Intralogistik: Effiziente Materialflüsse

Im Bereich der Intralogistik beschäftigen wir uns mit zwei zentralen Themenfeldern:

• Simulationstechnische Analyse, Planung und Optimierung von Materialfluss- und Intralogistiksystemen
• Einsatz von Künstlicher Intelligenz, insbesondere Machine Learning, zur Optimierung logistischer Prozesse

Durch die Verbindung von Simulation und KI können neue Steuerungskonzepte erforscht und Strategien getestet werden, bevor sie in realen Anlagen umgesetzt werden.

Im Bereich der Simulation für Forschungs- und Industrieprojekte sowie in der Lehre verwendet das IFT die Simulationssoftware Plant Simulation und AnyLogic.

Im Bereich der Simulation von Materialflusssystemen befassen wir uns mit der simulationsgestützten Planung, Analyse und Optimierung von Intralogistiksystemen.

Dabei werden folgende Simulationsprogramme benutzt:

• Plant Simulation:
  • Vielzahl an vordefinierten Bausteinen
  • Intuitive Modellierungsmöglichkeiten
  • Einfache, gut verständliche Programmiersprache (SimTalk)
  • 3D-Visualisierung für realitätsnahe Darstellungen
    ⇒ Einfache Abbildung gängiger intralogistischer Prozesse

• AnyLogic
  • Unterstützung verschiedener Modellierungsparadigmen (Multimethodenmodellierung)
  • Kombination von ereignisorientierter, agentenbasierter und systemdynamischer Modellierung
  • Java-basiert und dadurch sehr flexibel bei der Kopplung mit Hardware oder anderen Softwaresystemen
    ⇒ Untersuchung und Abbildung komplexer Prozesse, z. B. im Bereich von Fahrerlosen Transportsystemen

Durch die unterschiedlichen Stärken der beiden Programme kann so je nach Anwendungsfall das passende Simulationsprogramm für die Bearbeitung der Problemstellung genutzt werden.

Im Projekt HaProLoK wurden beispielsweise verschiedene Stell- und Regelgrößen des produktionslogistischen Systems mit Plant Simulation untersucht. Diese beeinflussen sowohl interne Abläufe als auch externe Faktoren und haben damit einen erheblichen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit eines Produktionsunternehmens.

Wie in vielen Forschungsbereichen, ist auch in der Simulation die Frage nach einer geeigneten Nutzung von Algorithmen der Künstlichen Intelligenz (KI) in den Vordergrund gerückt. Die Verknüpfung von Simulation und KI bietet sich an, da durch Simulationsmodelle Daten generiert werden können, auf Basis derer die Algorithmen lernen.

Haben Sie Interesse an einer simulativen Analyse Ihres Materialflussprozesses?

Neben der Möglichkeit für Forschungskooperationen bieten wir Dienstleistungen in folgenden Bereichen an:

• Marktüberblick über Materialflusssimulatoren
• Simulationsstudien
• Workshop im Bereich der Materialflusssimulation

Unsere Mitarbeitenden verfügen über mehrjährige Erfahrung bei der Erstellung von Simulationsmodellen. Bei Interesse melden Sie sich gerne für ein unverbindliches Gespräch bei Frau Aya Ounissi. 

Das Institut für Fördertechnik und Logistik untersucht, wie moderne Methoden der Künstlichen Intelligenz in der Logistikforschung angewendet werden können. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf Deep Reinforcement Learning (DRL). Es werden hierbei die Möglichkeiten erforscht, wie die Steuerung des Materialflusses durch die Methodik verbessert werden kann.

Die Arbeit stützt sich auf folgende Ansätze:

• Simulation (z. B. in Plant Simulation, AnyLogic, Python) als Datenquelle für das Training von RL-Algorithmen und zur Entwicklung von Policies bzw. Steuerungsstrategien.
• Erprobung von Strategien in virtuellen Modellen, bevor reale Systeme angepasst werden.

So lässt sich beispielsweise evaluieren, wie sich unterschiedliche Regel- oder Stellgrößen in der Lagerlogistik oder im Materialfluss verhalten, bevor diese in einer realen Anlage getestet werden.

Im Rahmen des Projekts ALPHA wird aktuell ein autonomes Blocklager für Paletten entwickelt. Ziel ist es, mittels DRL-basierter Lagerstrategien nicht nur den Betrieb effizienter zu gestalten, sondern auch den CO₂-Fußabdruck zu reduzieren und den Energieverbrauch zu optimieren. 

Damit zeigt das IFT, wie Reinforcement Learning und Simulation zusammenwirken können, um komplexe logistische Systeme flexibel, ressourcenschonend und effizient zu betreiben sowie neue Steuerungskonzepte zu erforschen, die mit klassischen Methoden allein nur schwer realisierbar wären.

Lehre

Für Studierende bieten wir im Rahmen des Moduls Planung und Simulation in der Logistik die beiden Vorlesungen Simulation und Visualisierung in der Intralogistik sowie Planung logistischer Systeme an, in der die jeweiligen Grundlagen vermittelt werden. In allen Themenumfeldern werden regelmäßig studentische Arbeiten vergeben. Wenn Sie interessiert sind, wenden Sie sich gerne an Frau Aya Ounissi.