Innovative Werkzeuge zur Optimierung von

Innovative Werkzeuge zur
Optimierung von Materialflussund Logistikprozessen
Prof. Dr. Wilfried Krug, Direktor IT-Management, [email protected]
LogiMAT
Fachforum Digitale Logistik
29. März 2006 Stuttgart
ASIM Forum LogiMAT
Stuttgart, März 06
Agenda
1.
Welches Aufgabenspektrum in der Logistik löst DUALIS ?
2.
Anforderungen an innovative Werkzeuge der Digitalen Logistik
3.
Architekturkonzept zur Simulation und Optimierung
4. Anwendungserfahrungen
5. Ausblick
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Stuttgart, März 06
Simulations- und optimierungsbasierte
Materialfluss- und Logistikplanungen
Betrachtung verschiedenster Produktions- und Logistikszenarien bereits in
frühen Planungsphasen mit Simulation und Optimierung
Aussagen zu Anlagen- und Pufferauslastung
Puffer- und Lagerdimensionierung
Konzeption von Transport- und Versandnetzen
Beherrschung von Produktionsspitzen
Betrachtung verschiedener Schichtmodelle
Ergebnisse
=> Validierung
geplanter Produktions- und Logistikprozesse
=> Maximierung
=>
der Ressourcenauslastung und Termintreue
Optimierung (Minimierung) der Produktions-und Logistikkosten
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Intergrativer prozessorientierter Lösungsansatz
unter Nutzung von Data Mining -Technologien
Optimierungs-
Eingangsgrößen
parameter
- Au ftragsreihenfolge
- Ressourceneinsatz
- Rezeptvorschlag
.
.
- Auftrag svorrat
- Prozeßparameter
- Rezept e
.
.
--
Optimierung
Simulation
--
Graphisch
Interaktive
Bedienung
PPS
ERP
M anueller . ....
Entwurf
Realer Prozess
- Bewertung der Z ielkriterien
- Ermittlung von
Verbesserungen mit
mathematisch
fundierte n Strategien
ISSOP
Bewertu ng von O ptimie rung sv orschläg en
Erfüllungsgrad der
Zielkrite rien
- Termine
- Auslast ung
- Kosten
- Durchlaufzeiten
.
.
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Optimierte
- Auft ragsbearbeitung
- Anlagenbelegung
- Rüs tzeiten
- Mitarbeitereinsatz
.
.
Ma nuell operati ve Eingri ffe
PPS
DB
QuickGantt
Data
Mining
Agenda
1.
Welches Aufgabenspektrum in der Logistik?
2.
Anforderungen an innovative Werkzeuge der Digitalen Logistik
3.
Architekturkonzept zur Simulation und Optimierung
4. Anwendungserfahrungen
5. Ausblick
ASIM Forum LogiMAT
Stuttgart, März 06
Wissensakquisition in der Digitalen
Logistik
DATAMINING
Toolset
Logistikproblem
Datenselektion
Datentransformation
Wissens
-akquise
Datenbasis
Evaluierung
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Modellbildung
Simulation
Optimierung
Plattform für Digitale Logistik
in der Simulation und Optimierung
Softwaretool - Plattform
GENMOD
WEBSERVICE
OPTLERN
KMU-Netzwerk
1
Spezielle
Clients
KMU 1...n
7
3
JSP
2
SUCHSTRAT
5
BEWERT
4
GENSIM
6
LERNPRO
Servlet
WEB-SERVICE
XML
VALPRO
DATAMINING TOOLSET:
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LOGDAT
VERDAT
ENTON
PRÜFDAT
Generischer Modellierer GENMOD
Simulation und Modellvalidierung aus Logistikdaten
LOGDAT
GENSIM
Pufferflächen
Transporter
Einlesen der
Modellbeschreibung
VERDAT
Fahrstrecken
Verbauorte
VALPRO
Generisches Erzeugen
eines Simulationsmodells
PRÜFDAT
Prozeßketten
Stückliste
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Ablaufsimulation
ENTON
Optimierer mit Lernprozess OPTLERN
BEWERT
LERNPRO
SUCHSTRAT
Ausführung für das jeweils
zugeteilte Zeitquantum der
Suchstrategien S1-Sn
Aktualisierung und Migration
von Kandidatenlösungen
Übergang zur nächsten Zeitscheibe
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Zielfunktionsevaluierung
Kandidatenlösungspool pi ∈ P
Γ(p*)
Agenda
1.
Welches Aufgabenspektrum in der Logistik ?
2.
Anforderungen an innovative Werkzeuge der Digitalen Logistik
3.
Architekturkonzept zur Simulation und Optimierung
4. Anwendungserfahrungen
5. Ausblick
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Architektur zur Simulation und
Optimierung mit DATAMINING TOOLSET
OPTLERN
Lern- und Adaptionssystem
Auswahl, Bewertung und Steuerung der Optimierungsverfahren
OPTVHYBRID
Parameteraustausch und -steuerung zwischen den Verfahren
OPTV1
Statisches
Modell
OPTV2
OPTV3
OPTV4
OPTV5
Universelle
Parameterschnittstelle
DATAMINING
TOOLSET
SQL
explizite
Zielfunktion
Dynamisches
Modell
OPTV6
OPTV7
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GENMOD
Kooperative Suche mit OPTLERN
Arbeitsweise von OPTVHYBRID
Regelwerk zur Kooperation der Optimierungs-Strategien
Informationsaustausch steigert die Effizienz der Suche
Lokales Verfahren
Globales Verfahren
1. bisher untersuchter
Suchraum
3. andere Verfahren suchen hier
nach mögl. Verbesserungen
2. eine beliebige Strategie findet
zufällig eine Verbesserung
Verlauf der Zielfunktion (1-dim)
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Verlauf der Zielfunktion (1-dim)
Agenda
1.
Welches Aufgabenspektrum in der Logistik ?
2.
Anforderungen an innovative Werkzeuge der Digitalen Logistik
3.
Architekturkonzept zur Simulation und Optimierung
4. Anwendungserfahrungen
5. Ausblick
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Stuttgart, März 06
Lagerbestands- und Prognoseoptimierung in
einem Metallverarb. Unternehmensverbund
– OPTIMIERUNG–
OPTLERN
Stammdaten,
Kundendaten
u.a.
aus Datenbasis
des
Unternehmensverbunds
und
Verifizierung mit
Data Mining
LOGDAT
Verbrauchsprognosen
aus Datenbasis
VERDAT
HistorienDaten
Termine VERDAT
& Mengen
-SIMULATION–
-GENMOD
Planungssystem
– PROGNOSE–
BedarfsprognoseOptimierung
700.000,00
600.000,00
500.000,00
400.000,00
kg
Euro
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Lagerbestandsoptimierung
300.000,00
200.000,00
100.000,00
1
4
7
10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52
Kostensenkung/Rationalisierung der Materialwirtschaft und Logistik -PapierfabrikverbundZielsetzungen für eine Simulations- und
Optimierungsbasierte Lösung
• Reduzierung des Fahrweges im Anlieferverkehr
• Optimierung des Lagernutzungsgrades
• Reduzierung der Anzahl der Lagerorte (Zählpunkte)
• Optimierung der Fahrwege des innerbetrieblichen Transports
• Optimierung der Fahrwege Lagerort ↔ Verbrauchsort
• Optimierung des Wareneingangs
• Keine Materialbuchungen durch Mitarbeiter der Produktion
• Zuführungsbedingungen für Produktion durch Lagerlogistik
ASIM Forum LogiMAT
Stuttgart, März 06
Datengewinnung aus Datenbasis
einem Papierfabrikverbund
Datenselektion für
LOGDAT u.GENMOD
•
Datenbasis der Papierfabrik
•Layoutdaten
•Materialflußzuordnungsdaten
•Produktgruppendaten
•
Stücklistendaten
•Einsatz von Rohstoffen
•Verbrauch von Verpackungen
•
Produktionsprogrammdaten
•Belegung von Produktionsmaschinen
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Generische Modellbildung einer Papierfabrik
Layout des Logistikprozesses aus LOGDAT
ASIM Forum LogiMAT
Stuttgart, März 06
Optimierungsergebnisse einer Papierfabrik
Ergebnisse für Logistikplanung: Alternative 2
Neubau RHB-Zentrallager ca. 1.300 qm
WE-Zone
Lagerlager
Kommi-Zone
ca. 150 PAL-Plätze
ca. 1.250 PAL-Plätze
ca.
50 PAL-Plätze
ca. 1.450 PAL-Plätze
Neubau RHB-Zentrallager
•
•
•
•
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Stuttgart, März 06
Lager 1 Stockwerk (Ebenerdig)
Bestückt mit konventionellen Regalen
3-Ebenen Regale
Gangbreite 3,60 m
Optimierungsergebnisse einer Papierfabrik
Ergebnisse für Logistikplanung: Alternative 3
Neubau RHB-Zentrallager ca. 1.300 qm
WE-Zone
Lagerlager
Kommi-Zone
ca. 150 PAL-Plätze
ca. 1.250 PAL-Plätze
ca.
50 PAL-Plätze
ca. 1.450 PAL-Plätze
Neubau RHB-Zentrallager
•
•
•
•
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Stuttgart, März 06
Lager 1 Stockwerk (Ebenerdig)
Bestückt mit konventionellen Regalen
3-Ebenen Regale
Gangbreite 3,60 m
Agenda
1.
Welches Aufgabenspektrum in der Logistik ?
2.
Anforderungen an innovative Werkzeuge der Digitalen Logistik
3.
Architekturkonzept zur Simulation und Optimierung
4. Anwendungserfahrungen
5. Ausblick
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OPTLERN- Integration in Web-Plattform
OPTLERN.NET
OPTLERN als .NET-Assembly für C#, VB.NET etc.
Transparente Modellbeschreibungen in XML
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Sensitivitätsanalyse mit OPTLERN
OPTLERN.SENSIT
Für besonders groß dimensionierte Probleme
Automatisches Identifizieren „unsensitiver“ Parameter
Schnellere Optimierung durch Eingrenzung des Suchraumes
ohne Qualitätsverlust der Lösung
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Vielen Dank.
DUALIS GmbH IT Solution
Tiergartenstrasse 32
D-01219 Dresden
Tel. 0351/47791 - 0
Fax 0351/47791-99
www.dualis-it.de
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Stuttgart, März 06