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KomPlanVR - Kommissioniersystem-Planung mit VR

 

Problemstellung

Das Kommissionieren ist eine der anspruchsvollsten Aufgaben der innerbetrieblichen Logistik. Die Schwierigkeit des Kommissionierens resultiert aus der Vielzahl der Verfahren, Techniken und Kombinationsmöglichkeiten, aus den unterschiedlichen Strategien, nach denen sich Kommissioniersysteme aufbauen und organisieren lassen, sowie aus den vielen Einflussfaktoren, von denen Systemauswahl, Dimensionierung, Investition und Kosten abhängen. Ebenso wie andere soziotechnische Systeme, unterliegen Kommissioniersysteme einem Wandel der Bedingungen unter denen diese Systeme eingesetzt werden. Entwicklungstrends zeigen, dass der Kunde auf Grund seiner individuellen Bedürfnisse eine immer größere Sortimentbreite erwartet. Anbieter müssen in Zukunft mehr unterschiedliche Artikel kommissionieren, was zu einer Zunahme der Pickpositionen und damit des Kommissionieraufwandes führt. Gleichzeitig ist es wegen unterschiedlicher Strukturen innerhalb des Sortiments erforderlich, Kommissioniersysteme verstärkt in einzelne Kommissionierbereiche zu differenzieren. Dadurch wird die Komplexität der zu planenden Systeme deutlich zunehmen. Auftragsabwicklungsprozesse sind immer diffiziler zu planen, zugleich wird der Wunsch der Kunden nach kurzen Lieferzeiten, hohem Lieferservice sowie der raschen Erledigung kurzfristiger Kundensonderwünsche zusehends ein entscheidender Wettbewerbsfaktor, den es besonders zu berücksichtigen gilt. Reflektiert man diese Trends und die damit verbundenen Anforderungen an Kommissioniersysteme, so erkennt man, dass daraus große Anforderungen an die Gestaltung bzw. Planung von Kommissioniersystemen erwachsen. Zur Bewältigung der komplexen Planungs- und Auslegungstätigkeiten muss ein entsprechendes Hilfsmittel mit zugehöriger Planungsmethodik geschaffen werden, das Rationalisierungs-, Optimierungs- und Qualitätspotenziale in der Planung sowie letztlich im Betrieb erschließt.

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Abb. 1: Übersichtsskizze KomPlanVR

Die Technologie der Virtuellen Realität (VR) spielt hierbei eine Schlüsselrolle, da diese wie keine andere in der Lage ist, den Nutzer durch visuelle Informationsdarbietung und intuitive Interaktionsmechanismen bestmöglich bei seinen Aktivitäten zu unterstützen. Insbesondere von Bedeutung ist jedoch, dass der Faktor Mensch in bisher ungekannter Weise in den Mittelpunkt der Planungsbetrachtungen gestellt wird. Der Fokus dieses Forschungsantrages liegt dabei auf manuellen Kommissioniersystemen, bei denen der Mensch nach wie vor eine wesentliche Rolle einnimmt und somit die Leistungsfähigkeit eines Kommissioniersystems essentiell mitprägt. Dies begründet sich vor allem in den Fähigkeiten, die ein Mensch besitzt. Während zeitgemäße Lager voll mechanisierbar sind, ist der Mensch in Kommissioniersystemen in den meisten Fällen nicht durch Maschinen ersetzbar. Seine kognitiven Fähigkeiten sowie sein Tast- und Greifvermögen können noch nicht betriebswirtschaftlich vertretbar auf Maschinen übertragen werden Der durch seine Eigenschaften kaum zu ersetzende Mensch ist mit gängigen Methoden nur schwer zu Simulationszwecken in Planungshilfsmitteln abzubilden bzw. in die Kommissioniersystemplanung mit einzubeziehen.
Durch ein intuitiv handhabbares VR-Planungshilfsmittel, das es ihm erlaubt, eine dreidimensionale vom Computer generierte Welt zu erleben, kann er verstärkt in die Planung integriert werden. Komplexe Prozesse können mittels geeigneter Interaktionstechniken unter soziotechnischen Aspekten beispielsweise hinsichtlich Ergonomie, Layout etc. analysiert und verbessert werden. Virtuelle Kommissionierumgebungen lassen sich im Cyberspace „begehen“ und Kennzahlen (z. B. Weg- und Greifzeiten für MTM-Analysen) können unter realistischen Randbedingungen zur Leistungsbewertung geplanter Systeme erstmals bereits im Labor ermittelt werden. Dadurch können aus Sicht der Planung Probleme frühzeitig erfasst und gelöst bzw. Abläufe optimiert werden, was zur Verkürzung der Planungszeiten und zur Vermeidung von Fehlern bei der Realisierung des geplanten Systems führt.

Projektziel

Ziel ist die Entwicklung einer neuen, VR-gestützten Methodik für die Planung, Bewertung und Optimierung manueller Kommissioniersysteme, die die Vorteile der Virtual Reality Technologie und realitätsnaher Bewegungsabläufe miteinander kombiniert. Dadurch sollen unter realistischen Randbedingungen Kennzahlen zur Leistungsbewertung geplanter Systeme erstmals bereits im Labor ermittelt werden können. Die VR-Technologie soll im Projekt KomPlanVR als Arbeitsmedium qualifiziert werden, um neue, effektivere Wege in der Gestaltung und Absicherung in der Kommissioniersystemplanung zu beschreiten. Basierend auf dieser Basis sollen Methoden, Werkzeuge und Bewertungsverfahren durch spezifische Erweiterung der Funktionsumfänge eines VR-Systems entwickelt werden. Dabei steht der Mensch mit seinem Individualverhalten als wesentlicher Bestandteil sowohl im Planungsprozess als auch als Betrachtungsobjekt von Kommissioniersystemen selbst im Mittelpunkt. Wesentliches Ziel ist es, ein System zu schaffen, das für verschiedensten Kommissionierszenarien, wie beispielsweise Kommissioniersysteme mit dynamischer oder statischer Bereitstellung anwendbar ist.

Vorgehensweise

Die Entwicklung eines neuartigen Konzeptes zur Planung auf dem Gebiet der Kommissionierung sowie dessen Realisierung in Form eines VR-gestützten Funktionsmusters steht im Vordergrund des KomPlanVR Forschungsantrages. Dazu erfolgt zunächst eine eingehende Analyse der manuellen Kommissioniersysteme, um die primären Einsatzfelder für eine VRgestützte Kommissioniersystemplanung zu ermitteln. Ein derartiges System ist in vielen Bereichen einsetzbar, aber sicherlich nicht für alle erdenklichen Fälle zweckmäßig. Bevor ein Funktionsmuster umgesetzt werden kann, muss im Anschluss an die Definition der Einsatzszenarien eine Marktübersicht zu geeigneten und verfügbaren Komponenten zur Systemkonfiguration (insbesondere Interaktionsgeräte) erstellt werden, damit der Demonstrator zur Kommissioniersystemplanung in der Virtual Reality in das bestehende VR-Labor des Lehrstuhls integriert werden kann. Weiteres, wichtiges Resultat der Forschung ist die Festlegung einer Vorgehensmethodik zum Einsatz der VR-Technologie. Zur Evaluierung soll beispielhaft die Planung eines realistischen Kommissioniersystems im Rahmen des zu entwickelnden Funktionsmusters (siehe Abbildung im Anhang) umgesetzt und in Zusammenarbeit mit den Industriepartnern evaluiert werden. Es wird dabei die durchgängige Nutzung eines derartigen Systems zur Layoutplanung, für Ergonomieuntersuchungen etc. aufgezeigt, ebenso wie der Beweis, dass mittels geeigneter Konzepte und Techniken, eine frühzeitige und realistische Leistungsbewertung von manuellen Kommissioniersystemen möglich ist. Dadurch eröffnen sich völlig neue Wege in der Planung und Absicherung von Kommissioniersystemen.

Angestrebte Ergebnisse

Die in der Produktentwicklung bei Großkonzernen heute schon vielfach eingesetzte Technologie der Virtual Reality soll im Rahmen dieses Forschungsantrages für den Einsatz für KMU auf dem Gebiet der Kommissioniersystemplanung untersucht und qualifiziert werden. Mit dem angestrebten, kostengünstigen Aufbau des KomPlanVR können die KMU zukünftig auch von den Vorteilen der VR-Technologie profitieren. Die durch KomPlanVR erreichbare Verkürzung der Planungszeit sowie Erhöhung der Planungsqualität bietet den KMU die Gelegenheit zumindest technologisch zu den heutigen Großkonzernen aufzuschließen. Der einfache Aufbau des Systems ermöglicht eine leichte Anpassung des KomPlanVR an unternehmensspezifische Anforderungen der KMU, weshalb sich die Ergebnisse des Forschungsvorhabens leicht auf alle Industrie- und Handelsbereiche übertragen lassen, die insbesondere mit Planung, Entwicklung, aber auch Schulung zu tun haben. Insbesondere stärkt das KomPlanVR die Position der KMU gegenüber den Wettbewerbern hinsichtlich der Planung und Auftragsfertigung von Kommissioniersystemen. So lässt sich beispielsweise durch Nutzung des KomPlanVR Systems des Zulieferers (häufig KMU) schneller eine Kommunikationsbasis zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer finden. Hierdurch lassen sich die Verhandlungssicherheit wie auch -geschwindigkeit in Auftraggesprächen des KMU gegenüber Wettbewerbern optimieren. Darüber hinaus lassen sich für KMU aus der Planungsbranche die Vorteile der VR als Präsentationsmedium nutzen. Das KomPlanVR System ermöglicht es, den Kunden die erarbeiteten Ergebnisse wie Produkte, Abläufe etc. in realitätsgetreuer Weise nahe zu bringen. Dies kann eine Entscheidungshilfe und -stütze für die Vergabe des Auftrags an das innovativ ausgestattete KMU mit sich bringen und gleichermaßen Image und Marketing ankurbeln. Abgesehen davon kann ein derartiges System eine neue Nische durch das Anbieten von Trainings- und Schulungsmaßnahmen im Rahmen der Kommissionierung mit sich bringen.

Abschlussbericht

Günthner, W.A.; Steghafner, A.:
Kommissioniersystem-Planung mit Virtual Reality
Abschlussbericht, Forschungsvorhaben (AiF-FV-Nr. 15769 N/1)
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Das IGF-Vorhaben 15769 N/1 der Forschungsvereinigung Bundesvereinigung Logistik (BVL) e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

 

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Lehrstuhl fml
Technische Universität München
Boltzmannstraße 15
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Förderung

 

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Projektträger

 

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FV 15769 N/1

 

 

Forschungsvereinigung

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Projektpartner

 

  • A.R.T GmbH
  • CIM GmbH
  • LCALL Logistik Consulting Allgayer
  • Herr Dipl.-Ing. Klaus Heptner
  • Hörmann Logistik GmbH
  • RTT AG
  • Ludwig Meister GmbH & Co. KG
  • Nepata GmbH
  • Miebach Consulting GmbH

Veröffentlichungen

Abschlussbericht

 

Günthner, W.A.; Steghafner, A.:
Kommissioniersystem-Planung mit Virtual Reality
Abschlussbericht, Forschungsvorhaben (AiF-FV-Nr. 15769 N/1)
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