Logistics Journal: Proceedings
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Towards a Concept for Blockchain-based Cyber-Physical Production Systems
Get PDFDieser Beitrag evaluiert den Einsatz der Blockchain-Technologie für Prozesse eines cyber-physischen Produktionssystems (CPPS) anhand eines Entscheidungsrahmens. Die Evaluation basiert auf einem bestehenden CPPS Anwendungsfall. Es werden Möglichkeiten für den Einsatz von Smart Contracts identifiziert und zwei beispielhafte Smart Contracts entworfen. Um die heterogenen und ressourcen-beschränkten IoT-Geräte eines CPPS zu integrieren, werden drei Ebenen der Anbindung an die Blockchain identifiziert und auf den Anwendungsfall angewendet. Diese Arbeit trägt zur Implementierung eines umfangreichen blockchain-basierten CPPS bei.This contribution evaluates the feasibility of blockchain technology for processes of a cyber-physical production system (CPPS) using a decision framework. The evaluation is based on an implemented CPPS use case. Opportunities for the use of smart contracts are identified and two exemplary smart contracts are designed. To integrate the heterogeneous and resource-constrained IoT devices of a CPPS, three levels of connection to the blockchain are identified and applied to the use case. This work contributes to the implementation of an extensive blockchain-based CPPS
Simulation der Vibrationsfördergeschwindigkeit an MKS Förderermodellen in SimulationX
Get PDFVibrationsförderer sind technische Systeme, welche durch eine Antriebkraft in eine Vibrations- oder Schwingungsbewegung versetzt werden. Das Förderorgan beschleunigt hierbei das aufliegende Fördergut und erzeugt je nach Ausprägung der Bewegungskurve einen definierten Fördergutstrom. In diesem Beitrag wird für die Software SimulationX die Simulation der kompletten Wirkungskette zur Ermittlung der zu erwartenden Fördergeschwindigkeit betrachtet. Dabei wird der Schwerpunkt speziell auf die Berechnung Fördergeschwindigkeit gesetzt.Vibratory conveyors are technical systems that are set into an oscillation or vibration movement by a driving force. The Conveyor organ accelerates the goods placed onto it and generates depending on the movement curve a specific good movement. Within this paper the complete chain of results to calculate the movement speed using the Software SimulationX is analyzed. In the course of this the focus is placed on the calculation of the conveying speed
Augmented Reality basierte Überlagerung von Sichteinschränkungen an Flurförderzeugen
Get PDFIn diesem Artikel wird ein Verfahren zur Überlagerung von Sichteinschränkungen, basierend auf dem Prinzip der Augmented Reality, vorgestellt. Das Verfahren beruht auf einer Überlagerung des tatsächlichen Bedienerblickfeldes mit Informationen aus einer rekonstruierten Szene. Die rekonstruierte Szene wird über den sichteinschränkenden Komponenten als Hologramm eingeblendet. Das vorgestellte Verfahren gliedert sich in die Komponenten Positionsbestimmung, Datenübertragung und Visualisierung. Diese Softwarekomponenten werden detailliert vorgestellt. Im Hinblick auf den späteren Einsatz des Systems in einem Flurförderzeug werden zudem die Echtzeitfähigkeit der Datenübertragung, die Genauigkeit der Visualisierung und die Robustheit der Positionsbestimmung untersucht.This article presents a method for superimposing vision constraints based on the principle of augmented reality. The method is based on an overlay of the actual operator\u27s field of view with information from a reconstructed scene. The reconstructed scene is superimposed as a hologram only over the vision-restricting components. The presented method is divided into position determination, data transmission and visualization. These software components are presented in detail. In view of the later use of the system in an industrial truck, the real-time capability of the data transmission, the accuracy of the visualization and the robustness of the position determination are also investigated
Methodische Entwicklung eines neuartigen Sortiersystems für Polybags
Get PDFDer Beitrag beschreibt die methodische Entwicklung einer Sortieranlage für den Sendungstyp Polybag. Die Notwendigkeit dafür ergibt sich aus Herausforderungen wie bspw. höhere Energieeffizienz bei gleichzeitiger Leistungssteigerung aber vor allem aus dem starken Anstieg eines Sendungsanteils mit bisher nicht ausreichend beschriebenen physikalischen Eigenschaften – auch Polybag genannt. Diesen außergewöhnlichen Rahmenbedingungen können State-of-the-Art Systeme derzeit nur bedingt gerecht werden. Der Beitrag zeigt dazu verschiedene Modelle zur Simulation des physikalischen Verhaltens von Polybags, wie dem biegeschlaffen Verhalten mittels Mehrkörpersimulation oder Strömungssimulationen, und integriert diese direkt in den Entwicklungsprozess. Der Entwurfsprozess konzentriert sich auf einen virtuellen Entwicklungsansatz (CAE) durch verschiedene Methoden, mit anschließender Validierung der Ansätze an einem Funktionsprototypen. Daraus resultiert die Konzeptstudie des neuartiges Sortiersystem speziell für Polybags.The article describes the methodical development of a sorting system for the shipment type polybag. The need for this arises from challenges such as higher energy efficiency with a simultaneous increase in performance, but above all from the sharp increase in the proportion of items with physical properties that have not yet been adequately described - also known as polybags. State-of-the-art systems are currently only able to do justice to these extraordinary boundaries to a limited extent. The article shows various models for simulating the physical behavior of polybags, such as limp behavior using multibody simulation or flow simulations (CFD), and integrates these directly into the development process. The design process focuses on a virtual development approach (CAE) through various methods, with subsequent validation of the approaches on a functional prototype. This results in the concept study of the new sorting system especially for polybags
Statistical analysis of the indentation rolling resistance measurement according to DIN EN 16 974 for the validation of simulation models
Get PDFDie größten Herausforderungen in der Gurtfördertechnik stellen kontinuierlich steigende Massenströme sowie Förderstrecken dar. Die hieraus resultierende Erhöhung der Bewegungswiderstände ist somit für eine notwendige Steigerung der Antriebsleistung verantwortlich. Für die Auslegung von Gurtförderanlagen ist es deshalb von besonderer Wichtigkeit, Kenntnis über die sich einstellenden Bewegungswiderstände zu erlangen. Der Hauptwiderstand setzt sich aus Eindrückrollwiderstand (ERW), Tragrollenlaufwiderstand, Schwingbiegewiederstand, Schüttgutwalkwiderstand und Sturzwiderstand zusammen. Der stellt ERW den größten Bestandteil des Bewegungswiderstandes für horizontale Gurtförderanlagen dar. Aufgrund der daraus resultierenden besonderen Wichtigkeit für die Auslegung von Gurtförderanlagen wurde am Institut für Transport- und Automatisierungstechnik (ITA) ein Prüfverfahren zur Ermittlung des ERW entwickelt und in DIN EN 16?974 genormt. Dieses etablierte Messverfahren ist kosten- und zeitaufwendig, weshalb am ITA Untersuchungen zur simulativen Bestimmung des ERW durchgeführt werden. Die hierfür notwendigen Materialparameter werden aus kleinen Proben ermittelt, wodurch die Entwicklung energieoptimierter Fördergurte unterstützt und effizienter gestaltet wird. Die Validierung der Simulationsergebnisse basiert auf die bisherige messtechnische Ermittlung. Deshalb ist die statistische Absicherung des etablierten Messverfahrens von besonderem Interesse.The most significant challenges in belt conveyor technology are continuously increasing mass flows and conveying distances. The resulting increase in movement resistance is thus responsible for the necessary increase in drive power. For the design of belt conveyor systems, it is essential to gain knowledge of the movement resistances that occur. The main resistance comprises indentation rolling resistance (IRR), idler running resistance, vibration bending resistance, bulk material rolling resistance, and camber resistance. The IRR represents the most significant component of the movement resistance for horizontal belt conveyors. Due to the resulting particular importance for the design of belt conveyor systems, a test method for determining the IRR was developed at Iinstitute of Transport and Automation Technology (ITA) and standardized in DIN EN 16 974. This established measurement method is costly and time-consuming, which is why investigations are being carried out at ITA to determine the ERW by simulation. The material parameters required for the simulation are determined from small samples, which support the development of energy-optimized conveyor belts and make them more efficient. The validation of the simulation results bases on the previous metrological determination. Therefore, the statistical proof of the established measurement procedure is of particular interest
Requirements for Pilot Routes and Infrastructure for the Introduction of Automated Shuttle Buses in Public Areas
Get PDFAutomatisierte Shuttlebusse sind durch Flexibilität und Kosteneffizienz Teil der zukünftigen Mobilitätskonzepte. Um den Ausbau von Pilotbetrieben mit automatisierten Shuttlebussen zu erweitern, benötigen vor allem Kommunen und Verkehrsgesellschaften Informationen zu den Einsatzmöglichkeiten der Fahrzeuge im öffentlichen Raum. Anhand einer Best-Practice-Analyse und einer Marktanalyse werden in diesem Beitrag Anforderungen an Pilotstrecke und Infrastruktur bei der Einführung automatisierter Shuttlebusse im öffentlichen Raum vorgestellt. Darüber hinaus werden die Ergebnisse der Analyse in Abhängigkeit des zeitlichen Horizonts bewertet.Automated shuttle buses are part of future mobility concepts due to their flexibility and cost efficiency. In order to enlarge the expansion of pilot operations with automated shuttle buses, local authorities and transport companies in particular need information on the possible uses of the vehicles in public areas. On the basis of a best-practice analysis and a mar-ket analysis, this paper presents requirements for pilot routes and infrastructure for the introduction of automated shuttle buses in public areas. Fur-thermore, the results of the analysis are evaluated in relation to the time horizon
Fleet Sizing of Dynamically Routed In-plant Milk-run Vehicles Based on a Genetic Algorithm
Get PDFInnerbetriebliche Routenzugsysteme (RZS) ermöglichen eine effiziente Materialversorgung von Montagelinien in kleinen Losgrößen. Eine Herausforderung für RZS sind Bedarfsschwankungen und kurzfristige Änderungen in Fahrplänen. Das Ziel von dynamischen Steuerungsstrategien ist die Erhöhung der Flexibilität und Effizienz von RZS in volatilen Umgebungen. Dieser Beitrag stellt einen anwendungsorientierten Ansatz zur Bestimmung der Flottengröße eines RZS mit dynamischen Routen basierend auf einem genetischen Algorithmus vor. Der Ansatz wird anhand einer Fallstudie eines Nutzfahrzeugherstellers evaluiert und diskutiert. Die Ergebnisse zeigen, dass der vorgestellte Ansatz eine effektive analytische Dimensionierung von RZS mit dynamischen Routen ermöglicht. Die Fallstudie legt zudem nahe, dass der Einsatz von dynamischen Routen zu einer Reduzierung der benötigten Anzahl an Fahrzeugen führen kann.In-plant milk-run (MR) systems enable efficient supply of assembly lines in small lot sizes. One major chal-lenge for MR systems are demand fluctuations and short-term changes within schedules. Dynamic control strategies aim at increasing flexibility and efficiency of MR systems in volatile environments. This paper presents an application-oriented approach for determining the fleet size of an MR system with dynamically controlled routes based on a genetic algorithm. The approach is evaluated and discussed using a case study from a commercial vehicle manufacturer. The results show that the approach ena-bles effective analytical dimensioning of MR systems with dynamic routes. In addition, the case study indicates that the implementation of dynamic routes can lead to a reduction in fleet size
Maturity Model for Applying Process Mining in Supply Chains: Literature Overview and Practical Implications
Get PDFLogistik- und Produktionssysteme sind mit einem äußerst volatilen Geschäftsumfeld konfrontiert, eine Situation, die die gängigen Ansätze der Supply Chain Analytics zunehmend an ihre Grenzen stoßen lässt. Process Mining ist eine neue Technik, um Einblicke in die Geschäftsprozesse zu gewinnen, während sie ausgeführt werden. Die Anwendung von Process Mining im organisationsübergreifenden Kontext ist jedoch noch nicht abschließend erforscht. In einem Literaturüberblick werden 34 Veröffentlichungen über die Anwendung von Process Mining im Supply Chain Management vorgestellt und nach einem dreistufigen Reifegradmodell klassifiziert. Die Mehrzahl der Publikationen (28 Veröffentlichungen) sind auf die Erstellung organisationsübergreifender Prozessmodelle konzentriert, 5 Veröffentlichungen stellen Modelle zur Warnung vor Abweichungen und zur Empfehlung von Entscheidungshilfen vor und eine Veröffentlichung beschreibt die automatische Anpassung des Systemverhaltens. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse wird geschlussfolgert, dass die Nutzung von Process Mining in den kommenden Jahren ein entscheidender Wettbewerbsvorteil im Supply Chain Management sein wird. Dies gilt nicht nur für die Gestaltung und das Management von stationären Lieferketten, sondern auch für die schnelle Anpassung neuer Lösungen in transienten Systemen.Logistics and production systems are confronted with a highly volatile business environment, a situation which increasingly pushes common supply chain analytics approaches to their limits. Process mining is an emerging technique to provide insights into business processes as they are being executed. However, the application of process mining in cross-organizational context has not been conclusively researched. In a literature overview, we review a set of 34 papers on the application of process mining in supply chains and classify them according to a three-stage maturity model. We find the majority of academic publications (28 papers) to focus on the construction of cross-organizational process models, 5 publications to derive models for alerting deviations and recommending decision support, and 1 paper to focus on automatic adjustments of the system behavior. Based on these findings, we conclude that the exploitation of process mining will be a key competitive advantage in supply chain management in the upcoming years. This applies not only for the design and management of steady-state supply chains, but also for the rapid adaptation of new solutions in transient systems
Ermittlung des logistischen und energetischen Flexibilitätspotentials eines Logistikzentrums unter Berücksichtigung von Elektromobilität
Get PDFDie Elektromobilität im Bereich der Nutzfahrzeuge entwickelt sich zu einem brisanten Thema in der Logistikbranche. Unbekannte Herausforderungen und Auswirkungen an den Logistikzentren und deren elektrischen Netzanschluss werden entstehen. Diese Thematik wird von der Universität Stuttgart und weiteren Projektpartnern in diesem Beitrag untersucht. Zudem werden die energetischen Herausforderungen von logistischen Komponenten betrachtet.Electric mobility in the commercial vehicle sector is developing into an explosive topic in the logistics industry. Unknown challenges and effects on logistics centres and their grid connection will arise. This topic is investigated by the University of Stuttgart and other project partners in this article. Furthermore, the energetic challenges of logistic components are considered
Analytische Berechnung der Durchsatzleistung von Mehrebenen-Shuttlesystemen mit unterschiedlichen Höhen der Ebenen
Get PDFDiese Publikation stellt eine Methode zur Bestimmung der Umschlagleistung von shuttlebasierten Lagersys-temen (SBS/RS) mit ebenengebundenen Shuttles, die eine unterschiedliche Anzahl von Ebenen unter-schiedlicher Höhe bedienen, vor. Der vorgeschlagene Ansatz berücksichtigt die tatsächlichen Bedienstrate-gien des Shuttles und des Aufzugs. Die Berechnungs-methode basiert auf einem zeitkontinuierlichen offe-nen Warteschlangensystem mit begrenzter Kapazität. Die Spielzeiten von Liften und Shuttles, die durch ei-nen wegdiskreten Berechnungsansatz bestimmt wer-den, können mit ihrer Zeitverteilung direkt in dem vorgestellten Berechnungsansatz verwendet werden. Dieser Ansatz wird durch einen Vergleich mit einer Diskreten Ereignis-Simulation (DES) validiert. Die Daten für diesen Vergleich basieren auf einem Sys-tem eines europäischen Lagersystemanbieters. An-hand eines Beispiels wird erläutert, wie dieses Be-rechnungsmodell zum Entwerfen von SBS/RS ver-wendet werden kann, um gegebene Anforderungen zu erfüllen.This paper deals with a method for determining the performance of shuttle-based storage and retrieval systems (SBS/RS) with tier-captive, single-aisle shut-tles serving various number of tiers of different heights. The use of this approach takes place in the design process of SBS/RS. The proposed approach considers the real operation characteristics of the shuttle and lift. The calculation method is based on a continuous-time open queueing system with limited capacity. The cycle times of lifts and shuttles, deter-mined by a spatial value approach, can be used di-rectly in the presented method with their time distri-butions. This approach is validated by a comparison with a discrete-event simulation (DES). The data for this comparison is based on a system provided by a European material handling provider. Finally, an ex-ample is presented to outline how this calculation model can be used for designing SBS/RS that fulfil predefined requirements