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Betriebspunktuntersuchung des Lagerfüllgrads eines doppeltiefen automatischen Hochregallagers

Operating point analysis for the stock filling level of double-deep automated storage and retrieval systems

  1. M. Sc. Timo Lehmann Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
  2. M. Sc. Paul Knötgen Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstracts

Für den effizienten Betrieb eines doppeltiefen automa-tischen Hochregallagers mit Regalbediengerät (RBG) ist die Bestimmung eines besten Betriebs-punktes hinsichtlich des Lagerfüllgrades eine ent-scheidende Aufgabe. Ist der Lagerfüllgrad niedrig, bietet ein Hochregallager noch Kapazitäten zur Ein-lagerung zusätzlicher Lagereinheiten. Bei hohen La-gerfüllgraden steigt jedoch die Anzahl der Bewe-gungen des RBG umlagerungsbedingt an, was zu größeren Einzel- und Doppelspielzeiten führt, wel-che die Lagerung von Gütern verteuern. Diese Ar-beit präsentiert ein analytisches Modell, mit dem der beste Betriebspunkt für den Lagerfüllgrad eines Re-galbediengerätes ermittelt werden kann, abhängig von den Spielzeiten und Raumnutzungsgrad des Hochregallagers. Dem analytischen Modell liegt ein Optimierungsproblem zugrunde, dessen Nutzen-funktion den Lagerfüllgrad positiv und die erwarte-te Umlagerungszeit pro Auslagerspiel negativ be-wertet. Dieses Modell basiert auf einem Spielzeit-modell, das belegt, dass die Strategie der Varianz-minimierung der Lagerkanalfüllmengen die Doppel-spielzeiten im Vergleich zu einer zufälligen Ein- und Umlagerung reduziert. Darüber hinaus ist es mög-lich zu zeigen, dass die Varianzminimierung unter Einhaltung von Doppelspielen auch realisiert wer-den kann.

For the planning and efficient operation of a double-deep automatic storage and retrieval system (AS/RS), the determination of a good operating point regarding the stock filling level is a decisive task. If the stock filling level of the AS/RS is low, the system still offers capacities for the storage of addi-tional storage units, and relocation operations due to blocking storage units can be prevented. If, how-ever, the stock filling level of the AS/RS is very high, the number of operations of the storage and retriev-al machine increases due to relocation operations, which leads to longer single command and double command cycle times, which make the storage of goods more expensive. This paper presents an ana-lytical model that can be used to determine the best operating point for the stock filling level of an AS/RS, depending on the travel times and space uti-lisation level of an AS/RS. The analytical model is based on an optimization problem whose utility function evaluates the warehouse filling level posi-tively and the expected relocation time per retrieval command cycle negatively. This model is based on a travel time model, which shows that a variance re-duction strategy is superior to a random storage as-signment strategy and can reduce the travel times. Beyond that it is possible to show that the minimal variance strategy can be realised due to dual com-mand cycles.

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