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.



  • Cloud-Computing bleibt auf Wachstumskurs

    Cloud-Computing bleibt auf Wachstumskurs

    Im vergangenen Jahr haben 76 Prozent der Unternehmen Rechenleistung aus der Cloud in Anspruch genommen. Dies geht aus einer Studie von Bitkom Research im Auftrag von KPMG hervor.

    mehr lesen: Cloud-Computing bleibt auf Wachstumskurs

  • Maschinenbauer zuversichtlich für die Zeit nach Corona

    Maschinenbauer zuversichtlich für die Zeit nach Corona

    Die überwiegende Zahl der Maschinenbauer ist zuversichtlich, mittelfristig auf das nominale Umsatzniveau von 2019 zurückzukehren. So lautet die Kernbotschaft der sechsten VDMA-Blitzumfrage zur Corona-Pandemie, an der 658 Unternehmen teilnahmen.

    mehr lesen: Maschinenbauer zuversichtlich für die Zeit nach Corona

  • Google Cloud tritt der OPC Foundation bei

    Google Cloud tritt der OPC Foundation bei

    Google Cloud wird künftig verstärkt OPC UA nutzen, um Maschinendaten zur Verarbeitung an die eigene Infrastruktur zu übertragen. Dafür tritt die Firma der OPC Foundation als 773. Mitglied bei.

    mehr lesen: Google Cloud tritt der OPC Foundation bei

  • Zukünftig weniger Dienstreisen?

    Zukünftig weniger Dienstreisen?

    Wie aus der aktuellen Ifo-Konjunkturumfrage hervorgeht, will mehr als die Hälfte der deutschen Unternehmen — vor allem aus der Industrie — im Zuge der Coronakrise Geschäftsreisen dauerhaft zurückfahren.

    mehr lesen: Zukünftig weniger Dienstreisen?

  • Besser aus der Krise kommen

    Besser aus der Krise kommen

    Die finanziellen Auswirkungen der Corona-Pandemie sind groß, dennoch birgt die aktuelle Krise auch positives. Laut einer Umfrage des VDI führt die aktuelle Situation dazu, dass sich Unternehmen digitaler und krisenfester…

    mehr lesen: Besser aus der Krise kommen

  • Zukunftssicherheit im deutschen Maschinenbau

    Zukunftssicherheit im deutschen Maschinenbau

    Die Maschinenbau-Branche leidet unter den Folgen von Covid-19. Doch die Ursachen für die Probleme liegen tiefer. Das zeigt die jüngste Studie von Inform: ‚Trendreport 2020 für den Maschinen- und Anlagenbau:…

    mehr lesen: Zukunftssicherheit im deutschen Maschinenbau

  • BMW und Mercedes-Benz legen Entwicklungskooperation auf Eis

    BMW und Mercedes-Benz legen Entwicklungskooperation auf Eis

    BMW und Mercedes-Benz stoppen ihre Kooperation zur Entwicklung automatisierter Fahrzeuge. Die Entwicklung einer gemeinsamen Technologiebasis wäre zu aufwendig, heißt es in einer gemeinsamen Pressemitteilung. Auch die Konjunktur spiele bei der…

    mehr lesen: BMW und Mercedes-Benz legen Entwicklungskooperation auf Eis

  • Corona bremst Robotik und Automation stärker als erwartet

    Corona bremst Robotik und Automation stärker als erwartet

    VDMA Robotik+Automation rechnet für das laufende Jahr mit einem Umsatzrückgang von mindestens 20 Prozent. Vor Ausbruch der Pandemie ging der Verband von einem Rückgang von 10 Prozent aus.

    mehr lesen: Corona bremst Robotik und Automation stärker als erwartet

  • Schmersal-Gruppe nach Cyberangriff wieder handlungsfähig

    Schmersal-Gruppe nach Cyberangriff wieder handlungsfähig

    Der Anruf kam am 20. Mai um 16.45 Uhr: Die Schmersal-Gruppe wurde von offizieller Seite informiert, dass Cyberkriminelle einen gezielten Angriff auf das Firmennetzwerk planen. Nach einer Verifikation des Anrufs…

    mehr lesen: Schmersal-Gruppe nach Cyberangriff wieder handlungsfähig

  • Gemeinsamer Standard für unterschiedliche Ortungslösungen

    Gemeinsamer Standard für unterschiedliche Ortungslösungen

    Ein Zusammenschluss von rund 60 Unternehmen aus Europa, Amerika und Asien hat mit ‘Omlox‘ einen Ortungsstandard für die Industrie eingeführt. Die weltweie Koordination wird durch die Profibus Nutzerorganisation übernommen.

    mehr lesen: Gemeinsamer Standard für unterschiedliche Ortungslösungen

  • Kleinserienproduktion für die Elektromobilität

    Kleinserienproduktion für die Elektromobilität

    Im Forschungsprojekt ‘ProeK‘ haben die Projektpartner untersucht, wie sich die Produktion von Kleinserien bei Elektrofahrzeugen verbessern lässt. Beteiligt waren u.a. Elektrofahrzeughersteller und Forschungspartner wie das WZL der RWTH Aachen.

    mehr lesen: Kleinserienproduktion für die Elektromobilität

  • Erwartungen an Konjunktur im Juni steigen

    Erwartungen an Konjunktur im Juni steigen

    Insgesamt steigen die Erwartungen an die Konjunktur für den Monat Juni 2020, haben die Volkswirte beim ZEW ermittelt. Viele exportorientierte wie der Maschinen- und Fahrzeugbau teilen diese positive Einschätzung noch…

    mehr lesen: Erwartungen an Konjunktur im Juni steigen