraler Algorithmus zur Kommunikation und Steuerung auf Basis eines Multiagentensystems aufgebaut und anhand der hochdynamischen Luftfrachtlogistik validiert.

 

Vollständige Dissertation

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»Beitrag zur simulationsgestützten Konzeptplanung von heterogen strukturierten Kommissioniersystemen« (2011)

Dr. Eric Venn

Der logistische Brennpunkt der Kommissionierung unterliegt seit Jahren dem Trend der zunehmenden Komplexität. Die Vielfalt bezüglich Technikvarianten und Organisationsformen steigt kontinuierlich. Bei heterogen strukturierten Gesamtsystemen, bestehend aus verschiedenen Techniksystemen, werden dynamische Systemeigenschaften und leistungshemmende Wechselwirkungen zunehmend zu entscheidenden Planungsaspekten.

Mittels der heute in der Konzeptplanungsphase eingesetzten, statisch dominierten Planungs- und Berechnungsmethoden können Fragestellungen bezüglich des dynamischen Verhaltens nicht hinreichend genau beantwortet werden. Dieser Mangel an Planungsqualität erhöht das Risiko einer falschen Dimensionierung dynamikabhängiger Komponenten und führt zu Fehlern bei der Auswahl einer Vorzugsvariante.

Zur Lösung des Problems bietet sich die Simulationstechnik an. Diese wird heute erst in der Feinplanungsphase zum Funktionsnachweis einer ausgewählten Vorzugsvariante eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Konzept für den effizienten Simulationseinsatz bereits in der Konzeptplanungsphase entwickelt und beispielhaft umgesetzt. Ziel hierbei war eine Erhöhung der Qualität der Planungsergebnisse ohne den für den Simulationseinsatz typischen Mehraufwand.

Hierfür wurden standardisierte Planungs- und Simulationsmodelle, Modellierungsmethoden und Datenstrukturen für heterogen strukturierte Kommissioniersysteme entwickelt. Dies umfasste unter anderem ein Modellierungsparadigma sowie Standard-Bausteine und Objekte heterogen strukturierter Kommissioniersysteme. Elementar war darüber hinaus die Entwicklung automatisch generierbarer Simulationsmodelle, - strukturen und –elemente. Die Methoden wurden in eine Planungsumgebung integriert, welche den Planer in allen Phasen einer simulationsgestützten Konzeptplanung unterstützt.

Die durchgeführte Validierung anhand eines Anwendungsbeispiels zeigte, dass durch die frühe Simulationsintegration eine erhebliche Erhöhung der Planungs- und Ergebnisqualität erreicht wird. Dies betrifft insbesondere die dynamikabhängigen Dimensionierungsaspekte wie Pufferkapazitäten, Ressourcendimensionierung und Technikdimensionierung in nachgeschalteten Bereichen. Zudem ergibt sich für einen Planer bereits in der Konzeptplanungsphase ein hohes Maß an Transparenz und Verständnis für das dynamische Verhalten der betrachteten Modellvarianten.

Mit dieser Arbeit wurde die generelle Machbarkeit einer frühen Simulationsintegration in den Planungsprozess nachgewiesen, sowie Herausforderungen und Grenzen aufgezeigt. Durch weiterführende Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten wird sich der Einsatz der Simulationstechnik bereits in der Konzeptplanungsphase von heterogen strukturierten Kommissioniersystemen zukünftig zunehmend etablieren.

 

Vollständige Dissertation

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»Beitrag zur Bestimmung der Betriebskennlinien von Logistikzentren der Fashion Branche« (2010)

Dr. Karsten Hoyndorff

Logistikzentren sind, als elementarer Bestandteil einer Supply Chain, einem fortlaufenden Wandel ausgesetzt. Dabei rücken Aspekte wie Flexibilität, Adaptivität und Proaktivität immer weiter in den Vordergrund, um die Logistikzentren langfristig effizient betreiben zu können. Aus diesem Grund ist es wichtig, die Sensibilität ihrer Leistungsfähigkeit analysieren zu können.

In dieser Arbeit werden Betriebskennlinien entwickelt, die die Leistungsfähigkeit von Logistikzentren abbilden. Diese wird durch Kennzahlen beschrieben, die das dynamische Umfeld berücksichtigen und in Abhängigkeit von einer Einflussgröße stehen. Durch die Variation der Einflussgröße entstehen die Betriebskennlinien.

Die zur Abbildung der Betriebskennlinien eingesetzten Kennzahlen werden mathematisch hergeleitet und basieren in zentralen Aspekten auf statistischen Formeln, die auf das Logistikzentrum übertragen werden. Bei den Kennzahlen handelt es sich um das Service Level, den Lieferverzug, den Ressourcenbestand und die Logistikkosten. Es wird ein Modell entwickelt, mittels dessen die komplexen betrieblichen Abläufe eines Logistikzentrums abgebildet und die Kennzahlen bestimmt werden können. Schließlich wird ein Verfahren vorgestellt, mittels dessen das Modell eingesetzt werden kann. Um die Einsatzmöglichkeiten der Betriebskennlinien zu demonstrieren, werden diese für verschiedene typische Logistikzentren bestimmt. Zusätzlich werden verschiedene Möglichkeiten diskutiert, die die Leistungsfähigkeit von Logistikzentren beeinflussen können.

Die in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen werden in der Fashion Branche durchgeführt. Diese ist besonders geeignet, da sie hohe Schwankungen und eine ausgeprägte Saisonalität vorweist, die unter logistischen Gesichtspunkten repräsentativ für andere Branchen ist.

 

Vollständige Dissertation

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Studentische Arbeiten

2017

2016

Titel Art Autor
»Analyse der Beiträge von intralogistischen IT-Systemen zu einer grünen Intralogistik« Projektarbeit Hannah Knoblauch
»Anwendung des DCDP auf eine Fallstudie zur Konzeptplanung eines E-Commerce Distribution Centers« Projektarbeit Anike Murrenhoff
»Analyse von Aufwand und Nutzen der Einführung eines Warehouse Management Systems« Bachelorarbeit Nico Freund
»Entwicklung einer Vorgehensweise zur Bestimmung eines Grüne-Intralogistik-Reifegrades« Masterarbeit Frederic Hafgenscheit
»Entwicklung einer Vorgehensweise zur Standarddatenanalyse für die Lagerplanung« Projektarbeit Vadym Ismailov
»Entwicklung eines Planungstools für die Auswahl von Kommissioniersystemen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Gestaltungsparameter« Masterarbeit Viktoria Gorte
»Erarbeitung eines Planungswerkzeugs zur anforderungsgerechten Dimensionierung von Blocklagern« Masterarbeit Mario Möller
»Erstellung eines Konzeptes zur automatischen Vorhersage von Engpässen in der Lagerlogistik zur Unterstützung des kontinuierlichen Verbesserungsprozesses« Bachelorarbeit Kevin Woszczyna
»Erstellung von Lagerbelastungs-Heatmaps mittels Indoor-Ortung zur Analyse manueller Läger« Masterarbeit Lara Teichert
»Klassifizierung von interagierenden Robotern mit dem Menschen und deren Einsatzbereiche für die Intralogistik« Masterarbeit Hai Yin
»Kommissioniersysteme für die Materialbereitstellung in der Montage« Bachelorarbeit Lukas Knaup
»Konzeption und Validierung eines LEGO® Serious Play® Workshops vor dem Hintergrund der Lagerprozessplanung und Einordnung in den Bereich Design Thinking« Projektarbeit Linda Bermes / Maurice Grammel / Lukas Lehmann / Kerstin Willing
»Toolbasierte Planung von automatischen Kleinteile- und Hochregallagern unter Betrachtung einer indexbasierten Zuordnung von Artikeln zu Lagerbereichen« Masterarbeit Anike Murrenhoff
»Untersuchung und Bewertung von erwarteten Auswirkungen der Industrie 4.0 auf das Warehouse Management« Bachelorarbeit Steffen Nolte

2015

Titel Art Autor
»Entwicklung eines Kennzahlensystems zur Erfolgsmessung von Lean Management am Beispiel des Shopfloor Managements in einem Ersatzteilelager der Automobilindustrie« Masterarbeit Sophia Geburek
»Entwicklung eines Vorgehens zur regelmäßigen Optimierung der Artikellagerorte in Distributionszentren mit unterschiedlichen Lagerbereichen« Masterarbeit Caroline Uhlenbruch
»Erarbeitung von Lern- und Spieleinhalten für das Forschungsprojekt PickNick« Projektarbeit
Robin Seitz / André Terharen
»Ermittlung von Anwendungsfällen der Materialflussanalyse und hierauf aufbauende Ableitung von Anforderungen an ein System zur Ortung von Mitarbeitern mittels Mobile Devices« Bachelorarbeit Robin Seitz
»Konzeptentwicklung eines computerbasierten Tools zur Unterstützung der Planung automatischer Kleinteilelager« Masterarbeit Sascha Pisasale
»Sensitivitätsanalyse für manuelle Kommissioniersysteme im Kleinteilelager« Bachelorarbeit Jan Dominik Jocksch
»Quantitative Leistungsermittlung von dezentral gesteuerten fahrerlosen Transportfahrzeugen für die Ware-zur-Person Kommissionierung« Masterarbeit Markus Kurtin

2014

Titel Art Autor
»Analyse und Vergleich aktueller Forschungsarbeiten zur Planung von Palettenlagersysteme« Bachelorarbeit Jan Sawatzki
»Analyse von Problemen bei der Einführung von Warehouse Management Systemen (WMS) auf Basis einer qualitativen Umfrage unter WMS-Anbietern und Kunden« Masterarbeit Gerrit Lammers
»Analyse zur IT-Architektur in der Intralogistik und Bestimmung von Kriterien für die Gestaltung von Systemen der Materialflusssteuerung« Diplomarbeit Christoph Pott
»Bestimmung einer Funktionshierarchie geschlossener Logistikzentren und Zuordnung geeigneter Materiaflusstechniken Bachelorarbeit Uyen Trang Nguyen
»Entwicklung eines Berechnungstools zur Dimensionierung von ein- bzw. mehrgeschossigen Fachbodenregalsystemen mit eindimensionaler Fortbewegung« Masterarbeit Alexander Skokow
»Entwicklung einer Heuristik zur kriterienbasierten Planung von Palettenlagersystemen« Masterarbeit Steffen Schieweck
»Entwicklung eines Konzeptes zur Bestimmung des Lean-Niveaus in der Intralogistik für ein standortübergreifendes Benchmarking« Masterarbeit Sebastian Schmidt
»Erstellung eines Konzeptes zur Übertragung des Lean Management Werkzeuge-Heijunka aus dem Toyota Produktionssystem auf den Bereich der Kommissionierung« Bachelorarbeit André Terharen
»Funktions- und leistungsbereichsbasierte Klassifikation von Logistikzentren« Bachelorarbeit Heike Isabell Conrad
»Gestaltungsprinzipien von Hochleistungsarbeitsplätzen und Informationssystemtechniken in der Kommissionierung« Projektarbeit Tobias Lüling
»Konzeptentwicklung für ein automatisiertes, datenverarbeitendes Planungstool, zur Planung von Multishuttle-Lagersystemen« Masterarbeit Benjamin Kortheuer
»Konzeption eines modularen Simulationswerkzeugs für die Konzeptplanung von automatischen Kleinteilelagern mit angebundener Kommissionierung« Diplomarbeit Bastian Wolfgarten
»Planungshandbuch: Ergonomische Richtlinien und Vorgaben bei der Arbeitsplatzgestaltung im Rahmen einer Lagerplanung« Projektarbeit Sascha Pisasale
»Planungshandbuch: IT-Peripheriegeräte« Projektarbeit Felix Feldmann
»Requirements Engineering im Kontext von Warehouse Management Systemen - Anforderungen aufnehmen, analysieren und darstellen« Bachelorarbeit Andrea Wohlgemuth
»Toolentwicklung Lagerplanung« Projektarbeit Fabian Brinke / Lennart Scholz
»Wägetechnik« Projektarbeit Moritz Wernecke