Logistics Journal: Proceedings
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Analysis of factors influencing the use of BLE-based process analysis tools in intralogistics
No full textZiel dieser Arbeit ist es, den Einsatz einer auf Bluetooth Low Energy basierenden Prozessanalyse Technologie in einer industrienahen Versuchsumgebung zu erproben und auf mögliche Einflussparameter auf die Ergebnisse zu untersuchen. Für die Untersuchung wurden 2 typischen Ressourcen der Intralogistik ausgewählt. Einerseits wurden Experimente mit einem Fahrerlosentransportsystem als auch mit Personen in einem Montagesystem mit spezifischen logistischen Aufgaben durchgeführt. Als Maßgröße für die Beurteilung wurde die gemessene Signalstärke zur Verortung identifiziert. Durch den Zugriff auf die Rohdaten mittels eines Open Source Datenanalysewerkzeuges (Knime) konnten Faktoren wie Ausrichtung und Positionierung der Sender, Störgrößen in der Umwelt wie bspw. andere Maschinen und Einrichtungen aber auch die Positionierung der Empfänger identifiziert werden.The aim of this work is to test the use of a process analysis technology based on Bluetooth Low Energy in an industrial test environment and to analyse possible influencing parameters on the results. Two typical intralogistics resources were selected for the study. On the one hand, experiments were carried out with an automated guided vehicle and on the other hand with people in an assembly system with specific logistical tasks. The measured signal strength for localisation was identified as a measure for the assessment. By accessing the raw data using an open source data analysis tool (Knime), it was possible to identify factors such as the orientation and positioning of the transmitters, interference variables in the environment such as other machines and equipment, as well as the positioning of the receivers
Optimization model for a vehicle routing problem with cellular automated guided vehicles
Full text linkMit der zunehmenden Anzahl von Produktvarianten wird der Bedarf an Flexibilität in der Intralogistik immer deutlicher. Eine mögliche Lösung für diese Herausforderung ist der Einsatz von zellularen fahrerlosen Transportfahrzeugen, die je nach Größe des zu transportierenden Produkts variabel zusammengeschaltet werden können. In diesem Artikel wird ein Optimierungsmodell zur Lösung eines Vehicle Routing Problems für zellulare fahrerlose Transportfahrzeuge vorgestellt. Außerdem wird eine rekursive Methode vorgestellt, die auf Basis der Lösung des Modells eine optimale Transportreihenfolge ermittelt. Das Optimierungsmodell wird dazu in eine eigens entwickelte Modellumgebung implementiert und für einen dynamischen, beispielhaften Anwendungsfall gelöst. Abschließend werden logistische Zielgrößen zur Bewertung der Lösung des Optimierungsmodells ausgewertet. Die exemplarische Anwendung des Optimierungsmodells zeigt, dass es möglich ist, den zellularen Transport mit fahrerlosen Transportfahrzeugen zu modellieren und den Transport mittels logistischer Zielgrößen zu bewerten.As the number of product variants continues to grow, the need for flexibility in intralogistics is becoming increasingly apparent. One potential solution to this challenge is the use of cellular automated guided vehicles, which can be variably interconnected depending on the size of the product to be transported. This article presents an optimization model for solving a vehicle routing problem for cellular automated guided vehicles. Furthermore, a recursive method is presented that determines an optimal transport sequence based on the solution of the model. The optimization model is implemented in a specially developed model environment and solved for a dynamic, illustrative use case. Subsequently, logistical target variables are evaluated in order to assess the solution of the optimization model. The exemplary application of the optimization model demonstrates the feasibility of modeling cellular transportation with automated guided vehicles and evaluating its performance based on logistical target variables
Examining the challenges of mobile robots to perform collaborative transports considering industry experts in-sights and hardware experiments
Full text linkDer kollaborative Transport durch einen Verbund mobiler Roboter eröffnet Unternehmen die Möglichkeit, die Auslastung ihrer Flotten zu erhöhen und größere Lasten ohne zusätzliche Investitionen zu befördern. Die durchgeführten Experteninterviews mit Industrievertretern legen den Schluss nahe, dass ein Bedarf für Forschung in dieser Richtung besteht. Allerdings zeigen sich weiterhin Herausforderungen, insbesondere in der dafür notwendigen Kommunikation und Ansteuerung. Die Untersuchungen der Fahreigenschaften von mobilen Robotern unter Zuhilfenahme eines hochpräzisen Trackingsystems offenbaren zudem, dass durch die Hardware der Fahrzeuge signifikante Abweichungen von vor-gegebenen Trajektorien zu verzeichnen sind. Diese Resultate demonstrieren den künftigen Forschungsbedarf hinsichtlich der Steuerungsstrategien der Verbunde sowie der Motoransteuerung.Collaborative transportation using a group of mobile robots enables companies to increase the utilization of their fleets and to transport larger loads without additional investments. The expert interviews conducted with industry representatives suggest that there is a need for research in this direction. However, challenges remain, especially in the necessary communication and control. The investigations of the driving characteristics of mobile robots with the help of a high-precision tracking system also reveal that significant deviations from the predefined trajectories can be observed due to the hardware of the vehicles. These results demonstrate the future need for re-search with regard to the control strategies of the networks and the motor control
Rolling resistance and rolling loss of industrial truck wheels with polyurethane tread with regard to their degree of hardness
Full text linkDer Rollwiderstand ist von zentraler Bedeutung, wenn es gilt, die Abrollgüte und die Effizienz eines Rades bzw. einer Rolle zu beurteilen. Der Energieverbrauch eines Fahrzeuges wird mitunter maßgeblich vom Rollwiderstand beeinflusst. Nicht zuletzt deshalb wird im Umfeld des Automobilsektors seit ca. 100 Jahren zu den physikalischen Vorgängen, die im Rollwiderstand resultieren, und Maßnahmen zu deren Reduktion geforscht. Für den Bereich der Flurförderzeuge und deren Energieverbrauch ist der Rollwiderstand nicht minder relevant, wenngleich hier deutlich geringere Fahrgeschwindigkeiten vorliegen. Dezidierte experimentelle Untersuchungen zu Rädern mit Vollmateriallaufbelag aus Polyurethan existieren indes nur wenige und die vorliegenden Versuchsreihen zeigen, dass die einschlägigen Rollwiderstandstheorien für diesen Werkstoff nur von eingeschränkter Gültigkeit sind bzw. teilweise im Widerspruch zum Betriebsverhalten der Polyurethanbandagen stehen. Eine Übertragbarkeit der für luftbefüllte Reifen gewonnenen Erkenntnisse ist demnach nicht per se gegeben.Rolling resistance is of central importance when it comes to evaluating the rolling quality and efficiency of a wheel or roller. The energy consumption of a vehicle is significantly influenced by rolling resistance. This is one of the reasons why research in the automotive sector has focused on understanding the physical processes that result in rolling resistance and finding ways to reduce it for approximately the last 100 years. Rolling resistance is equally relevant in the context of industrial trucks and their energy consumption, even though the driving speeds in this area are significantly lower. However, there are only a few dedicated experimental studies on wheels with solid polyurethane treads, and the existing test series indicate that the relevant rolling resistance theories are only of limited validity for this material or, in some cases, contradict the operational behavior of polyurethane treads. Therefore, the experiences obtained for air filled tires cannot be directly applied.
Time and resource utilization of a voxel-based simulation for indoor multicopters
Full text linkStändig steigende Produktionszahlen und neue Her-ausforderungen in der Produktionsumgebung bei gleichbleibenden Platzverhältnissen zwingen produzie-rende Unternehmen, sich mit der Planung von Produkti-onslayouts auseinanderzusetzen. Das Problem dabei ist oft ein nicht vorhandener oder veralteter Produktionslay-outplan. Autonome Multikopter können dabei helfen und die Layoutaufnahme deutlich vereinfachen. Daher wird eine voxelbasierte Simulation untersucht, um Explorati-onsalgorithmen mit und ohne Künstliche Intelligenz ent-wickeln und trainieren zu können. Zunächst wird unter-sucht, wie sich die Simulation zeitlich verhält. Anschließend wird auf die Ressourcennutzung eingegan-gen und dargelegt, wie groß der Simulationszeitfaktor im Gegensatz zur Echtzeit ist und welchen Vorteil Unterneh-men und Entwickler bei einer Nutzung haben.Constantly increasing production volumes and new challenges in production environments with the same amount of space are forcing manufacturing compa-nies to deal with the planning of production layouts. The problem often is a non-existent or outdated production layout plan. Autonomous multicopters can help by sim-plifying layout capture. That\u27s why a voxel-based simula-tion is investigated to develop and train path planning al-gorithms with and without artificial intelligence. First, the temporal behavior and the resource utilization of the sim-ulation is investigated. Then, the time factor of simulation is compared to real time and what advantages companies and developers have when using it
Offloading Functions of Autonomous Mobile Robots to a Cloud
Full text linkAutonome mobile Roboter (AMR) werden in der Intralogistik zur Automatisierung innerbetrieblicher Transportprozesse eingesetzt. Neben der steigenden Anzahl von Robotern im System steigen auch die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von AMR durch komplexere Anwendungsfälle. Gleichzeitig ist Cloud Computing eine Schlüsseltechnologie, um daten- und rechenintensive Prozesse bedarfsgerecht zu verarbeiten. Dieser Beitrag untersucht die Möglichkeit, AMR-Funktionen in die Cloud auszulagern und die Vorteile beider Technologien zu nutzen. Dazu werden AMR-Funktionen definiert und in einem Ablaufdiagramm voneinander abgegrenzt. Nach der Identifikation auslagerungsrelevanter Kriterien wird das Potenzial der Auslagerung dieser Funktionen in die Cloud mit Hilfe der Methode des analytischen Hierarchieprozesses untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere AMR-übergreifende Funktionen wie z. B. Verkehrssteuerung, Fahrzeugdisposition, Transportauftragsverwaltung, Kartierung und Pfadplanung ein hohes Potenzial für die Auslagerung in die Cloud aufweisen. AMR-Funktionen, die eine schnelle und zuverlässige Antwortzeit erfordern oder sicherheitsrelevant sind, sollten hingegen auf dem AMR selbst ausgeführt werden. Diese Ergebnisse unterstreichen jedoch, dass AMR und Cloud vorteilhaft kombiniert werden können.Autonomous Mobile Robots (AMR) are used in intralogistics to automate internal transport processes. In addition to the increasing number of robots in the system, the demands on the performance of AMR are increasing due to more complex use cases. At the same time, cloud computing is a key technology for handling data- and compute-intensive processes on demand. This work explores the possibility of offloading AMR functions to the cloud and taking advantage of both technologies. To this end, AMR functions are defined and differentiated in a flowchart. After identifying offloading-relevant criteria, the potential of offloading these functions to the cloud is examined using the Analytical Hierarchy Process method. The results show that cross-AMR functions such as traffic control, task assignment, task planning, mapping and path planning have a high potential for offloading to the cloud. On the other hand, AMR functions that require a fast and reliable response time or are safety relevant should be executed on the AMR itself. However, these results underscore that AMRs and the cloud can be combined to great advantage
Towards automated Driving on Automobile Terminals
Full text linkIn diesem Beitrag wird eine umfassende Analyse und konzeptionelle Entwicklung für die Integration von Technologien für automatisiertes Fahren in Automobilterminals vorgestellt. Die Forschung adressiert kritische Ineffizienzen im aktuellen Terminalbetrieb durch einen zweistufigen Ansatz: eine detaillierte Prozessanalyse und die Entwicklung eines technologischen Konzepts für die Integration automatisierter Fahrzeuge. Das vorgeschlagene technologische Konzept umfasst eine intelligente Infrastruktur mit fortschrittlichen Sensorsystemen, robusten Kommunikationsnetzen unter Verwendung von 5G und automatisierten Fahrfunktionen der Stufe 4, die durch automatisierte Valet-Parking-Systeme (AVP) ergänzt werden. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Gewährleistung einer sicheren Interaktion zwischen Mensch und Technik. Zu den erwarteten Ergebnissen gehören eine verbesserte Betriebseffizienz, eine optimierte Raumnutzung und eine erhöhte Sicherheit, wobei sich die zukünftige Arbeit auf die Implementierung von Prototypen und die Leistungsbewertung durch Simulationen konzentriert.This paper presents a comprehensive analysis and conceptual development for integrating automated driving technologies within automotive terminals. The research addresses inefficiencies in current terminal operations by employing a two-phase approach: detailed process analysis and the design of a technological concept for automated vehicle integration. The proposed technological concept includes an intelligent infrastructure with advanced sensor systems, robust communication networks utilizing 5G, and Level 4 automated driving capabilities enhanced by Automated Valet Parking (AVP) systems. Additional emphasis is placed on ensuring safe human-technology interaction. The expected outcomes include improved operational efficiency, optimized space utilization, and enhanced safety, with future work focusing on prototype implementation and performance evaluation by simulations
Development of human-centered scheduling in logistics
Full text linkDurch den Einsatz neuer Technologien stehen in der Logistik immer mehr Daten zur Verfügung. Das gilt nicht nur für automatisierte Systeme, sondern auch für Mitarbeiterdaten, die mit dem Ziel erhoben werden, die Leistung der Mitarbeiter zu messen. Diese Leistungsda-ten werden dann genutzt, um einen möglichst effizienten Schichtplan zu erstellen. In diesem Beitrag stellen wir im Gegensatz dazu einen menschenzentrierten Ansatz zur Schichtplanung vor, bei dem wir die Präferenzen der Mit-arbeiter für ihren Arbeitsplatz berücksichtigen. Dieser Ansatz wird einmal in einem Logistikbereich und einmal in einem Krankenhaus mit jeweils vielversprechenden Ergebnissen angewendet. Mit diesem menschenzentrier-ten Planungsansatz wollen wir Unternehmen dabei un-terstützen, ihre Mitarbeiter langfristig zufriedener zu machen und sie an das Unternehmen zu binden.With the use of new technologies, more and more data are available in logistics. This applies not only to automated systems, but also to employee data that is collected with the aim of measuring employee perfor-mance. This performance is then used to generate the most efficient shift schedules possible. In this paper, we present in contrast a human-centered approach to shift planning in which we take employees\u27 preferences for workplaces into account. This approach is applied once in a logistics area and once in a hospital with promising re-sults in each case. With this human-centered scheduling approach we want to support companies to make their employees more satisfied in the long term and to retain them in their company
Functionalized structural elements for Transportation systems in lightweight wood construction
Full text linkDer Beitrag widmet sich der Funktionalisierung der Strukturelemente eines Transportsystems in Holzleichtbauweise. Ziel war es, die Holzstrukturelemente konstruktiv so zu gestalten, dass sensorische und elektronische Bauteile darin implementiert werden können, ohne die ursprüngliche Funktion des Systems – das Zusammenfassen und effiziente Befördern von Fördergut – zu beeinträchtigen. Dadurch sollte eine Überwachung des Transportsystems und der transportierten Güter ermöglicht werden. Im Rahmen der experimentellen Entwicklung des Systems wurden Ansätze erarbeitet, elektronische Bauteile entsprechend in die Transportmodule einzubetten. Durch Feldtests wurde die Gebrauchstauglichkeit der modifizierten Komponenten, des gesamten Transportsystems sowie der Sensorik und Elektronik geprüft. Ein Testanwender hat die hergestellten Prototypen in dessen intralogistische Prozesse eingebunden. Durch die funktionalisierten Holzkomponenten und die darin implementierte Messtechnik wurde eine Grundlage für die Digitalisierung von logistischen Abläufen mit Transportsystemen in Holzleichtbauweise geschaffen.This article focuses on the functionalization of structural elements of transport aids in lightweight wood construction. The aim was to design the wooden structural elements in such a way that sensory and electronic components can be implemented in them without impairing the original function of the system - the grouping and transportation of goods. This should enable the transport system and the transported goods to be monitored. As part of the experimental development of the system, approaches were developed to embed electronic components in the transport modules accordingly. The suitability for use of the modified components, the entire transport system and the sensors and electronics was tested in field tests. A test user integrated the manufactured prototypes into its intralogistics processes. The functionalized wooden components and the measurement technology implemented in them created a basis for the digitalization of logistical processes with transport systems in lightweight wood construction
Nachrüstung von Brückenkranen für den autonomen Betrieb: Entwicklung eines autonomen Gitterbox-Transportsystems
Full text linkWährend Brückenkrane ein weit verbreitetes Materialflusssystem zum Bewegen schwerer Lasten sind, werden sie überwiegend manuell und für isolierte Transporte eingesetzt, was zu einem geringen Auslastungsgrad führt. In dieser Arbeit wird ein nachrüstbares und abnehmbares System, das bestehende Brückenkrane zum autonomen Transport von Gitterboxen befähigt, eingeführt und dabei auch in überfüllten Industrieumgebungen ohne Sperrzonen auf der Fertigungsebene arbeiten kann. Das System besteht aus einem neu entwickeltem Lastaufnahmemittel, einem kamera- und sensorbasiertem Wahrnehmungssystem und einer Steuerungsstruktur, die ein neu entwickeltes Sicherheitskonzept sowie ein Prozesssteuerungssystem umsetzt. Es wird eine Anforderungsstudie diskutiert, auf deren Grundlage ein Systementwurf vorgeschlagen wird. Dieser wird durch einen Prototypen validiert, der auf einem Standard-Brückenkran aufgebaut ist.While bridge cranes are widely available systems for handling heavy materials, they are mainly used manually and for isolated transports which results in a low degree of utilization. This work proposes a retrofittable, removable system, that enables the existing bridge crane to transport pallet cages autonomously, also in crowded industrial environments without the need of restricted areas at shopfloor level. The system consists of a newly developed removable load handling device, a camera and radar sensor based perception system and a control structure, that implements a new developed safety concept and a process control system for autonomy. A requirements study is discussed, upon which a system design is suggested. The suggested system design is validated by a prototype built on a standard bridge crane