Mit Grob- und Feinsimulation die Lagerauslegung bestimmt

Das detaillierte Modell lieferte konkrete Erkenntnisse bezüglich des Impacts verschiedener Kommissionierprofile.
Das detaillierte Modell lieferte konkrete Erkenntnisse bezüglich des Impacts verschiedener Kommissionierprofile. Bild: Fega & Schmitt

Als Elektrogroßhändler verwaltet Fega & Schmitt eine Produktpalette von mehr als 650.000 Artikeln. Im Jahr 2024 erwirtschaftete das Unternehmen einen Umsatz von rund 985 Millionen Euro und gehört damit zu den führenden Anbietern in Deutschland. Um dem schnell wachsenden Geschäft gerecht zu werden und auch in Zukunft das Serviceversprechen einer Lieferung innerhalb von 24 Stunden einzuhalten, begannen im Jahr 2019 die Planungen für ein neues hochautomatisiertes Distributionszentrum in Heilsbronn. Der Materialfluss wurde von Grund auf neu gestaltet, um die Prozesse auf eine effiziente Auftragsabwicklung auszurichten. Das System wurde in zwei Baustufen umgesetzt.

Simulation als Schlüssel zur korrekten Auslegung

Nach Erarbeitung des Konzeptes und Auswahl der Technikkomponenten stellte sich die Frage nach der passenden Dimensionierung und Auslegung des Gesamtsystems für jede Baustufe. Die Dynamik des Prozesses – also wann wird welcher Arbeitsbereich wie stark belastet und welche Leistung müssen sowohl die manuellen als auch die automatischen Komponenten bringen – wurde in einem ersten groben Simulationsmodell untersucht. Dazu baute SimPlan ein Modell auf, in dem die einzelnen Bereiche als sogenannte Black Boxes abgebildet wurden. Jede Black Box repräsentierte eine Prozess- oder Technikkomponente, wie beispielsweise eine Hochregallagergasse oder einen Kommissionierplatz. Für diese Komponenten wurden Kapazität und Leistung im Modell hinterlegt. So definierte die Leistung im Falle einer Hochregallagergasse die möglichen Ein- und Auslagerungen pro Stunde und die Kapazität war durch die maximale Anzahl der Behälter in einer Gasse eingestellt. Für die Arbeitsplätze wurden die Anzahl der Auftragspositionen pro Stunde als Leistungskriterium sowie die Anzahl der zu puffernden Behälter am Platz als Kapazität festgelegt.

Historische Daten für die Simulation hochgerechnet

Die Datenbasis für die Simulation erarbeitete das beteiligte Planungsunternehmen TIM Intralog. Dazu wurden aus historischen Auftrags- und Artikelstammdaten zusammen mit prognostizierten Zuwächsen möglichst wirklichkeitsnahe Daten erzeugt. Der Fokus lag dabei auf den Auftragsdaten für einen Spitzentag. Das Logistikzentrum sollte also in der Lage sein, alle Aufträge eines Spitzentages unter Einhaltung des hohen Servicegrades des Großhändlers abzuwickeln. Demnach wurden Auftrags- und Artikelstammdaten für jeweils einen Spitzentag der beiden Baustufen generiert. In der Simulation wurde eine sogenannte Case Calculation implementiert, um aus den Auftrags- und Artikelstammdaten die Anzahl der Packstücke pro Auftrag herleiten zu können. Diese Anzahl war sowohl für die Auslegung der Packarbeitsplätze als auch für die Ermittlung der erforderlichen Leistung der Fördertechnik zwischen Kommissionierung, Verpackung und Versand erforderlich.

Belastung verteilt

Innerhalb weniger Wochen konnten mit Hilfe der Grobsimulation die Dimensionierungen bezüglich der Anzahl Lagergassen sowie der Anzahl Arbeitsplätze für die einzelnen Baustufen überprüft werden. Diese Ergebnisse verwendete TIM Intralog, um das Detaillayout für das zukünftige Logistikzentrum zu planen. Zudem lieferte die Simulation erste Erkenntnisse über die erforderliche Steuerung zur Sicherstellung eines effizienten Prozesses. Die direkte Verkettung zwischen den unterschiedlichen Arbeitsbereichen erforderte eine intelligente Steuerung, um die verfügbaren Arbeitsplätze sowie die Arbeitszeiten in den Bereichen so aufeinander abzustimmen, dass eine kontinuierliche, möglichst konstante Arbeitslast entsteht. Keiner der Arbeitsbereiche sollte im Laufe des Tages über- oder unterlastet werden und auch die erforderliche Pufferkapazität für Behälter sollte sich auf ein Minimum beschränken. Andererseits musste der Zugriff auf die Lagerbehälter effizient gesteuert werden, um die Anzahl der Aus- und Einlagerungen von Quellbehältern und damit die Last auf dem Hochregallager möglichst gering zu halten.

3D-Modell zur Feinabstimmung

Nach der Erarbeitung des Detaillayouts konnte der zweite Schritt der Simulation gestartet werden. Dazu wurde ein detailliertes 3D-Modell der Anlage aufgebaut. Als Hochregallager wurde ein Shuttle-System der Firma TGW eingesetzt. Dieses System ermöglicht einen schnellen und flexiblen Zugriff auf einzelne Behälter bei gleichzeitig sehr kompakter Lagerung. Da das Lager für die Gesamtleistung des Systems entscheidend ist, wurde es in der Simulation unter Verwaltung jedes einzelnen Lagerplatzes und unter Verwendung der TGW-Lagersteuerung abgebildet. Nach mehreren Optimierungsschleifen konnten im Modell die Zielgrößen des Prozesses bezüglich Durchsatz und Termineinhaltung erreicht werden. Das Wissen über die Optimierungsmaßnahmen in der Simulation sowie die gewonnenen Erkenntnisse flossen direkt in die Realisierung ein. Somit verlief der Roll-out ohne große Überraschungen. Im September 2024 hat das neue Logistikzentrum seinen Betrieb aufgenommen und läuft seitdem zuverlässig.

Zentral für die zukunftsfähige Auslegung

Für Fega & Schmitt erwies sich die durchgeführte Simulation als zentrales Instrument, um die Leistungsfähigkeit des Logistikzentrums vor der baulichen Umsetzung realistisch bewerten zu können. Durch die digitale Abbildung sämtlicher Materialflüsse, Auftragsstrukturen und Lastspitzen erhielt das Unternehmen eine belastbare Entscheidungsgrundlage für die Dimensionierung der Anlage. Insbesondere die Möglichkeit, Szenarien von saisonalen Auftragsverschiebungen bis hin zu langfristigen Wachstumsprognosen abzubilden sowie deren Auswirkungen auf Durchsatz, Servicelevel und Energiebedarf durchzuspielen, erwies sich als sehr nützlich.

Material und Waren zukunftssicher bewegen

So konnte die passende Anzahl an Shuttles und Liften eruiert und eine geeignete Strategie für Auftragsfreigabe und Konsolidierung erarbeitet werden. Mögliche Engpässe in hochvolatilen Phasen wurden früh identifiziert, sodass Anpassungen an Pufferkapazitäten und Steuerungslogiken noch vor der Investitionsentscheidung in die Überlegungen mit einflossen. Zudem lieferte das Modell Erkenntnisse darüber, wie sich verschiedene Kommissionierprofile sowie dynamische Priorisierungen im Tagesverlauf auf den Lagerbetrieb auswirken würden. In Summe ermöglichte es die Studie dem Elektrogroßhändler seine Investitions- und Betriebskosten präzise zu kalkulieren und ein technologisch modernes und leistungsstarkes Shuttle-System zu integrieren. Ein Invest in ein Logistikzentrum, das mit seinem effizienten und datenbasierten Betrieb auf langfristige Wettbewerbs- und Zukuftsfähigkeit ausgelegt ist.



  • Lena Weirauch von ai-omatic solutions über die Gründung eines Startups

    Lena Weirauch von ai-omatic solutions über die Gründung eines Startups

    Frauen sind im MINT-Bereich immer noch stark unterrepräsentiert, nur 11 Prozent aller Ingenieure sind weiblich und nur 17 Prozent beträgt der Frauenanteil im deutschen Maschinenbau allgemein. Doch woran liegt das?…

    mehr lesen: Lena Weirauch von ai-omatic solutions über die Gründung eines Startups

  • Wie Unternehmen Augmented und Virtual Reality nutzen

    Wie Unternehmen Augmented und Virtual Reality nutzen

    Je ein Fünftel der Unternehmen in Deutschland setzt bereits AR- oder VR-Technologie. Laut einer Bitkom-Befragung dominieren Schulung und Weiterbildung sowie Konstruktion und Planung die Anwendungen.

    mehr lesen: Wie Unternehmen Augmented und Virtual Reality nutzen

  • Stimmung in der Automobilindustrie kühlt ab

    Stimmung in der Automobilindustrie kühlt ab

    Nach zuletzt etwas besseren Werten im April bewegt sich der Ifo-Indikator für das Geschäftsklima in der Automobilindustrie im Mai wieder in die andere Richtung.

    mehr lesen: Stimmung in der Automobilindustrie kühlt ab

  • Petra Boss wird Co-CFO bei Xitaso

    Petra Boss wird Co-CFO bei Xitaso

    Mit Petra Boss hat Xitaso eine neue Geschäftsführerin. Als Co-CFO verantwortet die 55-Jährige gemeinsam mit Martin Huggenberger den Finance- und Legal-Bereich des Unternehmens.

    mehr lesen: Petra Boss wird Co-CFO bei Xitaso

  • Dämpfer für das IAB-Arbeitsmarktbarometer

    Dämpfer für das IAB-Arbeitsmarktbarometer

    Im Vergleich zum Vormonat sinkt das IAB-Arbeitsmarktbarometer im Mai 2024 um 0,8 Punkte. Der Frühindikator des Instituts für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung (IAB) befindet sich nun mit 99,8 Punkten unter dem…

    mehr lesen: Dämpfer für das IAB-Arbeitsmarktbarometer

  • Wago und Radiflow bündeln ihre Kräfte zur Stärkung der OT-Sicherheit

    Wago und Radiflow bündeln ihre Kräfte zur Stärkung der OT-Sicherheit

    Wago und Radiflow gehen eine Partnerschaft ein und bündeln künftig ihre Kompetenzen: Wago zählt zu den international führenden Anbietern von elektrischer Verbindungs- und Automatisierungstechnik.

    mehr lesen: Wago und Radiflow bündeln ihre Kräfte zur Stärkung der OT-Sicherheit

  • AI’d Forge hilft beim Transfer von KI-Technologien

    AI’d Forge hilft beim Transfer von KI-Technologien

    Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) und der finnische KI-Spezialist Emblica mit Sitz in Helsinki wollen Unternehmen künftig bei der digitalen Transformation unterstützen.

    mehr lesen: AI’d Forge hilft beim Transfer von KI-Technologien

  • Bechtle führt belgische Einzelgesellschaften zusammen

    Bechtle führt belgische Einzelgesellschaften zusammen

    Der IT-Dienstleister Bechtle bündelt die belgischen Gesellschaften Bechtle Group BE Public, Bechtle Direct NV und Bechtle NV in der Bechtle NV.

    mehr lesen: Bechtle führt belgische Einzelgesellschaften zusammen

  • T-Systems hat einen neuen Marketing-Chef

    T-Systems hat einen neuen Marketing-Chef

    Zum 1. September übernimmt Christian Loefert das Marketing von T-Systems. Der promovierte Wirtschaftswissenschaftler ist bereits seit 2008 für den Telekom-Konzern tätig.

    mehr lesen: T-Systems hat einen neuen Marketing-Chef

  • Bestellungen im Maschinenbau wachsen um 10 Prozent

    Bestellungen im Maschinenbau wachsen um 10 Prozent

    Die deutschen Maschinen- und Anlagenbauer melden im April ein Auftragsplus von 10 Prozent. Die Talsohle sei erreicht, kommentiert VDMA-Chefvolkswirt Dr. Ralph Wiechers.

    mehr lesen: Bestellungen im Maschinenbau wachsen um 10 Prozent

  • Klassische und Quanten-Algorithmen in Kombination

    Klassische und Quanten-Algorithmen in Kombination

    Im Rahmen eines Forschungsprojekts kombinieren Classiq und Hewlett Packard Enterprise klassisches High-Performance-Computing (HPC) mit Quantencomputing. Ziel ist es, kombinatorischer Optimierungsprobleme zu lösen.

    mehr lesen: Klassische und Quanten-Algorithmen in Kombination

  • Telekom und Trumpf schließen Vertriebspartnerschaft für 5G-System

    Telekom und Trumpf schließen Vertriebspartnerschaft für 5G-System

    Telekom und Trumpf bauen ihre Zusammenarbeit aus. Im Rahmen einer Vertriebspartnerschaft bieten die Unternehmen etwa ein von Trumpf entwickeltes Ortungssystem an, das von T-Systems auf einer Edge-Cloud bereitgestellt wird.

    mehr lesen: Telekom und Trumpf schließen Vertriebspartnerschaft für 5G-System