LOGISTIK UND SUPPLY CHAIN MANAGEMENT 2

Simulationsmodell Versandlager in AutoMod

Page 2Martens Stefan, Herzog Michael Logistik 2 – Modellierung mit AUTOMOD

Hochschule Fachhochschule NordwestschweizHochschule für Wirtschaft

Studiengang Bachelor in Wirtschaftsinformatik WI VZ 2.51Modul Logistik und Supply Chain Management 2Dozent Prof. Dr. Thomas HanneTeammitglieder Martens Stefan

Herzog Michael

Abgabedatum 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

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AuftragModellieren 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 Kommissionier-

Module 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 Aufträgewerden in 1 Stunde an den einzelnen Kommissionier-Modulen bearbeitet? Wie viele werden an den jeweiligenPackplätzen verpackt? Wie sind die Auslastungsgrade für die einzelnen Arbeitsplätze? Was ändert sich an denErgebnissen, wenn die Packplätze doppelt so schnell oder nur halb so schnell arbeiten?

1. ModellerstellungUnser Modell besteht aus einem Förderband mit 5 Kommissionier-Modulen. Die Stationen wurden an den Anfang undan jedes Ende des Förderbandes, sowie an jedes einzelne Kommissionier-Modul gesetzt. Aufgrund der Vorgaben in derProjektaufgabe haben wir zwei Kommissionierungsstränge gewählt, wobei der erste Strang 3-fach angesteuert wird undder zweite Strang 2-fach. Da im Durchschnitt zwei Kommissionier-Module aufgesucht werden, tragen wir diesemUmstand mit unserer Einteilung Rechnung. Ausserdem werden an den Endstationen vier Packstationen benötigt, welchewir parallel angeordnet haben. Als nächstes wurde der Auftragssammelbehälter vor der ersten Station positioniert. Wirgehen in unserem Simulationsmodell zudem davon aus, dass Stausituationen vor allem bei der Kommissionierungentstehen, wenn ein Auftragssammelbehälter zwei Stränge nacheinander aufsuchen muss. Diesen Simulationsfalluntersuchen wir in unserem Modell.

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2. Prozess DefinitionEs werden die benötigten Prozesse definiert. Gemäss der Aufgabenstellung haben wir 5 Kommissionier-Moduledefiniert, von denen im Durchschnitt 2 Module unterschiedlicher Stränge vom Auftragssammelbehälter aufgesuchtwerden 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 aufgesuchtwerden. Zusätzlich müssen für jeden Auftrag noch Teile im Kommissionier-Modul 4 oder 5 hinzugefügt werden. DerAuftragssammelbehälter passiert daher in jedem Durchlauf entweder Modul 1, 2 oder 3 des ersten Stranges und danachModul 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 ProzessP_EnterAssembly gibt es 1 Dimension, für den Prozess P_CompleteAssembly_1 gibt es 3 Dimensionen und für denProzess P_CompleteAssembly_2 gibt es 2 Dimensionen, da alle Kommissionierungen in Modul 4 oder 5 abgeschlossenwerden. Für den Pack-Prozess gibt es 4 Dimensionen, da an allen 4 Stationen gleichmässig verpackt werden soll. Imfolgenden Bild sind die Prozesse mit ihren Dimensionen nochmal aufgezeigt:

Nachdem wir die Prozesse definiert haben, weisen wir den Auftragssammelbehälter, vor der ersten Station, dem erstenProzess P_EnterAssembly zu und tragen eine Durchschnittszeit von 60 Sekunden ein.

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3. Programm-CodeJetzt 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. Danachwird er mit einer Wahrscheinlichkeit von jeweils 33% an die drei Dimensionen des Prozesses P_CompleteAssembly_1gesendet. Von dort wird er in die entsprechende Kommissionierungsstation geschoben. Der Auftragssammelbehälterverbleibt dann, wie in der Aufgabenstellung definiert, im Intervall [100, 180] Sekunden (gleichverteilt) zur Bearbeitungam entsprechenden Kommissionier-Modul (1, 2 oder 3). Nach der Bearbeitung wird der Behälter an den ProzessP_CompleteAssembly_2 weitergereicht. Dort verbleibt er ebenfalls zur Bearbeitung am Kommissionier-Modul 4 oder 5im Intervall [100, 180] Sekunden (gleichverteilt) und wird dann mit gleichverteilter Wahrscheinlichkeit von je 25% aneine der vier Dimensionen des Prozesses P_Pack weitergegeben.

Innerhalb des Prozesses P_Pack wird der Auftragssammelbehälter in die jeweilige Pack-Station geschoben und verbleibtzum Verpacken der kommissionierten Artikel im Intervall [150, 300] Sekunden (gleichverteilt) in dieser. Danach wird derAuftragssammelbehälter in die entsprechende Ausgangsstation verbracht.

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4. Das Modell „in Aktion“:

Um die Fragen gemäss Aufgabenstellung zu beantworten, schauen wir uns zunächst die Statistik nach einer Laufzeit voneiner Stunde im P_Pack Zeitintervall von [150 - 300] Sekunden an:

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Statistische Auswertung: Die mittlere Bearbeitungszeit der R_Kom_Operator entspricht mit geringen Abweichungender Intervallvorgabe von [100 – 180] Sekunden. Im Queues-Report ist eine durchschnittliche Wartezeit von 28s – 165san den Packstationen ersichtlich. Die Auslastung der R_Kom_Operator bewegt sich zwischen 60 und 85 Prozent. DieBearbeitungszeiten der R_Pack_Operator bewegen sich um das Mittel von 225 sec. Die Auslastung der R_Pack_Operatorbewegt 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 desStartintervalls der Auftragssammelbehälter könnte die Auslastung der Operatoren erhöht und mehr Sammelbehälterinnerhalb 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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Statistische Auswertung: Die mittlere Bearbeitungszeit von R_Kom_Operator entspricht mit geringen Abweichungender Intervallvorgabe von [100 – 180] Sekunden. Im Queues Report ist praktisch keine Wartezeit an den Packstationenersichtlich. Die Auslastung der R_Kom_Operator bewegt sich zwischen 62% und 85%. Die Bearbeitungszeiten derR_Pack_Operator bewegen sich um das Mittel von 112,5 sec. Die Auslastung der R_Pack_Operator bewegt sich zwischen8% und 46%. Abgefertigte Auftragssammelbehälter nach einer Stunde an den Packstationen: 36. Dies entspricht einerSteigerung von 12.5%

Fazit: Generell gibt es bei diesen Simulationseinstellungen keine Stausituationen. Die Operatoren an den Packstationensind nun noch weniger ausgelastet, da sie bei gleicher Kommissionierungszeit weniger Verpackungszeit benötigen als imersten Modell. Durch eine Verkürzung des Startintervalls der Auftragssammelbehälter könnte die Auslastung derOperatoren 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] Sekundenund lassen die Simulation wieder eine Stunde laufen und schauen die Statistik an:

Statistische Auswertung: Die mittlere Bearbeitungszeit der R_Kom_Operator entspricht mit geringen Abweichungender Intervallvorgabe von [100 – 180] Sekunden. Im Queues-Report sind erhöhte Wartezeiten an den Packstationen

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ersichtlich, obwohl eine Queue aus dem Rahmen fällt. Bei längerer Laufzeit relativiert sich dies allerdings. Die Auslastungder R_Kom_Operator bewegt sich zwischen 61% und 85%. Die Auslastung der R_Pack_Operator bewegt sich zwischen28% und 85%. Abgefertigte Auftragssammelbehälter nach einer Stunde an den Packstationen: 21. Dies entspricht einerVerringerung von 34,4% gegenüber Modell 1.

Fazit: Generell gibt es bei diesen Simulationseinstellungen durch die erhöhte Verpackungszeit ersichtlicheStausituationen. Die Operatoren an den Packstationen sind nun deutlich höher ausgelastet, da sie bei gleicherKommissionierungszeit mehr Verpackungszeit benötigen, als im ersten Modell. Die Effizienz sinkt, da die abgefertigteMenge der Auftragssammelbehälter um 34,4% sinkt. Bei dieser Verpackungszeitspanne ist eine Erhöhung derKommissionierungszeit pro Kommissionier-Modul erforderlich, um einen langfristigen Betrieb des Modells zuermöglichen.

5. SchlussbetrachtungGenerell ist zu bemerken, dass verschiedene Kommissionierungs-, Verpackungs- und Startzeiten vonAuftragssammelbehältern einer intensiven Abstimmung und Simulation bedürfen, um Engpässe und falsch gewählteIntervalle zu berücksichtigen.

In unserer Anordnung der fünf Kommissionierungsmodule in zwei Stränge mit Dimension 3 und Dimension 2 ergibt sichbei 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 deszweiten 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 Strang1 kompensieren. Somit lösen sich Stauprobleme am Strang 2 auf.