Entwicklung einer Methodik zur Auswahl vertikaler innerbetrieblicher Transporttechnologien

Abstract

Die zunehmende Flächenknappheit und steigenden Anforderungen an eine effiziente Nutzung industrieller Produktions- und Lagerflächen fordert Unternehmen dazu auf, ihre Materialflusssysteme verstärkt in die vertikale Richtung zu planen. Während derzeit überwiegend horizontal angeordnete Fabriklayouts vorhanden sind, gewinnen mehrstöckige Fabriken zunehmend an Bedeutung, da sie eine effizientere Raumnutzung begünstigen. Bestehende Ansätze zur Auswahl innerbetrieblichen Transportmittel fokussieren sich jedoch primär auf Förderprozesse in einer Ebene, sodass bislang keine Methode identifiziert werden kann, welche spezifisch die Auswahl geeigneter Transporttechnologien für den stockwerksübergreifenden Materialfluss adressiert. Angesichts der zusätzlichen Herausforderungen bei der Planung und Integration vertikaler Transportmittel im Vergleich zum Materialtransport in der Ebene, besteht daher ein dringender Bedarf an einer strukturierten Methode, welche die Entscheidungsfindung passender Lösungen bereits in frühen Planungsphasen erleichtert. Das Ziel dieser wissenschaftlichen Arbeit ist es, eine systematische Auswahlmethodik für innerbetriebliche vertikale Transportmittel zu entwickeln, die Unternehmen bei der Planung ihrer Materialflusskonzepte unterstützt. Hierzu gilt es relevante Parameter zur Technologieauswahl bereitzustellen, welche anhand der jeweiligen Ausgangssituation spezifisch ausgewählt und berücksichtigt werden. Durch eine strukturierte und anwenderfreundliche Vorgehensweise soll die Planung im frühen Stadium erleichtert werden. Darüber hinaus ist es ein Ziel dieser Arbeit, die entwickelte Auswahlmethodik in einem realen Fallbeispielen zu validieren und ihre praktische Anwendbarkeit zu demonstrieren. Zur Zielerreichung wird anhand einer umfassenden Literaturanalyse ein strukturiertes Vorgehensmodell entwickelt, welches mithilfe verschiedener Hilfsmittel eine Bewertung des technischen Nutzens und der Wirtschaftlichkeit ermöglicht. Die Methodik stellt eine Auswahl relevanter Kriterien und Parameter der Technologieauswahl aus der Literatur zur Verfügung, um eine individuelle anwendungsspezifische Entscheidungsfindung zu ermöglichen. Neben den technischen Aspekten werden insbesondere die auftretenden Herausforderungen bei der Planung und Integration vertikaler Transportmittel sowie wirtschaftliche Parameter berücksichtigt. Die Validierung der vorliegenden Methodik erfolgt anhand vier unterschiedlicher experimenteller Anwendungsbeispiele, sowie einer anschließenden Auswertung der Fachexperten mittels eines standardisierten Fragebogens.

The increasing shortage of space and the rising demands for efficient utilisation of industrial production- and storage areas are pushing companies to plan their material flow systems more vertically. While factory layouts are currently mostly horizontal, multi-level factories are becoming increasingly important as they favour a more efficient use of space. However, existing approaches for selecting internal means of transport focus primarily on conveying processes in one floor. No method has yet been identified that specifically addresses the selection of suitable transport technologies for a multi-floor material flow. Considering the additional challenges involved in planning and integrating vertical means of transport compared to material transport on one level, there is an urgent need for a structured method that simplifies the decision-making process for suitable solutions in the early planning phases. The aim of this scientific work is to develop a systematic selection methodology for internal vertical means of transport that supports companies in planning their material flow concepts. This involves providing relevant parameters for technology selection, which are specifically selected and taken into account based on the respective initial situation. A structured and user-friendly approach is intended to facilitate planning at an early stage. In addition, an objective of this work is to validate the developed selection methodology in a real use case and to demonstrate its practical applicability. In order to achieve this goal, a structured approach model is developed on the basis of a comprehensive literature analysis. This method enables various tools to evaluate both the technical usefulness and cost-effectiveness of the technologies. The methodology provides a selection of relevant criteria and parameters from existing literature in order to enable an individual application-specific decision-making for technology selection. In addition to the technical aspects, the challenges that arise when planning and integrating vertical means of transport and economic factors are also taken into account. The present methodology is validated trough four different experimental use-cases, followed by an expert evaluation using a standardised questionnaire.