Personalauslastungsanalyse und -optimierung eines Intralogistiksystems mit Hilfe einer ereignisorientierten, modularen High-Fidelity Simulation

Abstract

Für die Entwicklung eines neuen intralogistischen Systems wird dieses System, im Rahmen der Produktentwicklungsphase, als ereignisorientiertes Simulationsmodell abgebildet. Da das reale System noch nicht existiert, ist eine Validierung dieses Simulationsmodells mit Hilfe eines Vergleiches der Simulationsergebnisse mit den Daten des realen Systems nicht möglich. Eine Verifizierung der Ergebnisse ist jedoch notwendig, um Analyseergebnisse für die Ableitung von Optimierungsmaßnahmen heranziehen zu dürfen. Daher wird ein zweites Simulationsmodell modelliert, welches ein real existierendes System abbildet, das den Stand der Technik darstellt. Dieses Simulationsmodell wird aus den gleichen Simulationsaktivitäten, -komponenten und Logiken erstellt, wie jenes Modell, das die Neuentwicklung abbildet. Dieses zweite Modell wird einem Validierungsprozess unterzogen. Die Validierung dieses Modells erfolgt anhand des Vergleiches der Simulationsergebnisse mit den Realdaten eines Industriepartners. Aufgrund der genannten Ähnlichkeiten erlaubt der positive Validierungsabschluss des zweiten Modells, die Simulationsergebnisse der Abbildung des neuen intralogistischen Systems als vorläufig validiert anzunehmen. Dieser Vorgang verifiziert somit vorläufig die Ergebnisse des Modells des neuen Systems, um sie für weitere Analysen heranzuziehen. Das Simulationsmodell, welches das neue System abbildet, besteht aus einer Anordnung zweier fördertechnischer Anlagen mit je einer dazugehörigen Personensicherheitskontrolle. Die Anordnung der fördertechnischen Anlagen erfolgt spiegelsymmetrisch, wobei sich die anlagenspezifischen Personensicherheitskontrollen mittig zwischen den fördertechnischen Anlagen befinden. Die beiden anlagenspezifischen Personensicherheitskontrollen grenzen somit aneinander. Mit Hilfe von Sensibilitätsanalysen werden Optimierungsschritte eingeleitet: es wird untersucht, ob eine Kombinierung der anlagenspezifischen Personensicherheitskontrollen zu einer gemeinsamen, nicht-anlagenspezifischen Personensicherheitskontrolle, der Personaleinsatz der Sicherheitskontrolle reduziert werden kann. Dabei darf der Personen- und Warendurchsatz durch das Gesamtsystem nicht reduziert werden. Der Gauß- und Kolmogorow-Smirnow-Test dienen zur Untersuchung der Testdaten der unterschiedlichen Szenarien. Mit Hilfe dieser statistischen Methoden kann nicht widerlegt werden, dass bei einer Zusammenlegung der Personensicherheitskontrollen, ein um 12,5 Prozent reduzierter Personaleinsatz in der Lage ist, den gleichen Personendurchsatz zu erzielen, wie 2 separat betriebene Personensicherheitskontrollen ohne Personalreduktion. Ein abschließender Vergleich der Abbildung des neuen Systems mit dem Modell, das den Stand der Technik repräsentiert lässt darauf schließen, dass das neue System bessere Personaleffizienzkennwerte aufweist und langfristig das Potenzial bietet, Kosten einzusparen. Zudem bietet das neue System den Kundinnen und Kunden einen höheren Service- und Komfortlevel, da die zu erwartenden Wartezeiten im neuen System geringer sind und ihnen mehr freie Fläche zu Verfügung steht.

For the development of a new intralogistics system, this system is modelled as discrete event simulation model as part of the product development phase. As the real system does not yet exist, it is not possible to validate this simulation model by comparing the simulation results with the data of the real system. However, verification of the results is necessary to be able to use analysis results for the derivation of optimization measures. Therefore, a second simulation model is modelled, which represents the state of the art and thus a real existing system. This simulation model is created from the same logic, simulation activities and components as the model that represents the new development. This second simulation model is subjected to a validation process. This model is validated by comparing the simulation results with the real data of an industrial partner. Due to the similarities, the positive validation of the second model allows the simulation results of the new intralogistics system`s representation to be accepted as provisionally validated. Thus, this process provisionally verifies the results of model representing the new system so that they can be used for further analyses.The simulation model, which represents the new system, consists of an arrangement of two conveyor plants, each with an associated personnel security check. The conveyor plants are arranged mirror-symmetrically, with the plant-specific personnel security checks located centrally between the conveyor plants. The two plant-specific security checks are therefore adjacent to each other.Optimization steps are initiated with the help of sensitivity analyses. It is being investigated whether a combination of the plant-specific security checks into a joint, non-plant-specific security check would allow the entire security check to be operated with less personnel. The throughput of customers and goods must not be reduced in the overall system. The Gaussian and Kolmogorov-Smirnov tests are used to examine the test data for different scenarios. With the help of these statistical methods, it cannot be refuted that a 12.5 % reduction in personnel deployment is able to achieve the same throughput as the corresponding reference personnel deployment. A final comparison of the new system`s representation with the model representing the state of the art suggests that the new system has better personnel efficiency parameters and offers the potential to save costs in the long term. In addition, the new system offers customers a higher level of service, as the expected waiting times in the new system are shorter and more free space is available to them.