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Validation of Flow Models as New Simulation Approach for Parcel Handling in Bulk Mode

Validierung von Strömungsmodellen als neuer Simulationsansatz für das Paket-Handling im Bulk-Modus

  1. M.Sc. Domenik Prims Siemens Logistics GmbH, Research & Development, Systems, Architecture
  2. M.Sc. Jennifer Kötz University of Mannheim, Department of Mathematics
  3. Prof. Dr. rer. nat. habil. Simone Göttlich University of Mannheim, Department of Mathematics
  4. Prof. Dr.-Ing. André Katterfeld Otto von Guericke University Magdeburg, Institute of Logistics and Material Handling Systems

Abstracts

Flow Models based on hyperbolic partial differential equations (conservation laws) are a well-established approach for the material flow simulation. Until now, they have been exclusively used for the simula-tion of cylindrical cargo. This paper investigates the application of flow models on cubical cargo as a new simulation approach for parcel logistics. Selected flow model parameters are adapted to cover this new situation. The simulation results of this macro-scopic model are compared with the microscopic Discrete Element Method (DEM) where the cargo is approximated by superquadrics. An experimental setup especially designed for the validation of the considered flow model for cubical cargo bulk flow is presented. Results of the flow model are analyzed and validated against the results of experiment and DEM for the test setting.

Die Verwendung von Flussmodellen, die auf hyperbolischen partiellen Differentialgleichungen (Erhaltungsgleichungen) basieren, ist ein etablierter Modellierungsansatz für die Materialflusssimulation. Bisher wurden diese Flussmodelle nur für die Simulation von zylindrischen Stückgütern eingesetzt. Diese Veröffentlichung untersucht die Anwendbarkeit von Flussmodellen auf eckige Stückgüter als neuen Simulationsansatz für die Paketlogistik. Ausgewählte Parameter des Flussmodells werden angepasst, um die neue Geometrie der Transportgüter zu berücksichtigen. Die Simulationsergebnisse von diesem makroskopischen Modell werden mit der mikroskopischen Diskrete Elemente Methode (DEM) verglichen, bei der das Stückgut durch Superquadrics abgebildet wird. Ein spezieller Versuchsaufbau für die Validierung des Flussmodells für das Handling von eckigem Stückgut im Pulk wird vorgestellt. Die Ergebnisse des Flussmodells werden analysiert und mit den Experimentdaten und der DEM-Simulation des Versuchsaufbaus verglichen.

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