Logistics Journal: Proceedings
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Anwendungspotenziale von maschinellem Lernen in der Produktion und Logistik
Get PDFIm Vergleich zu anderen Anwendungsdomänen ist bislang der Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz wie zum Beispiel maschinellen Lernverfahren in Produktion und Logistik weniger stark verbreitet. Mit fortschreitender Vernetzung durch neu entwickelte Informations- und Kommunikationstechnologien sowie dem Einsatz von Sensortechniken und cyberphysischen Systemen können Daten von produktionstechnischen und logistischen Prozessen jedoch vermehrt hochauflösend erfasst werden. Die Verfügbarkeit von umfangreichen Betriebs- und Sensordaten birgt große Optimierungspotenziale, die durch moderne Datenanalysemethoden erschlossen werden können. In jüngster Vergangenheit ist daher ein stetig wachsendes Interesse an Methoden der künstlichen Intelligenz insbesondere dem maschinellen Lernen in den Bereichen Produktion und Logistik zu beobachten. Diesbezüglich besteht die Herausforderung darin, für diese Anwendungsbereiche die passenden Machine Learninig-Algorithmen auszuwählen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die Anwendungsmöglichkeiten von maschinellem Lernen und untersucht im Rahmen eines Literature Reviews die Anwendungsintensitäten von verschiedenen Machine Learninig-Algorithmen in Produktion und Logistik. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wird weiterer Forschungsbedarf abgeleitet.Compared to other application domains, the use of artificial intelligence methods such as machine learning processes in production and logistics has so far been less widespread. With increasing networking through newly developed information and communication technologies as well as the use of sensor technologies and cyber-physical systems, however, data from production-related and logistics processes can increasingly be recorded in high resolution. The availability of extensive operating and sensor data holds great potential for optimization, which can be tapped using modern data analysis methods. In the recent past, therefore, a steadily growing interest in methods of artificial intelligence, especially machine learning, can be observed in the areas of production and logistics. In this regard, the challenge is to select the right machine learning algorithms for these application areas. This article gives an overview of the possible applications of machine learning and examines the application intensities of various machine learning algorithms in production and logistics as part of a literature review. Further research needs are derived from the knowledge gained
Schüttgut-Kalibrierung für die Berechnung thermo-mechanischer Belastungen in Festbett-Wärmespeichern
Get PDFUm für die DEM-Simulation das Schüttgutverhalten richtig abbilden zu können, ist eine Kalibrierung der Schüttgutparameter notwendig. Als Kalibrier-Methode kommt der Draw-Down-Versuch zur Anwendung, der den Wert für die Haft- und Rollreibung der Partikel liefert. Rutsch- und Rollversuche liefern die weiteren Materialkennwerte. Um die Spannungen in der Schüttung und zwischen Schüttung und Behälterwand ermitteln zu können, wird der E-Modul der Schüttung benötigt. Zu dessen exakter Bestimmung wurde ein Druckversuch mit Schüttgut in einem Behälter durchgeführt und mit einer DEM-Simulation verglichen. Das vorliegende Paper beschreibt einen vollständigen Prozess zur Ermittlung sämtlicher Parameter, die für die Spannungsberechnung erforderlich sind.In order to be able to represent the bulk material behaviour correctly for the DEM simulation, a calibration of the bulk material parameters is necessary. The draw down test is used as the calibration method, which provides the value for the static and rolling friction of the particles. Slip and roll tests provided the other material parameters. In order to determine the stresses in the bulk material and between bulk material and container wall, the young’s modulus of the bulk material is required. For its exact determination a pressure test with bulk material in a container was performed which was compared with a DEM simulation. This paper describes a complete process for determining all parameters required for stress calculation
Auswirkungen des Kurvenwiderstandes auf den Energieverbrauch von Flurförderzeugen
Get PDFSteigendes Umweltbewusstsein in Gesellschaft und Politik sowie die seit langem erwartete, aber bisher noch nicht eingetretene Verteuerung von Energie hat in den letzten Jahren bei den Flurförderzeugen den Energieverbrauch stärker in den Fokus gerReiückt. In zahlreichen Forschungsprojekten am Lehrstuhl MTL wurden daher verschiedene Aspekte des Energieverbrauchs von Flurförderzeugen untersucht. Hierbei stellte sich heraus, dass der Kurvenwiderstand neben dem Rollwiderstand einen signifikanten Einfluss auf den Energieverbrauch dieser Fahrzeuge aufweist. In diesem Beitrag wird anhand von analytischen Berechnungen sowie Mehrkörpersimulationen dargestellt, unter welchen Bedingungen der Kurvenwiderstand für den durchschnittlichen Energieverbrauch eines batterie- elektrischen Flurförderzeuges relevant ist. Aus diesen Untersuchungen lassen sich neben den optimalen Betriebsverhalten zur Verringerung des Fahrwiderstandes zusätzlich Erkenntnisse für die zukünftige Entwicklung von Flurförderzeugreifen ableiten.Increasing environmental awareness in society and politics as well as the long-awaited but as yet unheard of increase in the price of energy have brought energy consumption in industrial trucks more into focus in recent years. In numerous research projects at the chair of MTL, different aspects of energy consumption of industrial trucks have therefore been investigated. It was found that the curve resistance has a significant influence on the energy consumption of these vehicles in addition to the rolling resistance. In this paper, analytical calculations and multibody simulations are used to show under which conditions the curve resistance is relevant for the average energy consumption of a battery electric industrial truck. From these investigations it is possible to derive not only the optimum operating behaviour for reducing the driving resistance but also findings for the future development of industrial truck tyres
Kalibrierung von Fahrerlosen Transportsystemen und Flotten – Stand der Technik und Herausforderungen
Get PDFFahrerlose Transportfahrzeuge nehmen durch ihre Effizienz in der Industrie einen immer größeren Stellenwert ein. Hieraus resultiert eine erhöhte Nachfrage bei den Produzenten. Um diese zu bedienen, ist es notwendig die Fertigungsprozesse zu optimieren. Eine Möglichkeit bietet hierbei die Kalibrierung, da heutzutage jedes Fahrzeug weitgehend einzeln und manuell eingestellt werden muss. Eine Optimierung dieses Prozessschritts würde durch die Skaleneffekte einen erheblichen Beitrag zur Effizienzsteigerung beitragen. Dieser Artikel analysiert daher mithilfe einer Literaturrecherche die verschiedenen Arten von Kalibrierung und inwieweit diese automatisiert werden können. Ergänzend dazu wird untersucht, ob nicht nur Einzelfahrzeuge kalibriert werden können, sondern dies gleichzeitig für eine gesamte Flotte durchgeführt werden kann.Automated Guided Vehicles are becoming more and more important in the industry due to their efficiency. This results in an increased demand on the producers’ side. In order to serve this demand it is necessary to optimise the production processes. One possibility is calibration, since nowadays each vehicle must be adjusted individually. An optimisation of this process step would make a considerable contribution to increase the efficiency through economies of scale. This article therefore analyses the different types of calibration and the extent to which they can be automated. In addition it is researched whether it is not only possible to calibrate single vehicles, but to do this simultaneously for an entire fleet
Einsatzmöglichkeiten maschineller Lernverfahren in einer dezentral organisierten Lagerverwaltung auf Basis intelligenter Behälter
Get PDFIntelligente Behälter verfügen über verschiedene Sensoren, einen lokalen Speicher, eine eigene Recheneinheit sowie eine Energieversorgung und ermöglichen so eine dezentral organisierte Lagerverwaltung. Neben der reinen Lagerverwaltung ist für einen produktiven Einsatz in der Industrie und dem Handel eine intelligente Selbststeuerung und Koordination dieser Behälter notwendig. In diesem Beitrag werden zwei Konzepte vorgestellt, wie mittels maschineller Lernverfahren datenbasierte Verbesserungen sowohl für ein risikobasiertes Bestandsmanagement als auch für eine automatisierte Lagerplatzvergabe realisiert werden können.Intelligent bins are equipped with various sensors, local memory, an own computing unit and energy supply. These bins can form a self-controlled, decentrally organized warehouse management. Besides the basic functionalities of a warehouse management system, such a system needs an intelligent self-control in order to match the requirements of industry and retail. We present two concepts, using machine learning for a data driven improvement of risk-based inventory management and of automated storage location assignment
Nachhaltige Lagerböden und Tablare in Leichtbauausführung
Get PDFVorgestellt wird ein ultraleichter, hochbelastbarer, flexibel einsatzfähiger Boden in einer Sandwich-verbundbauweise mit einem integrierten Zugankersys-tem unter Anwendung nachwachsender Rohstoffe. Je nach zukünftiger Belastung werden die Decklagen des Sandwichverbundes durch innenliegende Zuganker definiert unter Druck vorgespannt, wodurch eine Steifigkeitserhöhung erzielt wird. Somit können Spannweiten von bis zu drei Meter erreicht werden. Durch diesen Aufbau können - bezogen auf das Eigengewicht - verhältnismäßig große Lasten aufgenommen werden. Durch den infachen Aufbau sind die Einsatzgebiete vielseitig. So kann der Boden für eine Flexibilitätssteigerung in Unternehmen beitragen, sodass z. B. durch eine Art Gerüst eine zweite geschlossene Ebene zur Erweiterung von begehbaren Lagerflächen realisiert werden kann.A light, heavy-duty, flexibly usable shelf is presented in a sandwich composite construction using renewable raw materials. Integrated is a tie rod system. Depending on the future load, the top layers of the sandwich composite are prestressed by pressure via the internal tie rods, which increases the stiffness. Spans of up to three meters can be achieved. With this structure, rel-atively large loads can be absorbed in relation to the dead weight. The areas of application are versatile due to the simple structure. So the shelf can contribute to increasing flexibility in companies, so that e. g. a kind of scaffolding can be used to create a second level to expand accessible storage areas
Adaptives Fahrwerk für Hochgeschwindigkeitsförderer SPEEDTrans
Get PDFEin neuer Ansatz für den innerbetrieblichen Warentransport in Form eines schienengebundenen Hochge-schwindigkeitsfördersystems wird präsentiert. Zur Reduzierung der Schienenkosten wurde eine Schiene aus handelsüblichen Walzstahlträgern entworfen, was jedoch signifikante Schwankungen der Spurweite über den Streckenverlauf zur Folge hat. Die konstruktive Umsetzung eines adaptiven Fahrwerks zum Ausgleich dieser Schwankungen wird in diesem Beitrag vorgestellt.A novel approach for the internal transport of goods in form of a rail-bound high speed conveyor system is presented. For cost reduction, a rail made of commercially available rolled steel girders was developed, however, this causes significant deviations in track gauge over the length of the route. The constructive implementation of an adaptive running gear to compensate these fluctuations is presented in this paper
Deep Neural Networks for the Scheduling of Resource-Constrained Activity Sequences: A Preliminary Investigation
Get PDFDie Planung von ressourcenbeschränkten Aktivitätsfolgen, bekannt als das ressourcenbeschränkte Projektplanungsproblem, ist ein bekanntes Optimierungsproblem, das darin besteht, einen Ausführungsplan zu finden, der die Gesamtdauer der betrachteten Aktivitätsfolge minimiert. Dieses Problem wird im Allgemeinen mit heuristischen und meta-heuristischen Methoden gelöst. In diesem Beitrag wird ein alternativer Lösungsansatz vorgestellt, der eine Entscheidungsstrategie umfasst, die auf künstlichen neuronalen Netzen und maschinellem Lernen basiert. Darüber hinaus wird gezeigt, dass ein solcher Ansatz in der Lage ist, für Aktivitätsfolgen gute Ausführungspläne in kurzer Zeit zu generieren.The scheduling of activity sequences under resource constraints, also known as Resource-Constrained Project Scheduling Problem (RCPSP), is a well-known optimization problem that consists in finding an activity execution schedule that minimizes the total duration of the considered sequence. This problem is generally tackled with heuristic and meta-heuristic methods. This paper proposes a different approach based on artificial neural networks, used as decision tools, and machine learning. Moreover, it is shown that such methodology is able to provide good and fast activity execution schedules
Modified Adaptive Large Neighborhood Search for Scheduling Automated Guided Vehicle fleets considering dynamic transport carrier transfers
No full textAbstract (D): Die Leistungsfähigkeit eines Fahrerlosen Transportsystems ist stark von der Steuerung der Fahrzeugflotte abhängig. Besonders die Zuordnung von Ladungsträgern und Fahrzeugen sowie die Festlegung der Abarbeitungsreihenfolge haben einen großen Einfluss.
Ein möglicher, gegenseitiger Austausch von Ladungsträgern zwischen den Fahrzeugen eines Fahrerlosen Transportsystems wurde bisher nicht umfassend untersucht. Gleichzeitig zeigen Anwendungen aus anderen Einsatzgebieten fahrzeugbasierter Systeme wie bspw. der Personentransport oder der Transport durch Kurierdienste vielversprechende Ergebnisse, wie eine Reduzierung von Fahrzeugbewegungen und Lieferzeiten.
Diese Ansätze zur Planung von Transporten lassen sich nicht direkt auf den Anwendungsfall Fahrerloses Transportsystem übertragen, da sich die zugrundeliegenden Annahmen hinsichtlich der Modellierung (z. B. ein einzelnes Depot als Start- und Zielpunkt aller Fahrzeuge) und der Lösungsgenerierung (z. B. keine Echtzeitanforderung) stark unterscheiden.
Ein heuristischer Ansatz, adaptiert auf die Steuerung von Fahrerlosen Transportsystemen in der Intralogistik, wird in diesem Beitrag vorgestellt. Der Ansatz wird als Modified Adaptive Large Neighborhood Search bezeichnet. Der Artikel beschreibt das Konzept des Ansatzes und die erforderlichen Anpassungen für das Einsatzfeld. Experimente anhand generischer Testinstanzen zeigen, dass der Ansatz geeignet ist, um ranTransfers zwischen den Fahrzeugen kleiner Flotten zu identifizieren. Darüber hinaus werden Potenziale und Hindernisse für den Einsatz in industriellen Anwendungen herausgearbeitet.The performance of Automated Guided Vehicle systems is highly related to the implemented control strategies for vehicle fleet management. Especially the assignment of transport carriers to vehicles and the decision on the processing sequence have a high impact.
So far, a dynamic transfer of transport carriers between the vehicles of an Automated Guided Vehicle fleet has not been sufficiently investigated. Nevertheless, applications from other areas like passenger transport or courier services show promising results in reduced vehicle movements and delivery times.
However, the approaches to generate solutions of these problems cannot be applied to the control of Automated Guided Vehicle systems. These planning tasks differ significantly in modeling (e.g. the use of a single depot as start and end for all vehicles) and solution generation (e.g. no real-time requirements). Hence, there is no sufficient control approach for Automated Guided Vehicle systems considering dynamic carrier transfers.
A heuristic approach adapted to the control of Automated Guided Vehicle fleets in intralogistics systems is presented in this article. The approach is called Modified Adaptive Large Neighborhood Search. The article describes the basic concepts of the approach and the adaptions to the field of application. Experiments based on generic test instances prove that the approach is sufficient to plan transfer operations for small vehicle fleets. Furthermore, potentials and limitations for the application in industrial systems are discussed
Planungstool zur Entwicklung geeigneter Betriebsstrategienvon mobilen Kommissionierrobotern
No full textEin Großteil der heutigen Kommissioniersysteme wird nach wie vor manuell oder nur teilautomatisiert betrieben. Der zunehmende Personalmangel führt jedoch dazu, dass Unternehmen vermehrt mobile Kommissionierroboter einsetzen, die gemeinsam mit dem Mensch kommissionieren. Diese Arbeit zeigt auf, dass sich die bisherigen Untersuchungen nur auf ein Teilgebiet der mobilen Kommissionierroboter beschränken. Insbesondere die Leistungsentwicklung bei einer gemeinsamen Arbeitsumgebung sowie die Auswirkung auf bekannte Steuerungsstrategien wurden bisher nicht näher untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein erstes Konzept für ein solches Planungstool vorgestellt. Darüber hinaus zeigen erste Ergebnisse, dass eine getrennte Zonierung durchaus Leistungszuwächse generieren kann, jedoch zur Auswahl der optimalen Kombination beider Agenten (Mensch & Roboter) wirtschaftliche Aspekte herangezogen werden müssen.The majority of today\u27s order picking systems are stil operated manually or only partially automated. However, the increasing lack of personnel is forcing companies to use more mobile picking robots that pick together with humans. This work shows that the research conducted so far is limited to only a part of the field of mobile picking robots. In particular, the performance development in a common working environment and the effect on existing control strategies have not been investigated in detail so far. Within the scope of this work, a first concept for such a planning tool is presented. In addition, first results show that a separate zoning can generate performance increases, but that economic aspects have to be consideredwhen selecting the optimal combination of both agents (human & robot)