Einleitung
Auf dieser Seite erklären wir Ihnen im Detail die Berechnungsmethoden für die Auftrags- und Transportberechnung für Direkt- und Routentransporte.
(1) Auftragsberechnung
Auftragsberechnung - Allgemein
Ein Transportauftrag entsteht, wenn durch Teileverbräuche definierte Bestandswerte erreicht oder unterschritten werden.
Die Auftragsberechnung für Direkt- und Routentransporte verwendet dieselbe Berechnungslogik einerseits für den Vollgut- und andererseits für den Leergutprozess.
Lagerparameter
Auf Basis der Bereitstellanforderungen (Verbrauchszeitpunkte) und den Lagerparametern aus den- Ver- und Entsorgungsketten können frühest- und spätestmögliche Bereitstellzeitpunkte (FBZ und SBZ) pro Teil errechnet werden.
Vollgut
- Anfangsbestand
- Meldebestand
- Sicherheitsbestand
- Wiederbeschaffungsmenge
1. Anfangsbestand
- Der Anfangsbestand dient als Simulations- und Berechnungsbeginn der Transportaufträge
2. Meldebestand
- Der frühest mögliche Bereitstellzeitpunkt (FBZ) ist der Zeitpunkt, an dem der Meldebestand erreicht ist.
- Der Meldebestand gibt demnach an, dass am Bereitstellort ein freier Lagerplatz verfügbar ist und die Wiederbeschaffungsmenge als Nachschub nachgeliefert werden kann.
- Der Meldebestand darf nicht unter dem Sicherheitsbestand liegen
- Der Meldebestand könnte auch als "Bestand zum frühesten Bereitstellzeitpunkt" beschrieben werden.
3. Sicherheitsbestand
- Der spätest mögliche Bereitstellzeitpunkt (SBZ) ist der Zeitpunkt, an dem der Sicherheitsbestand unterschritten ist.
- Der Sicherheitsbestand darf nicht über dem Meldebestand liegen
4. Wiederbeschaffungsmenge
- Die Wiederbeschaffungsmenge beschreibt die Nachschubmenge in Ladungsträgern oder Ladeeinheiten
- Der Bestand erhöht sich zum Zeitpunkt der Erfüllung eines Transportauftrages um die Anzahl der wiederbeschafften Teile (die Wiederbeschaffungsmenge wird mit dem Ladungsträger- oder Ladeeinheiten Inhalt multipliziert und so in Anzahl Teile umgerechnet)
Leergut
1. Minimale Leergutmenge
- Die minimale Leergutmenge gibt den Bestand an leeren Behältern an, ab dem frühestens das Leergut abtransportiert werden kann.
- Der frühest mögliche Abholzeitpunkt (FAZ) ist der Zeitpunkt, zu dem die minimale Leergutmenge erreicht ist.
2. Maximale Leergutmenge
- Die maximale Leergutmenge gibt den Bestand an leeren Behältern an, zu dem spätestens das Leergut abtransportiert werden muss.
- Der spätest mögliche Abholzeitpunkt (SAZ) ist der Zeitpunkt, zu dem die maximale Leergutmenge überschritten ist.
3. Kennzeichnung des Auftrags als "Push-Order"
- früher haben wir aus dem frühesten/spätesten Abholzeitpunkt eine Umrechnung auf den frühesten/spätesten Bereitstellzeitpunkt durchgeführt, da damals die Transportberechnung ausschließlich in der Lage war, früheste Bereitstellzeitpunkte zu berechnen. Nun kennzeichnen wir die Aufträge als "Push-Order", was bedeutet, dass die gewählten Zeitpunkte relevant sind für das Abholen des Materials, nicht für das Anliefern. Dennoch wird weiterhin derzeit in Ermangelung eines besseren Begriffs das Label "frühester/spätester Bereitstellzeitpunkt" genutzt, das um die Deklaration als Push/Pull-Prinzip ergänzt wurde
Vorbedingungen für valide Aufträge
- Ein Logistisches Mengengerüst ist importiert und gespeichert
- Es sind Bereitstellanforderungen erzeugt oder importiert und gespeichert
- Ein Layout ist importiert und gespeichert
- Ein Wegenetz ist angelegt, Haltepunkte definiert und Flächen aus dem Layout zugewiesen
- Mindestens eine Standardversorgungskette ist angelegt und gespeichert
- Importierte Teile aus dem LMG sind über den Entscheidungsbaum einer Standardversorgungskette zugewiesen
- Ver- und Entsorgungsketten sind vollständig inkl. der Lagerparameter ausdefiniert
Auftragsberechnung Vollgut - letzte Stufe (Pull-Prinzip)
FBZ = Zeitpunkt, zu dem der Meldebestand erreicht wird.
SBZ = Zeitpunkt, zu dem der Sicherheitsbestand unterschritten wird.
Hinweis:
Durch den Import oder der Erzeugung von Bereitstellanforderungen sind konkrete Verbrauchszeitpunkte für die letzte Stufe bekannt, sodass auf Basis des Anfangs-, Melde- und Sicherheitsbestands ein konkretes Bereitstellungsfenster (FBZ-SBZ) berechnet werden kann, in dem der Auftrag erfüllt werden muss.
Auftragsberechnung Vollgut - vorherige Stufen (Pull-Prinzip)
Für alle Stufen vor der letzten Stufe sind noch keine konkreten Verbrauchszeitpunkte bekannt. Daher wird ein angenäherter Verbrauchszeitpunkt berechnet. Dieser ergibt sich aus folgenden Eingangsdaten:
- FBZ (Stufe n)
- SBZ (Stufe n)
- Entladezeit an der Senke
- Fahren von Quelle zur Senke
- Beladezeit an der Quelle
Berechnung
Unter der Annahme, dass permanent gearbeitet wird, sieht die Berechnung folgendermaßen aus:
assimilierter Wiederbeschaffungszeitpunkt (Stufe n) = 1/2*(FBZ(Stufe n) + SBZ(Stufe n))
Gesamttransportdauer: Entladezeit + Fahrzeit + Beladezeit
Verbrauchszeitpunkt (Stufe n-1) = assimilierter Wiederbeschaffungszeitpunkt - Gesamttransportdauer
Die Berechnung des frühesten und spätesten Bereitstellzeitpunktes (FBZ und SBZ) ist analog zur Auftragsberechnung Vollgut - letzte Stufe (Pull-Prinzip).
FBZ = Zeitpunkt, zu dem der Meldebestand erreicht wird.
SBZ = Zeitpunkt, zu dem der Sicherheitsbestand unterschritten wird.
Hinweis:
Bei Routentransporten wird aktuell eine durchschnittliche Fahrzeit von acht Minuten zuzüglich der Be- und Entladedauer für das gewählte Material verwendet.
Berücksichtigung des Schichtplans zur Berechnung des assimilierten Wiederbeschaffungszeitpunkts:
Die Berechnung des assimilierten Wiederbeschaffungszeitpunkts basiert auf dem Schichtplan der Produktion. Angenommen ein Auftrag hat FBZ = 10:00 und SBZ = 12:30 und zwischen 11:45 und 12:15 ist eine halbstündige Pause eingeplant, so ergibt sich für den assimilierten Wiederbeschaffungszeitpunkt nicht 11:15, sondern aufgrund der Pause eine Verschiebung um 15 Minuten nach vorne auf 11:00.
Berücksichtigung des Schichtplans zur Berechnung des Verbrauchzeitpunkts:
Der Verbrauchszeitpunkt (Stufe n-1) ist, da es sich um Logistikprozesse handelt unabhängig vom Schichtplan der Produktion, dafür aber abhängig vom Schichtplan des für diesen Transport ausgewählten Transportmittels. Das bedeutet: Beträgt die Gesamttransportdauer 10 Minuten, der assimilierte Wiederbeschaffungszeitpunkt ist auf 12:20 berechnet und wir haben eine halbstündige Pause von 11:45 bis 12:15, so wird der Verbrauchszeitpunkt (Stufe n-1) auf 11:40 festgelegt.
Auftragsberechnung Leergut - einstufig (Push-Prinzip)
ImGegensatz zur Auftragsberechnung des Vollguts verläuft die Sägezahnkurve durch den Teileverbrauch nicht nach unten, sondern nach oben und wird in Behältereinheiten hochgezählt.
FAZ = Zeitpunkt, zu dem die minimale Leergutmenge erreicht ist.
SAZ = Zeitpunkt, zu dem die maximale Leergutmenge überschritten ist.
Bemerkung:
Kalkulatorisch entspricht der SAZ dem Zeitpunkt, zu dem das letzte Teil aus dem nmax+1 Behälter entnommen wird (nmax = maximale Leergutmenge)
Auftragsberechnung Leergut - mehrstufig (Push-Prinzip)
Im mehrstufigen Leergutprozess sind die konkreten Bereitstellzeitpunkte für die Stufen zwischen erster Quelle und letzter Senke noch unbekannt. Daher wird ein angenäherter Bereitstellzeitpunkt berechnet. Dieser ergibt sich aus folgenden Eingangsdaten:
- FBZ (Stufe n)
- SBZ (Stufe n)
- Entladezeit an der Senke
- Fahren von Quelle zur Senke
- Beladezeit an der Quelle
Bereitstellzeitpunkt für Stufe n+1 = 1/2*(FBZ(Stufe n) + SBZ(Stufe n)) + Entladezeit + Fahrzeit + Beladezeit
FAZ = Zeitpunkt, zu dem die minimale Leergutmenge erreicht ist.
SAZ = Zeitpunkt, zu dem die maximale Leergutmenge überschritten ist.
Auftragsberechnung Leergut - Vollgut/Leergut Tausch
Der Vollgut/ Leergut Tausch kann zwischen einer Stufe des Vollgut- und ersten Stufe des Leergutprozesses stattfinden. Diese Einstellung kann in der Ansicht der Entsorgungsketten ausgewählt werden.
Hinweise:
- Die Checkbox für den Vollgut/Leergut Tausch ist nur dann sichtbar, wenn der gleiche Transportmitteltyp für Ver- und Entsorgung ausgewählt sind.
- Leergut, dass aufgrund eines Vollgut/Leergut Tausches transportiert wird, erhält keinen eigenen Auftrag in der Auftragsliste. Dieser Leergut-Auftrag wird zeitlich gesehen direkt nach dem jeweiligen Vollgut-Auftrag ausgeführt.
- In der Transportberechnung werden die Handlingszeiten (Beladen- und Entladen Leergut) berücksichtigt.
- In der Spalte "Auftrag mit Voll/-Leergut Tausch" in der Auftragsliste ist dies mit einem "x" im Vollgut-Auftrag markiert.
Gründe für nicht erfüllbare Aufträge
Mehr dazu hier: Lösung für nicht erfüllbare Aufträge
- Einem Transportmitteltyp ist kein Schichtplan zugewiesen
- Kein Werkertyp zugewiesen
- Prozesszeit übersteigt maximale Tourdauer (getaktete Touren)
- Kein passender Takt (getaktete Touren)
- Durchschnittsgeschwindigkeit des Transportmittels ist 0
- Kein Transportmitteltyp zugewiesen
- Haltepunkt der Quelle weicht vom Haltepunkt des Routenstarts ab
- Haltepunkt der Quelle fehlt
- Haltepunkt der Senke fehlt
- Keine gültigen Haltepunkte gesetzt
- Keine passende Schicht
- Ein einzelner Auftrag überlädt alleine eine gesamte Tour
- Kein Anhängertyp definiert
- Keine Route zur Senke gefunden
- Keine Ziel-Senke gefunden
(2) Transportberechnung
Transportberechnung - Allgemein
Grundlage für die Transportberechnung sind berechnete, erfüllbare Aufträge aus der Auftragsliste.
Transportberechnung Ziel und Restriktionen:
Zielfunktion: Minimiere Transportmittelbedarf
unter folgenden Nebenbedingungen:
- Anlieferzeitfenster (FBZ-SBZ)
- Schichtplan (Arbeits- und Pausenzeiten)
- Kapazitäten
- Direkttransporte: Stapelfaktor
- Routentransporte: Kettungsfaktor Schleppertyp + max. Ladegeweicht + maximale Flächenauslastung + Anhängerflächen (Ressourcenmanagement)
- Wegenetz/Routenverlauf
Folgende Simulationsparameter haben weiteren Einfluss auf die Transportberechnung:
- Granularität der Transportberechnung - Ressourcenbedarf fein oder grob berechnen
- Wegefindungsstrategie - kürzeste Transportzeit oder kürzester Transportweg
- Tranferfahrten in Pausen
- Verwendung von Gewichtsrestriktionen für Transporte
Eine detaillierte Beschreibung der Simulationsparameter finden Sie hier
Transportberechnung - Direkttransporte
Input:
Eine Liste L von Transportaufträgen für einen Direkttransportmitteltyp absteigend geordnet nach durchschnittlichem Bereitstellzeitpunkt. (spät -> früh)
Wegenetz mit Weg- und Haltepunkten sowie Restriktionen.
Direkttransportmittel, insbesondere Durchschnittsgeschwindigkeit, zugewiesenem Werkertypen (inklusive Verteilzeit) und Schichtplan
Transportsimulationsparameter
Transportgruppen
Output:
Eine Liste R von Direkttransportmittelinstanzen D die auf eine Liste T von Transporten verweisen
Algorithmus:
- Je Transportmitteltyp + Werker + Transportgruppenkombination wird berechnet, wie viele Transportmittel mindestens benötigt werden. Mindestens bedeutet die reine Prozesszeit unter Nichtbeachtung von Leerfahrten oder Stehzeiten. Es wird also die Summe aller zu tätigenden Prozesse genommen und aufaddiert, durch die Gesamtnettoarbetiszeit geteilt und auf die Summe x nach oben aufgerundet. Für diese Anzahl werden Transportmittelinstanzen mit den ersten Aufträgen der absteigend sortierten Liste so spät wie möglich initialisiert.
- Solange L nicht leer
- Prüfe, ob es einen Auftrag A gibt, der in Kombination mit dem zuletzt erfüllten Auftrag A' eine nahtlose Kombination (vgl. Bedingung 1) ergibt (d.h. HP-Senke des ersten Auftrages entspricht der HP-Quelle des nachfolgenden Auftrags). Wenn ja, entnimm ihn aus L und füge A zu T hinzu. Anderenfalls entnimm den ersten Auftrag A aus L und suche das best passendste Transportmittel aus T um A zu T hinzuzufügen
- Falls A Kapazitaetsgrenzen, Schichtplaene oder Anlieferzeitfenster verletzt, notiere Fehlerbedingung fuer A
- Für jede Direkttransportmittelinstanz D des geforderten Direkttransportmitteltyps und der geforderten Transportgruppe G in R
- Bedingung1: Falls D in der Lage ist, A nahtlos (ohne Pause) und ohne Leerfahrt an einen Transport vorne (Transportberechnungsstrategie spät) oder hinten (Transportberechnungsstrategie früh) anzuhängen:
- füge A zur Liste der von D transportierten Aufträge T so hinzu, dass die Transporte nahtlos ausgeführt werden können
- Beginne neuen Durchlauf der äußeren Schleife
- Falls D in der Lage ist, A nahtlos (ohne Pause) aber mit Leerfahrt an einen Transport vorne (Transportberechnungsstrategie spät) oder hinten (Transportberechnungsstrategie früh) anzuhängen:
- füge A zur Liste der von D transportierten Aufträge T so hinzu, dass die Transporte nahtlos ausgeführt werden können
- Beginne neuen Durchlauf der äußeren Schleife
- Falls D in der Lage ist, A mit einer Pause an eine Tour vorne (Transportberechnungsstrategie spät) oder hinten (Transportberechnungsstrategie früh) aber ohne Leerfahrt anzuhängen:
- füge A zur Liste der von D transportierten Aufträge T so hinzu, dass der Transport je nach Transportberechnungsstrategie möglichst früh/spät stattfindet
- Beginne neuen Durchlauf der äußeren Schleife
- Falls D in der Lage ist, A mit einer Pause an eine Tour vorne (Transportberechnungsstrategie spät) oder hinten (Transportberechnungsstrategie früh) mit Leerfahrt anzuhängen:
- füge A zur Liste der von D transportierten Aufträge T so hinzu, dass der Transport je nach Transportberechnungsstrategie möglichst früh/spät stattfindet
- Beginne neuen Durchlauf der äußeren Schleife
- Füge neue Direkttransportmittelinstanz D zu R hinzu, initialisiere T(D) mit A so, dass A die Transportberechnungsstrategie (früh/spät) erfüllt.
Reihenfolge der Prüfbedingungen (Priorisierungsregeln):
- ohne Pause (Stillstand/unproduktive Zeit) und ohne Leerfahrt
- ohne Pause mit Leerfahrt
- mit Pause ohne Leerfahrt
- mit Pause mit Leerfahrt (Transport mit diesem Transportmittelinstanz möglich?)
Transportberechnung - Routentransporte
Die Tourenberechnung besteht aus zwei nacheinander ablaufenden Phasen. In Phase (1), der Auftragssammlung, werden zusammen auf einer Tour erfüllbare Aufträge gesammelt, ohne dass der genaue Start- oder Endzeitpunkt schon fixiert wird. In Phase (2), der Terminierung, wird für jede Tour ein Startzeitpunkt so festgelegt, dass die Anzahl der benötigten Routenzug-Instanzen minimiert wird. Die Phase 2 verläuft für dynamische Touren sehr analog zur Direkttransportberechnung.
Pseudocode Routentransporte
Auftragssammlung
Input:
Eine Liste L von Transportaufträgen fuer eine Route geordnet nach fruehestem Bereitstellzeitpunkt
Routenverlauf mit Wegstrecken zwischen den Wegpunkten zur Berechnung von Fahrzeiten
Die Routenzugkonfiguration (Schlepper mit Hoechstgeschwindigkeit, Kettungsfaktoren)
Output:
Eine Liste R von Touren
Algorithmus:
- Solange L nicht leer
- Erzeuge eine leere Tour T
- Entnehme ersten Auftrag A aus L und fuege A zu T hinzu
- Falls T Kapazitaetsgrenzen, Schichtplaene oder Anlieferzeitfenster verletzt, notiere Fehlerbedingung fuer A
- Fuer jeden Auftrag A in L
- Falls A zu T hinzugefuegt werden kann, ohne Kapazitaetsgrenzen, Schichtplaene oder Anlieferzeitfenster zu verletzen
- Fuege A zu T hinzu
- Entferne A aus L
- Fuege T zu R hinzu
Optimiert wird dieser Algorithmus durch eine Reihe an Early-Terminations.
Terminierung
Input
Eine Liste F von Touren, mit den fruehesten und spaetesten moeglichen Startzeitpunkten, so dass keine Schichtplaene oder Anlieferzeitfenster verletzt werden. F ist geordnet nach fruehestem moeglichen Startzeitpunkt.
Output
Ein Startzeitpunkt S_T fuer jede Tour T in F
Eine Routenzuginstanz R_T fuer jede Tour T in F
Eine Liste B von benoetigten Routenzuginstanzen
Algorithmus
- Initialisiere B zu leerer Liste
- Fuer jede Tour T in F
- Fuer jede Routenzuginstanz R in B
- Falls R in der Lage ist T nahtlos an eine andere Tour anzuschliessen:
- R_T = R
- S_T = Endzeitpunkt der vorherigen Tour
- Beginne neuen Durchlauf der aeusseren Schleife
- Fuer jede Routenzuginstanz R in B
- Falls R in der Lage ist T mit einer Pause an eine andere Tour anzuschliessen:
- R_T = R
- S_T = Fruehest moeglicher Startzeitpunkt von T
- Beginne neuen Durchlauf der aeusseren Schleife
- Fuege neue Routenzuginstanz R zu B hinzu
- R_T = B
- S_T = Fruehest moeglicher Startzeitpunkt von T