Intelligenter Boden

Ausgangssituation

In einem Feinlogistikszenario werden Montagelinien nach dem bei der Kanban-Methode verfolgtem Pull-Prinzip mit Material versorgt. Das Material lagert in sogenannten Supermärkten und wird nur in der Menge wieder aufgefüllt, wie es verbraucht wird. Die Produktionseinheiten (Stationen) einer Montagelinie sind in einem U-Layout angeordnet, wobei das Material meist von außen zugeführt wird.

Die Materialzu- und abführungen der zu beliefernden Stationen sind zuweilen bauartbedingt schwer einsehbar, so dass Feinlogistiker häufig direkt an die Stationen laufen müssen, um einen Handlungsbedarf zu erkennen. Dies resultiert in langen Laufwegen. Erfahrene Feinlogistiker haben einen guten Überblick, welche Komponenten häufig nachgefüllt und welche Stellen fokussiert werden müssen. Insbesondere neuen und aufgabenfremden Mitarbeitern fehlt dieses Wissen. Weiterhin ist durch Feinlogistiker darauf zu achten, dass die betreuten Montagelinien nicht leerlaufen dürfen. Sobald nur eine Komponente im Montageprozess fehlt, stoppt der Produktionsbetrieb.

Lösungsidee

Die Tätigkeit von Feinlogistiker soll durch ein echtzeitfähiges Vorschlagsystem zur Priorisierung von Nachfüllaufgaben sowie zur Berechnung der Materialzusammenstellungen und optimalen Routenführung unterstützt werden. Über ein eKanban System werden hierfür die Pufferfüllstände an den Arbeitsstationen und am Kanbanregal erfasst.

Das intelligente Doppelbodensystem leitet ein fahrerloses Transportfahrzeug, das die Produktionsmaterialien an die richtige Stelle transportiert. Dort können sie vom Feinlogistiker entladen werden. Zudem kann der Feinlogistiker mithilfe der ebenfalls im Boden integrierten Gewichtserkennung erkannt und lokalisiert werden. Die tatsächlich gelaufenen Routen finden als Trainingsdaten und zur Optimierung der KI-Modelle Anwendung.

Nutzen

Alle Stationen einer Produktionslinie sollen stets mit ausreichend Material versorgt werden und die Lagerkosten durch die bedarfsgerechte Belieferung der Stationen minimiert werden.

Der Nutzen eines aktiven und echtzeitfähigen Vorschlagsystems für die Produktionslogistik besteht u. a. darin, dass Einlernphasen für Feinlogistiker entfallen. Dies ist insbesondere relevant, wenn die Produktion aufgrund der Produktvielfalt bzw. der sich immer stärker verkürzenden Produktlebensdauern flexibel gestaltet werden muss (Stichwort: wandelbare Fertigung). Dies beinhaltet insbesondere auch einen stetigen Wandel in den Logistikrouten der Produktion. Außerdem werden die Feinlogistiker durch das Vorschlagsystem entlastet und haben Zeit für höherwertige Tätigkeiten.

Umsetzung der KI-Applikation 

Zur Umsetzung der KI-Applikation werden Daten aus einer Logistikplanungssoftware sowie Daten aus einem eKanban Softwaremodul, mit Informationen zu den Füllständen am Kanban-Regal und an den Arbeitsplätzen, benötigt. Ggf. können noch Auftragsdaten aus dem ERP-System zur besseren Vorhersage herangezogen werden, z. B. anhand von historischen Pufferverläufen in Abhängigkeit von Aufträgen. Die Lokalisierung der Feinlogistiker wird mittels Gewichtserkennung im Boden oder durch Erkennung der veränderten Füllstände an den Arbeitsstationen ermöglicht. Die Routenoptimierung wird als Graphproblem definiert. Darin werden den Kanten Kosten zugeordnet, die sich aus statischen Einflussparametern, beispielsweise Distanz zwischen Supermarkt und der zu beliefernden Station, und variablen Parametern, wie die auf dem aktuellen Pufferstand basierende Priorität der Zielstation, zusammensetzen.