WO2021063439A1 - Verfahren zur ermittlung der belastung eines netzes von transportwegen - Google Patents

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WO2021063439A1
WO2021063439A1 PCT/DE2020/100800 DE2020100800W WO2021063439A1 WO 2021063439 A1 WO2021063439 A1 WO 2021063439A1 DE 2020100800 W DE2020100800 W DE 2020100800W WO 2021063439 A1 WO2021063439 A1 WO 2021063439A1
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determining
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transport
network
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Christian Tummel
Ivo Hedtke
Veaceslav Ghilas
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Deutsche Bahn Ag
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    • G06Q10/00—Administration; Management
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • G06Q50/40—

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the load on a network of transport routes within a storage facility that is spatially separated from the environment and connected to the environment via a plurality of access points through routes of transport vehicles, the network of transport routes being represented by a weighted graph , the beginning of which nodes are formed by positions arranged within the storage facility for storing items to be transported by means of the transport vehicles and whose end nodes are formed by the access points of the storage facility, as well as the edges of which each have the distance between the respective start and end nodes representing distance factor are weighted.
  • terminals are usually referred to as “terminals” and are designed in the form of a hall, provided that the transport of general cargo is involved.
  • open (ie uncovered) storage facilities are provided for the transport of containers.
  • the storage facilities In their interior, the storage facilities have storage areas for intermediate storage of the mail items as well as transport routes for moving the mail items within the storage facility.
  • special transport vehicles usually in the form of forklift trucks
  • in-house consignment handling are used, as the consignments are almost always palletized or packed in standardized containers, making them easy to handle using such a hub forklift is possible.
  • the invention is therefore based on the technical problem of determining routes for the internal transport vehicles or forklifts on the network due to transport within a storage facility, through which the consumption of Radiomit resulting from the use of internal transport vehicles (such as fuel, electrical Energy) is reduced, an acceleration of the reloading processes is achieved by reducing the loading and unloading times at the gates or access points of the storage facility and thus the operation of the storage facility is managed more efficiently overall.
  • internal transport vehicles such as fuel, electrical Energy
  • the invention is intended to provide a method for determining the load on a network of transport routes within a storage facility that is spatially separated from the environment and connected to the environment via a plurality of access points through routes of transport vehicles, which enables the determination of the routes the transport vehicles are simplified and accelerated.
  • the network of transport routes should be represented by a weighted graph, the starting nodes of which are formed by possible positions within the storage facility for storing items to be transported by means of the transport vehicles and its end nodes by the access points of the storage facility and its edges are each weighted with a distance factor representing the distance between the respective start and end nodes.
  • Determination of a first position set for a first end node which includes all the start nodes of the basic set of the first end node occupied with a shipment at the start time and at least one start node of an expansion set occupied with a shipment at the start time of the first end node includes
  • the method according to the invention provides for these constellations to be determined independently of the actual occupancy of the positions of the storage facility with mail items, which always varies over time.
  • the determination is made for each end node or access point of the storage facility in two initial sub-steps, in both sub-steps those starting nodes or positions are determined whose distances from this end node or access point are less than at least two specifiable Threshold values or distance limit values.
  • at least two conversion tables can be created which include constellations between end nodes or access points and starting nodes or positions that are permitted to achieve an optimized (ie minimal) load value, the quality of the constellations in the two or more conversion tables.
  • a position set is determined which forms the basis for the method steps for determining the partial load values for each end node or access point.
  • a plurality of initial expansion quantities can be determined by means of a plurality of threshold values so that positions at different distances from the access point can be taken into account when determining the position quantity and thus the granularity of the method according to the invention is increased.
  • Such a method according to the invention represents a great simplification, avoids a complete determination of all of the internal transport vehicles on the transport routes within the storage facility to cover the routes and enables a significant acceleration in the determination of the load on the internal network of transport routes by forklift traffic when transporting of shipments between positions or parking spaces and access points.
  • a position is to be understood as a parking space which is provided for parking goods or shipments within the storage facility. It goes without saying for the person skilled in the art that a position of the storage device can also be set up to accommodate a plurality of mail items.
  • the position or the parking space can have not only a two-dimensional but also a three-dimensional expansion, as is useful, for example, in high-bay warehouses.
  • access points of the storage facility are understood to mean gates through which mail items can be transported into or out of the storage facility; thus, for example, the gates of the storage facility at which the vehicles are loaded and unloaded and which transport shipments from or to the storage facility.
  • Routes between the start and end nodes that are not or cannot be used by transport vehicles are defined by assigning a distance factor with the amount "infinite” or "°°” can be excluded from the procedure for determining the load on the internal network of transport routes.
  • It is preferably a directed weighted graph. This also enables direction-selective evaluations when determining the initial basic or extended quantities. This is particularly advantageous if certain constellations of start and end nodes can only be driven in one direction, which can be caused by structural obstacles such as facility operation at bottlenecks or the like.
  • the method can for example be carried out on a computer.
  • a digital layout plan of the storage facility transfers the end nodes as well as the starting nodes connected to the respective end nodes via edges, including the associated weighting values of the edges to the computer, which uses this to determine load values for the network of transport routes within the storage facility and - after optimization - derives routes for the transport vehicles.
  • the first threshold value is preferably smaller than the second or further threshold value for each end node. In this way it is ensured that the determination of the partial load value for each end node or access point is preferably carried out with those starting nodes which have the smallest distance factor to the end node.
  • Variants of the invention also provide that each position set is limited by a predeterminable limit value of start nodes of the expansion set, whereby the number of shipments from certain areas of the storage facility can be limited, or by a predeterminable limit value of all start nodes.
  • the total number of shipments can be limited to a predeterminable limit value, e.g. the maximum load capacity of a transport vehicle waiting at the access point to pick up shipments.
  • Figure 1 a schematic view of a storage facility
  • the storage facility (1) shown schematically in Figure 1 is designed as a warehouse, which has two gates (6, 7), through which shipments in the warehouse can be transported in and out, as well as 16 possible positions or parking spaces (101, 102 ... 116).
  • the first gate (6) is designed as a first end node in a digital layout plan of the storage facility, the second gate (7) as a second end node.
  • the parking spaces (101, 102 ... 116) each form a starting node in the digital layout plan, with each starting node having an edge with both the first end node (6) and the second end node (7) is linked.
  • the initial basic sets of starting nodes or parking spaces in relation to the end nodes or gates (6, 7) are determined by means of a first threshold value. These each contain those starting nodes or parking spaces whose edges connected to the end nodes (6, 7) have a distance factor that is smaller than the first threshold value.
  • these two initial basic quantities are visualized as the core area (2) of the first gate (6) and core area (4) of the second gate (7).
  • the initial expansion quantities of starting nodes or parking spaces in relation to the end nodes or gates (6, 7) are determined by means of a second threshold value. These contain those starting nodes or parking spaces whose edges connected to the end nodes (6, 7) have a distance factor that is smaller than the second threshold value.
  • these two initial expansion quantities are visualized as an expansion area (3) of the first gate (6) and as an expansion area (5) of the second gate (7).
  • the remaining parking spaces or initial nodes do not belong to any initial basic or extended set.
  • These basic or extended quantities determined in the first and second partial steps of the method according to the invention are referred to as “initial” because these quantities are only determined takes place once before the start of the actual load determination of the network of transport routes within the storage facility (1).
  • Parking spaces on which there are no items of mail at a defined start time for carrying out the method according to the invention are shown in FIG. 1 in white or “without fill color”; On the other hand, parking spaces that are occupied with a shipment at this start time are shown in black or “with a fill color”. This means that the positions or parking spaces 102, 108, 112, 113, 114, 115, 116 are occupied with mail items; the other parking spaces are free.
  • a position set is now determined for the first gate (6) or for its end node, which includes all parking spaces or starting nodes of the basic set or the Core area (2) as well as at least one parking space or starting node of the expansion set or the expansion area (3) occupied at the aforementioned start time with a shipment.
  • the position set of the first gate (6) thus includes the parking spaces or starting nodes (113, 114, 115).
  • a first partial load value is determined according to substep 5 of the method according to the invention from the transport processes that are required for transporting the mail items lying on these parking spaces (1135, 114, 115) to the first gate (6).
  • the position set for the second gate (7) or for its end node is determined, which includes all parking spaces or starting nodes of the basic set or which are occupied at the aforementioned start time . of the core area (4) as well as at least one parking space or starting node of the expansion set or the expansion area (5) occupied by a shipment at the aforementioned start time.
  • the set of positions of the second gate (7) thus includes the parking spaces or start nodes (108, 112, 114, 115, 116).
  • a second partial load value is determined from the transport processes that are required for transporting the mail items lying on these parking spaces (108, 112, 114, 115, 116) to the second gate (7).
  • the partial load values for the first and the second door are then summarized Load value determined, which reflects the load on the network from internal transport due to the storage facility.
  • the method according to the invention is not only applicable to shipments that are actually already physically located in parking spaces or positions within the storage facility at the start time according to sub-step 3, but it can also be used for shipments that are only entering the storage facility, Determine positions at which an optimized load value of the network is achieved due to transport.
  • each consignment in the inflow is assigned its own virtual position in the storage facility in sub-step 4 of the method, which initially does not correspond to any physical position. All such virtual positions are added to all core areas of all gates. After the end of the optimization process, it is therefore clear at which port the respective consignment that is still inbound is to be loaded at a later point in time.
  • the respective virtual position of the shipment is then assigned to an actual physical position in the warehouse, which is located in the core area of this loading gate.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Belastung eines Netzes von Transportwegen innerhalb einer räumlich gegen die Umgebung abgetrennten und über eine Mehrzahl von Zugangspunkten mit der Umgebung in Verbindung stehenden Lagereinrichtung durch Fahrrouten von Transportfahrzeugen. Dieses soll die Ermittlung der Fahrrouten der Transportfahrzeuge vereinfachen und beschleunigen und wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit folgenden Teilschritten erreicht: 1) Ermitteln einer initialen Grundmenge von Anfangs-Knoten für jeden End-Knoten, welche mindestens eine mit dem End-Knoten verbundene Kante aufweisen, deren Entfernungs-Faktor unterhalb eines vorgebbaren ersten Schwellwertes liegt, 2) Ermitteln mindestens einer initialen Erweiterungsmenge von Anfangs-Knoten für jeden End-Knoten, welche mindestens eine mit dem End-Knoten verbundene Kante aufweisen, deren Entfernungs-Faktor unterhalb eines vorgebbaren zweiten oder weiteren Schwellwertes liegt, 3) Ermitteln des aktuellen Belegungszustands aller Positionen mit den innerhalb der Lagereinrichtung lagernden Sendungen zu einem Start-Zeitpunkt, 4) Ermitteln einer ersten Positionsmenge für einen ersten End-Knoten, welche alle zum Start-Zeitpunkt mit einer Sendung belegten Anfangs-Knoten der Grundmenge des ersten End-Knotens und mindestens einen zum Start-Zeitpunkt mit einer Sendung belegten Anfangs-Knoten einer Erweiterungsmenge des ersten End-Knotens umfasst, 5) Ermitteln eines ersten Teil-Lastwertes für die Kanten des Netzes von Transportwegen, die durch Transportvorgänge verursacht werden, bei denen Transportfahrzeuge von den Anfangs-Knoten der ersten Positionsmenge zum ersten End-Knoten bewegt werden, 6) Wiederholen der vorgenannten Teilschritte 4 und 5 für jeden weiteren Endknoten des Netzes von Transportwegen, 7) Ermitteln eines summarischen Lastwertes aus den Teil-Lastwerten aller End-Knoten.

Description

Verfahren zur Ermittlung der Belastung eines Netzes von Transportwegen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Belastung eines Netzes von Transportwegen innerhalb einer räumlich gegen die Umgebung abgetrennten und über eine Mehrzahl von Zugangspunkten mit der Umgebung in Verbindung stehen den Lagereinrichtung durch Fahrrouten von Transportfahrzeugen, wobei das Netz von Transportwegen durch einen gewichteten Graphen repräsentiert ist, dessen An fangs-Knoten durch innerhalb der Lagereinrichtung angeordnete Positionen zum Abstellen von mittels der Transportfahrzeuge zu transportierender Sendungen und dessen End-Knoten durch die Zugangspunkte der Lagereinrichtung gebildet sind sowie dessen Kanten mit jeweils einem die Entfernung zwischen dem jeweiligen Anfangs- und End-Knoten repräsentierenden Entfernungs-Faktor gewichtet sind.
Die Anzahl der von Logistikunternehmen weltweit transportierten Sendungen nimmt seit Jahren mit großen Steigerungsraten zu. Zur Steigerung der Effizienz und zur Verringerung des Ressourcenverbrauchs beim Sendungstransport werden schon seit vielen Jahren diverse Aspekte der Tourenplanung mittels mathematischer Mo delle analysiert und optimiert. Allerdings fokussieren sämtliche hierzu bislang be kannten Ansätze auf die Transportverkehre zwischen den Quell- bzw. Zielorten der Sendungen einerseits und den Lagereinrichtungen der Logistikunternehmen ande rerseits bzw. auf die Transportverkehre zwischen den Lagereinrichtungen und blen den eine Betrachtung der durch diese Verkehre innerhalb der Umschlagterminals bzw. Lagereinrichtungen verursachten internen Transportabläufe aus, welche beim Umladen und Zwischenlagern der zu transportierenden Sendungen anfallen. Dieses bislang wenig beachtete Segment der logistischen Wertschöpfungskette ist gleichwohl von großer Bedeutung, da insbesondere bei Stückgut- oder Systemver kehren nahezu alle Sendungen zumindest einmal in einer solchen Lagereinrichtung umgeladen und für einen kurzen Zeitraum zwischengelagert werden müssen. Meist ist eine solche Umladung und Zwischenlagerung von Sendungen zwischen den Transportfahrzeugen, die die Sendungen auf den langen Strecken zwischen den Lagereinrichtungen transportieren (sog. „linehaul trucks“), und den Transportfahr zeugen, die die Feinverteilung der Sendungen an die Empfänger in einer bestimm ten geographischen Region wahrnehmen (sog. „last mile delivery trucks“ bzw. „LMD trucks“), erforderlich. Es handelt sich bei diesen Lagereinrichtungen um Anlagen, die durch bauliche Maßnahmen gegenüber ihrer Umgebung abgetrennt sind und über definierte Zu gangspunkte in Form von Toren oder Gates zur Be- und Entladung von Transport fahrzeugen eingerichtet sind. Meist werden sie als „Terminals“ bezeichnet und sind in Form einer Halle ausgeführt, sofern es sich um den Transport von Stückgut han delt. Für den Transport von Containern sind jedoch offene (d.h. nicht überdachte) Lagereinrichtungen vorgesehen. In ihrem Innenbereich weisen die Lagereinrichtun gen Lagerflächen zum Zwischenlagern der Sendungen sowie Transportwege für das Bewegen der Sendungen innerhalb der Lagereinrichtung auf. Für den T ransport innerhalb der Lagereinrichtungen kommen spezielle auf den innerbetrieblichen Sen dungsumschlag ausgelegte Transportfahrzeuge (in aller Regel in Form von Hub staplern) zum Einsatz, da die Sendungen nahezu immer palettiert oder in genorm ten Behältern verpackt sind und somit ein einfaches Handling mittels solcher Hub stapler möglich ist.
Der Erfindung liegt daher die technische Aufgabe zugrunde, Fahrrouten für die in nerbetrieblichen Transportfahrzeuge bzw. Hubstapler auf dem Netz von Transport wegen innerhalb einer Lagereinrichtung zu ermitteln, durch die der aus dem Einsatz der innerbetrieblichen Transportfahrzeuge resultierende Verbrauch an Betriebsmit teln (wie z.B. Kraftstoff, elektrische Energie) reduziert wird, eine Beschleunigung der Umladevorgänge durch Reduzierung der Be- bzw. Entladezeiten an den Gates bzw. Zugangspunkten der Lagereinrichtung erreicht wird und somit in Summe der Betrieb der Lagereinrichtung effizienter geführt wird.
Zu diesem Zweck soll die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung der Belastung ei nes Netzes von Transportwegen innerhalb einer räumlich gegen die Umgebung ab getrennten und über eine Mehrzahl von Zugangspunkten mit der Umgebung in Ver bindung stehenden Lagereinrichtung durch Fahrrouten von Transportfahrzeugen bereitstellen, welches die Ermittlung der Fahrrouten der Transportfahrzeuge verein facht und beschleunigt. Hierbei soll in an sich bekannterWeise das Netz von Trans portwegen durch einen gewichteten Graphen repräsentiert sein, dessen Anfangs- Knoten durch innerhalb der Lagereinrichtung angeordnete mögliche Positionen zum Abstellen von mittels der Transportfahrzeuge zu transportierender Sendungen und dessen End-Knoten durch die Zugangspunkte der Lagereinrichtung gebildet sind sowie dessen Kanten mit jeweils einem die Entfernung zwischen dem jeweiligen Anfangs- und End-Knoten repräsentierenden Entfernungs-Faktor gewichtet sind.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verfahren folgende Teilschritte aufweist:
1) Ermitteln einer initialen Grundmenge von Anfangs-Knoten für jeden End-Kno- ten, welche mindestens eine mit dem End-Knoten verbundene Kante aufweisen, deren Entfernungs-Faktor unterhalb eines vorgebbaren ersten Schwellwertes liegt,
2) Ermitteln mindestens einer initialen Erweiterungsmenge von Anfangs-Knoten für jeden End-Knoten, welche mindestens eine mit dem End-Knoten verbun dene Kante aufweisen, deren Entfernungs-Faktor unterhalb eines vorgebbaren zweiten oder weiteren Schwellwertes liegt,
3) Ermitteln des aktuellen Belegungszustands aller Positionen mit den innerhalb der Lagereinrichtung lagernden Sendungen zu einem Start-Zeitpunkt,
4) Ermitteln einer ersten Positionsmenge für einen ersten End-Knoten, welche alle zum Start-Zeitpunkt mit einer Sendung belegten Anfangs-Knoten der Grund menge des ersten End-Knotens und mindestens einen zum Start-Zeitpunkt mit einer Sendung belegten Anfangs- Knoten einer Erweiterungsmenge des ersten End-Knotens umfasst,
5) Ermitteln eines ersten Teil-Lastwertes für die Kanten des Netzes von T ransport- wegen, die durch Transportvorgänge verursacht werden, bei denen Transport fahrzeuge von den Anfangs- Knoten der ersten Positionsmenge zum ersten End- Knoten bewegt werden
6) Wiederholen der vorgenannten Teilschritte 4 und 5 für jeden weiteren Endkno ten des Netzes von Transportwegen
7) Ermitteln eines summarischen Lastwertes aus den Teil-Lastwerten aller End- Knoten
Auf diese Weise können - noch vor Durchführung des eigentlichen Optimierungs verfahrens, welches mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelbar Last werte als Eingangsgröße benötigt - in Bezug auf jeden End-Knoten (d.h. in Bezug auf jeden Zugangspunkt der Lagereinrichtung) in einmaligen initialen Teilschritten mindestens zwei Mengen von Anfangs- Knoten (d.h. Positionen, die zum Abstellen von Sendungen innerhalb der Lagereinrichtung geeignet und eingerichtet sind) identifiziert werden, die in besonders bevorzugter weise bei der Ermittlung der Be lastung des Transportnetzes zu berücksichtigen sind. Dies ermöglicht eine Voraus wahl und Zuordnung bestimmter bei der Ermittlung der Belastung bevorzugter An fangs-Knoten bzw. Positionen zu jeweils einem End-Knoten bzw. Zugangspunkt mittels Umsetzungstabellen (sog. „Lookup-Tables“) und damit eine deutliche Be schleunigung bei der Durchführung des gattungsgemäßen Verfahrens zur Ermitt lung der Belastung des Netzes von Transportwegen. Anstatt bei der Bestimmung der Teil-Lastwerte in Bezug auf jeden End-Knoten bzw. Zugangspunkt die individu ellen Distanzen zwischen End-Knoten bzw. Zugangspunkt und jedem Anfangs-Kno ten bzw. jeder Position zu bestimmen und zu berücksichtigen, sieht die Kernidee der Erfindung vor, in mindestens zwei vorab ermittelbaren Umsetzungstabellen (im Kontext der Erfindung als initiale Grundmenge bzw. initiale Erweiterungsmenge be zeichnet) solche Konstellationen zwischen End-Knoten bzw. Zugangspunkt und An fangs-Knoten bzw. Position zu speichern, die in Bezug auf eine Minimierung der Lastwerte im betrachteten Netz von Transportwegen entweder grundsätzlich (= in itiale Grundmenge) oder sehr wahrscheinlich (= initiale Erweiterungsmenge) zuläs sig bzw. geeignet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, diese Konstel lationen unabhängig von der tatsächlichen und zeitlich stets variierenden Belegung der Positionen der Lagereinrichtung mit Sendungen zu ermitteln. Die Ermittlung er folgt für jeden End-Knoten bzw. Zugangspunkt der Lagereinrichtung in zwei initialen Teilschritten, wobei in beiden Teilschritten diejenigen Anfangs-Knoten bzw. Positio nen ermittelt werden, deren Abstände zu diesem End-Knoten bzw. Zugangspunkt geringer sind als mindestens zwei vorgebbare Schwellwerte bzw. Entfernungs- Grenzwerte. Auf diese Weise sind mindestens zwei Umsetzungstabellen erstellbar, welche Konstellationen zwischen End-Knoten bzw. Zugangspunkten und Anfangs- Knoten bzw. Positionen umfassen, die zur Erzielung eines optimierten (d.h. mini malen) Lastwertes zugelassen sind, wobei sich die Güte der Konstellationen in den zwei oder mehr Umsetzungstabellen unterscheidet. Sämtliche weiteren Teilschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens berücksichtigen nur noch diese initial einmalig erfassten Konstellationen, indem in einem vierten Teilschritt des Verfahrens aus den in den initialen Grund- und Erweiterungsmengen enthaltenen Anfangs-Knoten bzw. Positionen sowie unter Berücksichtigung von deren in Teilschritt 3 ermittelten tatsächlichen Belegung mit zu transportierenden Sendungen für jeden End-Knoten bzw. Zugangspunkt eine Positionsmenge ermittelt wird, welche die Basis für die Verfahrensschritte zur Ermittlung der Teil-Lastwerte für jeden End-Knoten bzw. Zu gangspunkt bildet. Mittels einer Mehrzahl von Schwellwerten kann dabei eine Mehr zahl von initialen Erweiterungsmengen ermittelt werden, sodass Positionen in un terschiedlichen Abständen zum Zugangspunkt bei der Ermittlung der Positions menge berücksichtigbar sind und somit die Granularität des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht wird.
Ein solches erfindungsgemäßes Verfahren stellt eine große Vereinfachung dar, ver meidet eine vollständige Bestimmung aller von den innerbetrieblichen Transport fahrzeugen auf den Transportwegen innerhalb der Lagereinrichtung zurückzulegen den Strecken und ermöglicht eine deutliche Beschleunigung bei der Bestimmung der Belastung des innerbetrieblichen Netzes von Transportwegen durch Staplerver kehre beim Transportieren von Sendungen zwischen Positionen bzw. Stellplätzen und Zugangspunkten.
Unter einer Position ist im Kontext dieser Erfindung ein Stellplatz zu verstehen, wel cher zum Abstellen von Transportgut bzw. Sendungen innerhalb der Lagereinrich tung vorgesehen ist. Es versteht sich dabei für den Fachmann von selbst, daß eine Position der Lagereinrichtung auch zur Aufnahme einer Mehrzahl von Sendungen eingerichtet sein kann. Hierzu kann die Position bzw. der Stellplatz nicht nur eine zweidimensionale sondern auch eine dreidimensionale Ausdehnung, wie beispiels weise in Hochregallagern sinnvoll, aufweisen.
Unter Zugangspunkten der Lagereinrichtung werden in diesem Zusammenhang Tore (bzw. „Gates“) verstanden, durch welche hindurch Sendungen in die Lagerein richtung hinein- oder heraustransportiert werden können; also bspw. die Gates der Lagereinrichtung, an denen die Be- bzw. Entladung der Fahrzeuge erfolgt, welche Sendungen von bzw. zur Lagereinrichtung transportieren.
Fahrwege zwischen Anfangs- und Endknoten, die von Transportfahrzeugen nicht befahren werden dürfen oder können (z.B. weil die zugehörigen Anfangs- und End knoten durch eine Mauer oder anderweitiges Hindernis voneinander getrennt sind), sind durch Zuweisung eines Entfernungs-Faktors mit dem Betrag „unendlich“ bzw. „°°“ aus dem Verfahren zur Bestimmung der Belastung des innerbetrieblichen Net zes von Transportwegen ausschließbar.
In bevorzugter Weise handelt es sich um einen gerichteten gewichteten Graphen. Dies ermöglicht zusätzlich Richtungs-selektive Auswertungen bei der Ermittlung der initialen Grund- bzw. Erweiterungsmengen. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn bestimmte Konstellationen von Anfangs- und End-Knoten nur in einer Richtung ge fahren werden können, was z.B. durch bauliche Hindernisse wie z.B. Einrichtungs betrieb an Engstellen o.ä. bedingt sein kann.
Das Verfahren kann beispielsweise auf einem Computer ausgeführt werden. Hierzu übergibt ein digitaler Layoutplan der Lagereinrichtung die End-Knoten sowie die über Kanten mit den jeweiligen End-Knoten verbundenen Anfangs- Knoten ein schließlich der zugehörigen Gewichtungswerte der Kanten an den Computer, der hieraus Lastwerte für das Netz von Transportwegen innerhalb der Lagereinrichtung ermittelt und - nach erfolgter Optimierung - Fahrrouten für die Transportfahrzeuge ableitet.
In hierbei bevorzugter weise ist für jeden End-Knoten der erste Schwellwert kleiner als der zweite oder weitere Schwellwert. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Bestimmung des Teil-Lastwertes für jeden End-Knoten bzw. Zugangspunkt bevor zugt mit solchen Anfangs- Knoten erfolgt, die den geringsten Entfernungsfaktor zum End-Knoten aufweisen.
Ausführungsvarianten der Erfindung sehen ferner vor, daß jede Positionsmenge durch einen vorgebbaren Grenzwert von Anfangs-Knoten der Erweiterungsmenge, wodurch die Anzahl von Sendungen aus bestimmten Arealen der Lagereinrichtung begrenzt werden kann, oder durch einen vorgebbaren Grenzwert aller Anfangs- Knoten beschränkt wird. Auf diese letztgenannte Weise kann die Gesamtzahl von Sendungen auf einen vorgebbaren Grenzwert, z.B. die maximale Zuladungsfähig keit eines am Zugangspunkt zur Aufnahme von Sendungen wartendes Transport fahrzeugs, beschränkt werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und dazugehöriger Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Figur 1: schematische Ansicht einer Lagereinrichtung
Die in Figur 1 schematisch dargestellte Lagereinrichtung (1) ist als Lagerhalle aus geführt, welche über zwei Tore (6, 7), durch welche Sendungen in die Lagerhalle hinein- und heraustransportiert werden können, sowie 16 mögliche Positionen bzw. Stellplätze (101 , 102 ... 116) verfügt. Das erste Tor (6) ist in einem digitalen Layout- Plan der Lagereinrichtung als ein erster End-Knoten, das zweite Tor (7) als ein zwei ter End-Knoten ausgebildet. Die Stellplätze (101, 102 ... 116) bilden im digitalen Layout-Plan jeweils einen Anfangs- Knoten aus, wobei jeder Anfangs-Knoten über eine Kante mit sowohl dem ersten End-Knoten (6) als auch dem zweiten End-Kno ten (7) verknüpft ist.
In einem ersten Teilschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mittels eines ersten Schwellwertes die initiale Grundmengen von Anfangs- Knoten bzw. Stellplät zen in Bezug auf die End-Knoten bzw. Tore (6, 7) ermittelt. Diese enthalten jeweils diejenigen Anfangs-Knoten bzw. Stellplätze, deren mit den End-Knoten (6, 7) ver bundene Kanten einen Entfernungs-Faktor aufweisen, der kleiner als der erste Schwellwert ist. Hieraus ergibt sich in Bezug auf Tor (6) eine initiale Grundmenge, umfassend die Stellplätze (109, 110, 113, 114), sowie in Bezug auf Tor (7) eine initiale Grundmenge, umfassend die Stellplätze (111 , 112, 115, 116). In Figur 1 sind diese beiden initialen Grundmengen als Kernareal (2) des ersten Tors (6) bzw. Kernareal (4) des zweiten Tors (7) visualisiert.
In einem zweiten Teilschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mittels ei nes zweiten Schwellwertes die initiale Erweiterungsmengen von Anfangs- Knoten bzw. Stellplätzen in Bezug auf die End-Knoten bzw. Tore (6, 7) ermittelt. Diese ent halten jeweils diejenigen Anfangs-Knoten bzw. Stellplätze, deren mit den End-Kno ten (6, 7) verbundene Kanten einen Entfernungs-Faktor aufweisen, der kleiner als der zweite Schwellwert ist. Hieraus ergibt sich in Bezug auf Tor (6) eine initiale Er weiterungsmenge, umfassend die Stellplätze (105, 106, 109, 110, 113, 114, 115), sowie in Bezug auf Tor (7) eine initiale Erweiterungsmenge, umfassend die Stell plätze (107, 108, 111, 112, 114, 115, 116). In Figur 1 sind diese beiden initialen Erweiterungsmengen als Erweiterungsareal (3) des ersten Tors (6) bzw. Erweite rungsareal (5) des zweiten Tors (7) visualisiert.
Die übrigen Stellplätze bzw. Anfangs- Knoten (101 , 102, 103, 104) gehören keiner initialen Grund- oder Erweiterungsmenge an. Diese im ersten und zweiten Teil schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelten Grund- bzw. Erweiterungs mengen werden als „initial“ bezeichnet, weil die Ermittlung dieser Mengen nur einmalig vor dem Start der eigentlichen Belastungsermittlung des Netzes von Transportwegen innerhalb der Lagereinrichtung (1) erfolgt.
Stellplätze, auf denen zu einem definierten Start-Zeitpunkt für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens keine Sendungen stehen, sind in Figur 1 weiß bzw. „ohne Füllfarbe“ dargestellt; Stellplätze, die zu diesem Start-Zeitpunkt mit einer Sen dung belegt sind, sind hingegen schwarz bzw. „mit Füllfarbe“ dargestellt. Somit ergibt sich also, dass die Positionen bzw. Stellplätze 102, 108, 112, 113, 114, 115, 116 mit Sendungen belegt sind; die übrigen Stellplätze sind frei.
In einem vierten Teilschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun für das erste Tor (6) bzw. für dessen End-Knoten eine Positionsmenge bestimmt, die alle zum vorgenannten Start-Zeitpunkt mit einer Sendung belegte Stellplätze bzw. An fangs-Knoten der Grundmenge bzw. des Kernareals (2) sowie mindestens einen zum vorgenannten Start-Zeitpunkt mit einer Sendung belegten Stellplatz bzw. An fangs-Knoten der Erweiterungsmenge bzw. des Erweiterungsareals (3) umfasst. Die Positionsmenge des ersten Tors (6) umfasst somit also die Stellplätze bzw. An fangs-Knoten (113, 114, 115). Aus den Transportvorgängen, die für einen Transport der auf diesen Stellplätzen (1135, 114, 115) liegenden Sendungen zum ersten Tor (6) benötigt werden, wird gemäß Teilschritt 5 des erfindungsgemäßen Verfahrens ein erster Teil-Lastenwert ermittelt.
Hierzu parallel oder konsekutiv wird in weiteren Teilschritten des erfindungsgemä ßen Verfahrens die Positionsmenge für das zweite Tor (7) bzw. für dessen End- Knoten bestimmt, welche alle zum vorgenannten Start-Zeitpunkt mit einer Sendung belegte Stellplätze bzw. Anfangs- Knoten der Grundmenge bzw. des Kernareals (4) sowie mindestens einen zum vorgenannten Start-Zeitpunkt mit einer Sendung be legten Stellplatz bzw. Anfangs-Knoten der Erweiterungsmenge bzw. des Erweite rungsareals (5) umfasst. Die Positionsmenge des zweiten Tors (7) umfasst somit also die Stellplätze bzw. Anfangs-Knoten (108, 112, 114, 115, 116). Aus den Trans- portvorgängen, die für einen Transport der auf diesen Stellplätzen (108, 112, 114, 115, 116) liegenden Sendungen zum zweiten Tor (7) benötigt werden, wird ein zwei ter Teil-Lastenwert ermittelt.
In einem abschließenden Teilschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird so dann aus den Teil-Lastwerten für das erste sowie das zweite Tor ein summarischer Lastwert ermittelt, der die Belastung des Netzes von innerbetrieblichen Transport wegen der Lagereinrichtung wiedergibt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur anwendbar auf Sendungen, die sich zum Start-Zeitpunkt gemäß Teilschritt 3 bereits tatsächlich physisch auf Stellplätzen bzw. Positionen innerhalb der Lagereinrichtung befinden, sondern es lassen sich auch für Sendungen, die sich erst im Zulauf auf die Lagereinrichtung befinden, Po sitionen bestimmen, bei denen ein optimierter Lastwert des Netzes von Transport wegen erreicht wird. Hierzu wird jeder im Zulauf befindlichen Sendung im Teilschritt 4 des Verfahrens eine eigene virtuelle Position in der Lagereinrichtung zugewiesen, die zunächst keiner physischen Position entspricht. Allen solchen virtuellen Positio nen werden zu allen Kernarealen aller Tore hinzugefügt. Nach Ende des Optimie rungsverfahrens steht somit fest, an welchem Tor die jeweilige noch im Zulauf be findliche Sendung einem späteren Zeitpunkt verladen werden soll. Die jeweilige vir tuelle Position der Sendung wird dann einer tatsächlichen physischen Position im Lager zugeordnet, die im Kernareal dieses Verladungstores liegt.
Bezugszeichenliste:
1 Lagereinrichtung
2 Kernareal des ersten T ors (6)
3 Erweiterungsareal des ersten Tors (6)
4 Kernareal des zweiten Tors (7)
5 Erweiterungsareal des zweiten Tors (7)
6 erstes Tor
7 zweites Tor
101 , 102 ... 116 Stellplätze

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung der Belastung eines Netzes von Transportwegen innerhalb einer räumlich gegen die Umgebung abgetrennten und über eine
Mehrzahl von Zugangspunkten (6, 7) mit der Umgebung in Verbindung stehenden Lagereinrichtung (1) durch Fahrrouten von Transportfahrzeu gen, wobei das Netz von Transportwegen durch einen gewichteten Gra phen repräsentiert ist, dessen Anfangs- Knoten durch innerhalb der Lager- einrichtung angeordnete Positionen (101, ... 116) zum Abstellen von mit tels der Transportfahrzeuge zu transportierender Sendungen und dessen End-Knoten durch die Zugangspunkte (6, 7) der Lagereinrichtung (1) gebil det sind sowie dessen Kanten mit jeweils einem die Entfernung zwischen dem jeweiligen Anfangs- und End-Knoten repräsentierenden Entfernungs- Faktor gewichtet sind, wobei das Verfahren folgende Teilschritte aufweist:
1) Ermitteln einer initialen Grundmenge (2, 4) von Anfangs- Knoten für je den End-Knoten (6, 7), welche mindestens eine mit dem End-Knoten verbundene Kante aufweisen, deren Entfernungs-Faktor unterhalb ei nes vorgebbaren ersten Schwellwertes liegt,
2) Ermitteln mindestens einer initialen Erweiterungsmenge (3, 5) von An fangs-Knoten für jeden End-Knoten (6, 7), welche mindestens eine mit dem End-Knoten verbundene Kante aufweisen, deren Entfernungs- Faktor unterhalb eines vorgebbaren zweiten oder weiteren Schwellwer tes liegt,
3) Ermitteln des aktuellen Belegungszustands aller Positionen (101, ... 116) mit den innerhalb der Lagereinrichtung lagernden Sendungen zu einem Start-Zeitpunkt,
4) Ermitteln einer ersten Positionsmenge für einen ersten End-Knoten (6), welche alle zum Start-Zeitpunkt mit einer Sendung belegten Anfangs- Knoten der Grundmenge (2) des ersten End-Knotens (6) und minde stens einen zum Start-Zeitpunkt mit einer Sendung belegten Anfangs- Knoten einer Erweiterungsmenge (3) des ersten End-Knotens (6) um fasst,
5) Ermitteln eines ersten Teil-Lastwertes für die Kanten des Netzes von Transportwegen, die durch Transportvorgänge verursacht werden, bei denen Transportfahrzeuge von den Anfangs-Knoten der ersten Positi onsmenge zum ersten End-Knoten (6) bewegt werden,
6) Wiederholen der vorgenannten Teilschritte 4 und 5 für jeden weiteren Endknoten (7) des Netzes von Transportwegen
7) Ermitteln eines summarischen Lastwertes aus den Teil-Lastwerten aller End-Knoten
2. Verfahren zur Ermittlung der Belastung eines Netzes von Transportwegen nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden End- Knoten (6, 7) der erste Schwellwert kleiner als der zweite oder weitere Schwellwert ist.
3. Verfahren zur Ermittlung der Belastung eines Netzes von Transportwegen nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Positi onsmenge durch einen vorgebbaren Grenzwert von Anfangs- Knoten der Erweiterungsmenge beschränkt wird.
4. Verfahren zur Ermittlung der Belastung eines Netzes von Transportwegen nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsmenge durch einen vorgebbaren Grenzwert aller Anfangs- Knoten beschränkt wird
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