Optimierung von automatischen Lagerkransystemen auf Containerterminals

verfasst von: Ulf Speer

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Ulf Speer entwickelt zwei Optimierungsverfahren fur die Reihenfolgeplanung von verschiedenen automatischen Lagerkransystemen und vergleicht sie quantitativ anhand eines Simulationsmodells. Dabei zeigt sich insbesondere beim integrierten Ansatz ein riesiges Potential, eine gute Robustheit gegen betriebliche Störungen und eine hohe Praxisrelevanz der Ergebnisse. Schwerpunkte der Arbeit bilden die Darstellung der Planungsprobleme an Containerterminals sowie die Untersuchung und Kombination verschiedener Optimierungsverfahren und Detaillierungsgrade. Anhand einer Simulation mit praxisnahen Daten und Annahmen vergleicht der Autor Kransysteme und Optimierungsverfahren.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Chapter 1. Einleitung

Zusammenfassung

Containerterminals erfüllen heute eine wichtige Funktion in den internationalen Transportketten. Initiiert durch den Einzug des Containers in den Welthandel Ende der 60er Jahre, begann eine Entwicklung, die durch die Globalisierung und die daraus resultierenden stark wachsenden Warenströme in den folgenden Jahrzehnten unterstützt wurde. Heute ermöglichen riesige Containerschiffe, die zum Teil mehr als 20.000 TEU (TEU steht für twenty-foot equivalent unit) transportieren können (vgl. Abbildung 1), einen umfangreichen Warenaustausch zwischen den Kontinenten. Die Leistungsfähigkeit und Effizienz, mit der diese internationalen Transportketten heute funktionieren, sind ohne die Verwendung von Containern kaum vorstellbar.

Ulf Speer

Chapter 2. Containerterminals

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird das Umfeld der untersuchten Optimierungsprobleme beschrieben. Dazu werden zunächst die Umschlagsprozesse auf einem Containerterminal in Abschnitt 2.1 dargestellt. In Abschnitt 2.2 wird der allgemeine Aufbau eines Terminals skizziert und in Abschnitt 2.3 folgt eine Beschreibung der häufig eingesetzten Geräte mit ihren jeweiligen Besonderheiten und Kombinationsmöglichkeiten.

Ulf Speer

Chapter 3. Planungsprobleme am Containerterminal

Zusammenfassung

In diesem Abschnitt werden die an Containerterminals auftretenden Planungsprobleme beschrieben. Dazu wird in Abschnitt 3.1 zunächst eine Übersicht über diese Planungsprobleme gegeben und es erfolgt eine Klassifizierung sowie eine Literaturübersicht. Anschließend wird in Abschnitt 3.2 auf die zu optimierenden Ressourcen und auf die Optimierungsziele eingegangen.

Ulf Speer

Chapter 4. Problemdefinition und Algorithmenauswahl

Zusammenfassung

Nachdem im vorherigen Kapitel die Planungsprobleme eines Containerterminals beschrieben wurden, werden in diesem Kapitel die Ziele der vorliegenden Arbeit, die bereits in der Einleitung in Kapitel 1 erwähnt wurden, noch einmal detailliert beschrieben, eingeordnet und abgegrenzt. Außerdem werden die behandelten Optimierungsprobleme definiert und eine Auswahl möglicher Algorithmen zur Lösung vorgenommen. Dazu wird in Abschnitt 4.1 zunächst erläutert, warum die RMGs aufgrund der Entwicklung der letzten Jahre zunehmen d zum Engpass von automatischen Containerterminals werden und hier ein besonderer Optimierungsbedarf besteht.

Ulf Speer

Chapter 5. Simulationsumgebung

Zusammenfassung

Zur Bewertung und zum Vergleich der beiden im vorstehenden Kapitel erläuterten Optimierungsansätze wird ein diskretes, ereignisorientiertes Simulationsmodell verwendet [136, 182]. Die simulationsgestützte Untersuchung des Schedulings von Geräten eines Containerterminals findet sich auch in zahlreichen anderen Veröffentlichungen (z.B. [7, 151]), denn aufgrund der hohen Komplexität der betrachteten Planungsprobleme und der dynamischen Wechselwirkungen zwischen den zahlreichen Komponenten und Steuerungssystemen eines Containerterminals erscheint eine analytische Bewertung nicht möglich [87, 180].

Ulf Speer

Chapter 6. RMG-Optimierung eines Lagerblockes

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird ein Optimierungsansatz für die Optimierung eines einzelnen Lagerblockes vorgestellt und untersucht. Wie bereits in Abschnitt 4.5 beschrieben, wird dabei das Ziel verfolgt, die Prozesse des betrachteten Lagerblockes und das Verhalten der RMGs möglichst detailliert abzubilden. Anschließend wird mit Hilfe der Simulation untersucht, inwieweit dieser Ansatz zu einer Verbesserung bezüglich der Optimierungsziele führt und bis zu welchem Detaillierungsgrad sich eine genaue Abbildung des Kranverhaltens im Rahmen des Schedulings lohnt. Aufgrund der Echtzeitproblematik (vgl. Abschnitt 3.1.1) werden dabei auch die Rechenzeiten einbezogen.

Ulf Speer

Chapter 7. Verfahren zur integrierten Transportoptimierung

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird nun ein Optimierungsansatz für das in Abschnitt 4.6 beschriebene Problem der integrierten Transportoptimierung erarbeitet. Die Ergebnisse des vorherigen Abschnitts zeigen, dass das Zusammenspiel der RMGs mit dem Horizontaltransport bei den synchronen Übergaben auch bei einer detaillierten Optimierung der einzelnen RMG-Blöcke noch erhebliche Wartezeiten auf Seiten des Horizontaltransports aufweist. Offenbar ist bei der synchronen Übergabe eine sehr sorgfältige Optimierung der Geräte erforderlich, damit keine Wartezeiten entstehen.

Ulf Speer

Chapter 8. Kombination und Vergleich beider Ansätze

Zusammenfassung

Das wesentliche Ziel dieses Kapitels besteht darin, die beiden Optimierungsansätze, die in den Kapiteln 6 und 7 entwickelt und untersucht wurden, miteinander zu vergleichen. Da es sich um zwei recht gegensätzliche Ansätze handelt, ist zu erwarten, dass beide sowohl Stärken als auch Schwächen haben. Sollte sich dies bewahrheiten, stellt sich unmittelbar die Frage, ob es möglich ist, beide Ansätze zu kombinieren, um die Stärken zu vereinigen.

Ulf Speer

Chapter 9. Zusammenfassung und Ausblick

Zusammenfassung

Zum Abschluss der vorliegenden Arbeit werden nun die Ergebnisse zusammengefasst. Anschließend werden die Grenzen der entwickelten Ansätze bewertet und Aspekte aufgegriffen, die in der Arbeit nicht erschöpfend behandelt wurden und bei denen Potential für weitere Forschung gesehen wird.

Ulf Speer

Backmatter

Titel: Optimierung von automatischen Lagerkransystemen auf Containerterminals
verfasst von: Ulf Speer
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-17270-1
Print ISBN: 978-3-658-17269-5
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-17270-1