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Rechts- und Wirtschaftswissenschaften | Produktion und Supply Chain Management | Prof. Dr. Christoph Glock 1

Seminar Industrielles Management

für Bachelor- und Masterstudierende – Wintersemester 2019/2020

Bachelor

1. Formulierung einer Simulationsstudie zur Untersuchung der unterschiedlichen Ansätze

zur Lösung des Economic Lot Scheduling Problems (ELSP)

Die simultane Losgrößen- und Reihenfolgeplanung unter Beachtung von Rüstzeiten bilden das

Zentrum des Economic Lot Scheduling Problem. Von besonderer Bedeutung ist das ELSP

insbesondere für die Prozessindustrie, da dort die verschiedenen Produkte anlageintensiv in

Reihenfertigung produziert werden und die Unternehmen sich langen Rüstzeiten mit den damit

verbundenen Rüstkosten gegenübersehen.

Ziel der Arbeit ist zunächst die Zusammenfassung und Auswertung der in der Literatur

verwendeten Datensätze (praktische als auch theoretische) sowie deren Ergebnisse, die zum

Vergleich der unterschiedlichen Heuristiken/Algorithmen zur Lösung des Economic Lot

Scheduling Problem (ELSP) herangezogen wurden. In einem weiteren Schritt soll eine

strukturierte Methodik herausgearbeitet werden, mit deren Hilfe es möglich wäre, eine

ausführliche Simulationsstudie in diesem Themengebiet durchzuführen.

Basisliteratur:

Chatfield, D. C. (2007): The economic lot scheduling problem: A pure genetic search approach,

in: Computers & Operations Research, 34, S. 2865-2881.

Elmaghraby, S. (1978): The Economic Lot Scheduling Problem (ELSP): Review and extensions,

in: Management Science, 24 (6), S. 587-598.

Law, A. M.; Kelton, W. D. (2014): Simulation Modeling and Analysis, Mcgraw-Hill Education –

Europe.

Betreuer: Fabian Beck

Orientierung: mathematisch, theoretisch, literaturorientiert


2. Systematischer Literaturüberblick zum Economic Lot and Supply Scheduling Problem

(ELSSP)

Das Economic Lot and Supply Scheduling Problem (ELSSP) tritt in der Distributions- und

Fertigungsindustrie auf. Das ELSSP beschäftigt sich dabei mit der gleichzeitigen Planung der

Produktion des Endprodukts sowie dem Wareneingang der Ausgangsmaterialien in einem

unendlichen Planungszeitraum, um die durchschnittlichen Lagerhaltungs-, Rüst- und

Transportkosten zu minimieren.

Ziel der Arbeit ist neben der allgemeinen Vorstellung des ELSSP und seinen Lösungsverfahren

insbesondere die genaue Betrachtung der Entwicklung der Forschungsstränge im ELSSP Bereich.

Basisliteratur:

Bae, H., Moon, I., Yun, W. (2014). Economic lot and supply scheduling problem: a time-varying

lot sizes approach. International Journal of Production Research, 52(8), 2422-2435.

Hochrein, S., Glock, C. (2012). Systematic literature reviews in purchasing and supply

management research: a tertiary study. International Journal of Integrated Supply Management,

7(4), 215-245.


Orientierung: mathematisch, theoretisch, literaturorientiert

3. Das Joint Economic Lot Size (JELS) Modell mit einem Käufer und mehreren Lieferanten:

Systematischer Literaturüberblick

Die zentrale Aufgabe des Supply Chain Management (SCM) stellt die ganzheitliche Analyse,

Planung, Steuerung und Kontrolle unternehmensübergreifender Wertschöpfungsprozesse dar. Im

Grundmodell der integrierten Losgrößenplanung werden ein Lieferant und ein Käufer

gemeinsam betrachtet, die eine aus Systemsicht kostenminimale Losgröße bestimmen. In realen

Planungssituationen als auch in der Literatur finden häufig noch weitere Lieferanten als auch

Käufer Berücksichtigung, sodass die Betrachtung nicht auf 1:1-Situationen beschränkt ist.

Das Ziel der Arbeit besteht darin, zunächst das JELS Modell allgemein vorzustellen und

anschließend die Literatur systematisch nach Arbeiten zu durchsuchen, die das JELS Modell mit

einem Käufer und mehreren Lieferanten betrachten. Die identifizierten Arbeiten sollen

anschließend klassifiziert und die Entwicklung der Forschungsstränge herausgearbeitet werden.

Basisliteratur:

Banerjee, A. (1986). A joint economic‐lot‐size model for purchaser and vendor. Decision

sciences, 17(3), 292-311.

http://inderscience.metapress.com/content/j1311n1735w488w3/





7(4), 215-245.


Orientierung: mathematisch, praxisorientiert, literaturorientiert

4. Energieeffiziente Maschinenbelegungsplanungen und deren Optimierungsverfahren

Aufgrund des wachsenden Interesses für nachhaltige und energieeffiziente Produktionsmög-

lichkeiten werden innerhalb klassischer Maschinenbelegungsplanung immer häufiger auch

Energieeffizienzzielgrößen berücksichtigt. Dazu soll in dieser Seminararbeit im ersten Schritt die

Literatur in strukturierter Weise nach Ansätzen zur Maschinenbelegungsplanung durchsucht

werden, welche neben traditionellen Zielgrößen der Maschinenbelegungsplanung auch

energetische Zielgrößen berücksichtigen. Im zweiten Schritt sollen die gefundenen Ansätze nach

selbst gewählten Kriterien klassifiziert und verglichen werden. Dabei sollen insbesondere die

unterschiedlichen Lösungsverfahren analysiert werden.

Basisliteratur:

Mokhtari, H., & Hasani, A. (2017). An energy-efficient multi-objective optimization for flexible

job-shop scheduling problem. Computers & Chemical Engineering, 104, 339-352.

Zanoni, S., Bettoni, L., & Glock, C. H. (2014). Energy implications in a two-stage production sys-

tem with controllable production rates. International Journal of Production Economics, 149, 164-

171.

Piroozfard, H., Wong, K. Y., & Wong, W. P. (2018). Minimizing total carbon footprint and total

late work criterion in flexible job shop scheduling by using an improved multi-objective genetic

algorithm. Resources, Conservation and Recycling, 128, 267-283.

Biel, K., & Glock, C. H. (2016). Systematic literature review of decision support models for ener-

gy-efficient production planning. Computers & Industrial Engineering, 101, 243-259.

Voraussetzung: gute Englischkenntnisse, gute Mathematikkenntnisse

Betreuer: Marc Füchtenhans

Orientierung: literatur- und modellorientiert

5. Nutzenanalyse des Internet der Dinge für moderne Produktions- und Lagersystem

Der neue Mobilfunkstandard 5G soll das mobile Internet schneller und zuverlässiger machen und

ermöglicht so gänzlich neue Anwendungen. Von Smart Industry, Smart Energy und der übrigen

vernetzten Welt der Dinge. 5G und das Internet der Dinge haben das Potential moderne Produk-

tions- und Lagersysteme, sowie deren Energieversorgung umzukrempeln.




Ziel dieser Seminararbeit besteht darin, die Literatur, die zu dem Thema der vernetzten Produk-

tions- und Lagersysteme existiert, in Form eines strukturierten Überblicks zusammenzufassen, zu

klassifizieren und kritisch zu bewerten. Dabei soll insbesondere analysiert werden, welche

technischen Systeme und Lösungen existieren und wie deren Potenziale in realen

Industrieanwendungen aussehen können.

Basisliteratur:

Pang, Z., Chen, Q., Han, W., & Zheng, L. (2015). Value-centric design of the internet-of-things

solution for food supply chain: Value creation, sensor portfolio and information fusion.

Information Systems Frontiers, 17(2), 289-319.

Yan, B., & Huang, G. (2009, August). Supply chain information transmission based on RFID and

internet of things. In 2009 ISECS International Colloquium on Computing, Communication,

Control, and Management (Vol. 4, pp. 166-169). IEEE.

Da Xu, L., He, W., & Li, S. (2014). Internet of things in industries: A survey. IEEE Transactions

on industrial informatics, 10(4), 2233-2243.

Glock, C. H., & Hochrein, S. (2011). Purchasing Organization and Design: a literature review.

Business Research, 4(2), 149-191.

Voraussetzung: gute Englischkenntnisse


Orientierung: Systematischer Literaturüberblick

6. Simulationsstudien in der Kommissionierung: Systematischer Literaturüberblick

Die arbeits- und zeitintensivste Aktivität der innerbetrieblichen Logistik ist der

Kommissioniervorgang. Darunter wird das Aufsuchen von bestimmten Lagerplätzen verstanden,

um dort Güter aufgrund von Kundenaufträgen zu entnehmen.

Immer häufiger werden auch Simulationsstudien und -software zur Planung von

Kommissioniermodellen verwendet.

Die Zielsetzung der Arbeit besteht darin, anhand einer ausführlichen und systematischen

Literaturanalyse den Stand der Forschung von Simulationsstudien für Kommissioniermodelle

vorzustellen und anhand von Inhalt, Methoden, usw. vergleichend zu bewerten.

Basisliteratur:

De Koster, R. et al. (2007): Design and control of warehouse order picking: a literature review,

in: European Journal of Operational Research 128, S. 481-501.

Law, A. M., Kelton, W. D., & Kelton, W. D. (1991). Simulation modeling and analysis (Vol. 2).

New York: McGraw-Hill.

Betreuer: Dr. Eric Grosse


7. Möglichkeiten der Berechnung von CO2-Emissionen und beispielhafte Anwendung auf

Lagerhaltungsprozesse

Der Ausstoß von Treibhausgasen in die Atmosphäre hat in den vergangenen Jahren

kontinuierlich zugenommen und mittlerweile ein neues Hoch erreicht. Hauptursache dafür ist

der anhaltende weltweite Verbrauch fossiler Brennstoffe, der zu einer immer stärker werdenden

Konzentration des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid führt. In der Vergangenheit wurden daher

Nachhaltigkeitskonzepte entwickelte, die in der Logistik vor allem auf dem Transport von Waren

beruhen. Andere Prozesse einer Supply Chain, wie z.B. die Lagerhaltung von Produkten, wurden

weniger berücksichtigt.

Vor diesem Hintergrund besteht die Zielsetzung der Arbeit darin, Möglichkeiten der Berechnung

von CO2-Emissionen aufzubereiten. Zur Veranschaulichung sollen die Prozesse der Lagerhaltung

dienen. Idealerweise erfolgt eine beispielhafte Quantifizierung der lagerbedingten Emissionen

anhand einer Excel-basierten Beispielrechnung.

Basisliteratur:

Piecyk, M. I., McKinnon, A.C., 2010. Forecasting the carbon footprint of road freight transport in

2010. International Journal of Production Economics, 128 (1), 31-42.

Dhooma, J., Baker, P., 2012. An exploratory framework for energy conservation in existing

warehouses. International Journal of Logistics Research and Applications, 15 (1), 37-51.

Marchant, C., Baker, P., 2010. Reducing the environmental impact of warehousing in: McKinnon,

A. et al. (Eds.), Green logistics: improving the environmental sustainability of logistics. Kogan

Page, London, pp. 167-192.


8. Das Picker Blocking Problem in der Kommissionierung: Systematischer

Literaturüberblick



um dort Güter aufgrund von Kundenaufträgen zu entnehmen.

Da in vielen Lagern eine hohe Platznutzung angestrebt wird, ist es nicht unüblich, das die Gänge

zwischen Regalen, durch die sich die Kommissionierer fortbewegen, schmal sind. Arbeiten

mehrere Kommissionierer in der gleichen Zone des Lagers, so kann es in der Folge zu Staus

kommen, wenn Mitarbeiter auf das gleiche Regal zugreifen wollen oder die Fortbewegung durch

die Gänge eingeschränkt wird. Derartige Staus werden auch als Picker Blocking bezeichnet und

können die Effizienz des Kommissioniervorgangs deutlich reduzieren.

Die Zielsetzung der Arbeit besteht darin, anhand einer ausführlichen und systematischen

Literaturanalyse den Stand der Forschung zum Picker Blocking vorzustellen und anhand von

Inhalt, Methoden, usw. vergleichend zu bewerten.


Basisliteratur:

De Koster, R. et al. (2007): Design and control of warehouse order picking: a literature review,

in: European Journal of Operational Research 128, S. 481-501.

Franzke, T., Grosse, E. H., Glock, C. H., & Elbert, R. (2017). An investigation of the effects of

storage assignment and picker routing on the occurrence of picker blocking in manual picker-to-

parts warehouses. The International Journal of Logistics Management, 28(3), 841-863.

Hong, S., Johnson, A. L., & Peters, B. A. (2012). Batch picking in narrow-aisle order picking

systems with consideration for picker blocking. European Journal of Operational Research,

221(3), 557-570.


9. Erweiterung einer Rechenstudie zur Minimierung der ergonomischen Belastung

während des Kommissionierens in U-förmigen Kommissionierlagern um weitere

Parameterausprägungen

Kommissionieren ist häufig mit hohen körperlichen Belastungen

des Kommissionierers verbunden, die zu muskuloskelettalen

Erkrankungen führen können. U-förmige Kommissionierlager

(siehe Abbildung 2) werden häufig in produktionsnahen

Umgebungen eingesetzt, in denen die zu kommissionierenden

Artikel besonders schwer sind, was diese Problematik weiter

verschärft. Ein von Diefenbach und Glock (2019) entwickelter

Algorithmus kann zur Bestimmung des

belastungsminimierenden Layouts und der

belastungsminimierenden Artikelzuweisung in U-förmigen

Kommissionierlagern eingesetzt werden. Die zur Demonstration des Algorithmus durchgeführte

Rechenstudie ist jedoch bezüglich der Parametervariation relativ eingeschränkt.

Ziel dieser Arbeit ist die Erweiterung der Rechenstudie um die Betrachtung weiterer

Parameterausprägungen – insbesondere alternativer anthropometrischer Daten des

Kommissionierers und alternative Gewichts- und Bedarfsverteilungen der Artikel. Dabei gilt es

auch den Lösungsalgorithmus eigenständig zu implementieren.

Basisliteratur:

Diefenbach, H., Glock, Christoph H. (2019): Ergonomic and economic optimization of

layout and item assignment of a U-shaped order picking zone. Unpublished results.

Garg, A., Chaffin, D. B., and Herrin, G. D. (1978). Prediction of metabolic rates for manual

materials handling jobs. American Industrial Hygiene Association Journal, 39(8):661–674.

Glock, C. H. and Grosse, E. H. (2012). Storage policies and order picking strategies in u-shaped

order-picking systems with a movable base. International Journal of Production Research,

50(16):4344–4357.

Abbildung 1: beispielh. belastungsminimierendes U-förm. Kommissionierlager (Diefenbach und Glock, 2019)


Voraussetzung: gute Kenntnisse in einer beliebigen Programmiersprache (bevorzugt Matlab

oder C#)

Betreuer: Heiko Diefenbach

Orientierung: mathematisch, Programmierung, OR-orientiert


während des Kommissionierens in U-förmigen Kommissionierlagern um alternative

ergonomisches Bewertungsverfahren

Kommissionieren ist häufig mit hohen körperlichen Belastungen

des Kommissionierers verbunden, die zu muskuloskelettalen

Erkrankungen führen können. U-förmige Kommissionierlager

(siehe Abbildung 2) werden häufig in produktionsnahen

Umgebungen eingesetzt, in denen die zu kommissionierenden

Artikel besonders schwer sind, was diese Problematik weiter

verschärft. Ein von Diefenbach und Glock (2019) entwickelter

Algorithmus kann zur Bestimmung des

belastungsminimierenden Layouts und der

belastungsminimierenden Artikelzuweisung in U-förmigen

Kommissionierlagern eingesetzt werden. Die zur Demonstration des Algorithmus durchgeführte

Rechenstudie beschränkt sich zur Bewertung der körperlichen Belastung auf ein einziges

ergonomisches Bewertungsverfahren.

Ziel dieser Arbeit ist die Erweiterung der Rechenstudie um die Bewertung der Belastung mit

geeigneten alternativen ergonomischen Bewertungsverfahren, die im Zuge der Arbeit zu

recherchieren sind. Dabei gilt es auch den Lösungsalgorithmus eigenständig zu implementieren.

Basisliteratur:

Diefenbach, H., and Glock, Christoph H. (2019): Ergonomic and economic optimization of

layout and item assignment of a U-shaped order picking zone. Unpublished results.



Glock, C. H. and Grosse, E. H. (2012). Storage policies and order picking strategies in u-shaped

order-picking systems with a movable base. International Journal of Production Research,

50(16):4344–4357.


oder C#)


Orientierung: mathematisch, Programmierung, OR-orientiert, kurze Literaturrecherche

Abbildung 2: beispielh. belastungsminimierendes U-förm. Kommissionierlager (Diefenbach und Glock, 2019)


Master

1. Lösung des Economic Lot Scheduling Problems mittels Artificial Bee Colony (ABC)

Algorithm – Literaturüberblick und Implementierung

Metaheuristiken sind allgemeine, im Wesentlichen nicht problemspezifische und somit

generische Prinzipien und Schemata zur Entwicklung und Steuerung heuristischer Verfahren.

Häufig kommen Metaheuristiken zur Lösung bei der simultanen Planung von Losgrößen und

Produktionsreihenfolgen zum Einsatz.

Das Ziel der Arbeit besteht darin, zunächst den Artificial Bee Colony (ABC) Algorithm allgemein

vorzustellen. Anschließend soll eine systematische Literaturrecherche durchgeführt werden und

der Einsatz des Artificial Bee Colony Algorithm zur Lösung des Economic Lot Scheduling

Problems (ELSP) aufgearbeitet werden. Am Ende soll schließlich das Verfahren im ELSP Kontext

implementiert und die Funktionsweise anhand von Zahlenbeispielen genauer aufgezeigt werden.

Basisliteratur:

Bulut, O., Tasgetiren, M.F. (2014). An artificial bee colony algorithm for the economic lot

scheduling problem. International Journal of Production Research, 52(4), 1150-1170.



7(4), 215-245.

Voraussetzung: Gute Mathematik Kenntnisse, Kenntnisse in Mathematica oder MS Excel


Orientierung: mathematisch, praxisorientiert, Programmierung

2. Lösung des Economic Lot Scheduling Problems mittels Ant Colony Algorithm (ACA) –

Literaturüberblick und Implementierung

Metaheuristiken sind allgemeine, im Wesentlichen nicht problemspezifische und somit

generische Prinzipien und Schemata zur Entwicklung und Steuerung heuristischer Verfahren.

Häufig kommen Metaheuristiken zur Lösung bei der simultanen Planung von Losgrößen und

Produktionsreihenfolgen zum Einsatz.

Das Ziel der Arbeit besteht darin, zunächst den Ant Colony (ACA) Algorithm allgemein

vorzustellen. Anschließend soll eine systematische Literaturrecherche durchgeführt werden und

der Einsatz des Ant Colony Algorithm zur Lösung des Economic Lot Scheduling Problems (ELSP)

aufgearbeitet werden. Am Ende soll schließlich das Verfahren im ELSP Kontext implementiert

und die Funktionsweise anhand von Zahlenbeispielen genauer aufgezeigt werden.




Basisliteratur:

Chandrasekaran, C., Rajendran, C., Chetty, O.V.K., Hanumanna, D. (2007). Metaheuristics for

solving economic lot scheduling problems (ELSP) using time-varying lot-sizes approach.

European Journal of Industrial Engineering, 1(2), 152-181.



7(4), 215-245.

Voraussetzung: Gute Mathematik Kenntnisse, Kenntnisse in Mathematica oder MS Excel


Orientierung: mathematisch, praxisorientiert, Programmierung

3. Die Festlegung der Betriebsstrategie von Energiespeichern

Die Energiesysteme moderner Fabriken werden aufgrund steigender Anforderungen immer

komplexer. Anforderungen an Speichersysteme sind hohe Leistungsanforderungen gepaart mit

schneller Reaktionszeit und einer hohen Anzahl an Zyklen. Dabei sind Speichersysteme zur

Entkopplung von Erzeugung und Bedarf nicht mehr wegzudenken, auch um

Bereitstellungsunsicherheiten erneuerbarer Energien abzufedern. Um diese Aufgabe möglichst

effizient zu erfüllen, müssen Betriebsstrategien für Energiespeicher festgelegt werden. Diese

bestimmen, wann ein Energiespeicher geladen und entladen wird. Dabei steigt die Komplexität

des Planungsproblems durch zeitvariante Energietarife zusätzlich.

Die Zielsetzung dieser Seminararbeit besteht darin, die Literatur nach quantitativen Ansätzen zur

Festlegung von Betriebsstrategien von Energiespeichern zu durchsuchen und die gefundenen

Ansätze nach selbst gewählten Kriterien zu klassifizieren und einzelne Ansätze beispielhaft zu

erläutern.

Basisliteratur:

Tan, Z. F., Ju, L. W., Li, H. H., Li, J. Y., & Zhang, H. J. (2014). A two-stage scheduling

optimization model and solution algorithm for wind power and energy storage system

considering uncertainty and demand response. International Journal of Electrical Power &

Energy Systems, 63, 1057-1069.

Yoon, Y., & Kim, Y. H. (2014). Charge scheduling of an energy storage system under time-of-use

pricing and a demand charge. The Scientific World Journal, 2014.

Weitzel, T., & Glock, C. H. (2018). Energy management for stationary electric energy storage

systems: A systematic literature review. European Journal of Operational Research, 264(2), 582-

606.

Glock, C. H., & Hochrein, S. (2011). Purchasing Organization and Design: a literature review.

Business Research, 4(2), 149-191.







4. Anwendung eines Genetischen Algorithmus zur Bestimmung optimaler Positionen von

Lichtquellen

Nachhaltigkeit stellt Unternehmen vor immer mehr Anforderungen. Dabei müssen Produktions-

und Lagereinrichtungen effizienter werden, um die CO2-Emissionen zu reduzieren. In diesem

Kontext muss auch die Beleuchtung betrachtet werden. Dabei müssen neben dem

Energieverbrauch aber auch Mindestanforderungen an die Beleuchtungsintensität berücksichtigt

werden. Um diese Ziele bestmöglich zu erfüllen wird häufig auf simulationsbasierte

Optimierungsverfahren zurückgegriffen.

Die Zielsetzung dieser Seminararbeit besteht darin, basierend auf der relevanten Literatur das

Konzept der Genetischen Algorithmen vorzustellen und für den vorgegebenen Anwendungsfall

(Castro et al., 2012) zu implementieren und diesen Implementierungsvorgang zu

dokumentieren. Außerdem soll an einem selbstgewählten numerischen Beispiel das Vorgehen

und die Funktion des Verfahrens erläutert werden.

Basisliteratur:

Castro, F., del Acebo, E., & Sbert, M. (2012). Energy-saving light positioning using heuristic

search. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 25(3), 566-582.

Sivanandam, S. N., & Deepa, S. N. (2007). Introduction to genetic algorithms. Springer Science

& Business Media.

Voraussetzung: gute Englischkenntnisse, gute Mathematikkenntnisse, Programmierkenntnisse


Orientierung: modellorientiert, implementierungsoriertiert

5. Merger & Akquisition (M&As) in Supply Chains

Heutzutage sind Supply Chains größer und komplexer als jemals zuvor. Gleichzeitig werden

durch den starken Wettbewerb immer effizientere Prozesse und Supply Chains verlangt. Auf die

Frage, wie Supply Chains im bestehendem Wirtschaftsumfeld noch effizienter gestaltet werden

können, werden immer auch Fusionen oder Übernahmen genannt. In der wissenschaftlichen

Literatur gibt es Ansätze zur Untersuchung der Auswirkungen von M&As auf die Supply Chain.

Die Zielsetzung der Arbeit besteht darin, die Literatur, die zu diesem Thema existiert, in Form

eines strukturierten Überblicks zusammenzufassen, zu klassifizieren und kritisch zu bewerten.

Dabei soll insbesondere die mathematische Modellierung und deren Lösungsmöglichkeiten in der

Literatur genauer betrachtet werden und beispielhaft erläutert werden.

Basisliteratur:

Glock, C. H., & Kim, T. (2015). The effect of forward integration on a single-vendor–multi-

retailer supply chain under retailer competition. International Journal of Production Economics,

164, 179-192.


Basco, S., & Mestieri, M. (2018). Mergers Along the Global Supply Chain: Information

Technologies and Routine Tasks. Oxford Bulletin of Economics and Statistics, 80(2), 406-433.

Cho, S. H. (2013). Horizontal mergers in multitier decentralized supply chains. Management

Science, 60(2), 356-379.

Nagurney, A., Woolley, T., & Qiang, Q. (2010). Multi‐product supply chain horizontal network

integration: models, theory, and computational results. International Transactions in Operational

Research, 17(3), 333-349.




6. Arbeitsschutz in der Kommissionierung: Implementierungsversuch in MS Excel VBA

Muskel-Skelett-Erkrankungen, insbesondere der Bereiche Hand-Arm-Schulter und Lendenwirbel

sind ein ebenso aktuelles wie akutes Thema im Bereich der manuellen menschlichen Arbeit. Zu

den Bereichen, in denen die meisten derartiger Verletzungen und Erkrankungen aufgrund

unergonomischer Arbeitsbedingungen vorkommen, zählen Waren- und Kommissionierlager.

Aufgrund der Unersetzlichkeit menschlicher Arbeit in den meisten Kommissionierlagern kommt

es dort häufig zu Verletzungen des Hand-Arm-Systems sowie der Lendenwirbel durch

Lastenhandhabung. Durch die Berücksichtigung von ergonomischen Aspekten bei der Vergabe

von Lagerplätzen in Kommissionierlagern kann das Verletzungsrisiko der Lagerarbeiter

verringert und die Arbeitsplatzqualität gesteigert werden.

Ziel der Arbeit ist es, anhand einer ausführlichen Literaturrecherche Prozesse in

Kommissionierlagern aufzuzeigen, die einem besonderen Verletzungsrisiko unterliegen. Der

Schwerpunkt der Arbeit soll darauf liegen, ein Modell zu entwickeln, in dem ergonomische

Aspekte bei typischen Kommissioniertätigkeiten berücksichtigt werden und dieses in Microsoft

Excel zu implementieren. Idealerweise erfolgt die Validierung des Modells anhand eines

Fallbeispiels. Das Excel-Tool ist Bestandteil der Arbeit.

Basisliteratur:

Gudehus, T. (2005): Logistik – Grundlagen, Strategien, Anwendungen. 3., neu bearbeitete

Auflage, Springer Verlag, Berlin et al.

Grosse, E. H., Glock, C. H., Jaber, M. Y., & Neumann, W. P. (2015). Incorporating human factors

in order picking planning models: framework and research opportunities. International Journal

of Production Research, 53(3), 695-717.

Stanton, N. et al. (2005): Handbook of Human Factors and Ergonomics Methods, CRC-Press.

Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (2001): Leitmerkmalmethode zur Erfassung

von Belastungen bei manuellen Arbeitsprozessen.



7. Planungsmodelle für die Person-zur-Ware Kommissionierung: Eine Inhaltsanalyse



um dort Güter aufgrund von Kundenaufträgen zu entnehmen. Aufgrund der hohen

Kostenwirkung der Kommissionierung haben sich Wissenschaftler in den vergangenen

Jahrzehnten intensiv mit Planungsmethoden zur Steigerung der Effizienz von

Kommissionierlagern beschäftigt. So wurden beispielsweise zahlreiche Modelle zur Layout-,

Lagerplatz- und Routenplanung in Kommissionierlagern entwickelt, welche die vom

Kommissionierer zurückzulegende Wegstrecke bzw. die für die Abwicklung von

Kommissionieraufträgen benötigte Zeit minimieren sollen.

Ziel der Arbeit ist, Fachliteratur zur Planung der manuellen Person-zur-Ware Kommissionierung

anhand einer systematischen Inhaltsanalyse (content analysis) auszuwerten, um beurteilen zu

können, welche Forschungsstränge bisher besonders berücksichtigt wurden.

Basisliteratur:

Ten Hompel, M. et al. (2011): Kommissionierung. Springer Verlag, Berlin Heidelberg.

De Koster, R.; Le-Duc, T.; Roodbergen, K.J. (2007): Design and control of warehouse order

picking: a literature review. European Journal of Operational Research 182 (2), S.481-501.

Cullinane, K.; Toy, N. (2000): Identifying influential attributes in freight route/mode choice

decisions: a content analysis. Transportation Research Part E 36, S. 41-53.

Grosse, E. H., Glock, C. H., & Neumann, W. P. (2017). Human factors in order picking: a content

analysis of the literature. International Journal of Production Research, 55(5), 1260-1276.


8. Erweiterung eines Cluster-Kommissionierung-Algorithmus um die Möglichkeit der

Fernsteuerung des Kommissionierfahrzeugs

Bei der Cluster-Kommissionierung bewegt sich der

Kommissionierer mittig durch die Regalgänge eines Lagers und

führt dabei ein Kommissionierfahrzeug (z.B. einen

Niederhubkommissionierer) mit sich. Der Kommissionierer

stoppt dabei das Kommissionierfahrzeug wiederholt

gangmittig und lädt die jeweils umliegenden Artikel zu Fuß (d.h. ohne das Fahrzeug

mitzuführen) ein, wie schematisch in Abbildung 1 dargestellt ist. Zur Bestimmung der

kommissionierzeitminimierenden Stopps existiert ein effizienter Algorithmus von Goetschalckx

und Ratliff (1988). Neuere Kommissionierfahrzeuge bieten die Option ferngesteuert vom

Kommissionierer bewegt zu werden.

Das Ziel der Seminararbeit ist die Erweiterung des Algorithmus von Goetschalckx und Ratliff

(1988) um die Berücksichtigung dieser Möglichkeit und dessen Implementierung. Darüber

Abbildung 3: schematische Darstellung von Cluster-Kommissionierung (Goetschalckx und Ratliff,1988)


hinaus soll mit einer kurzen Rechenstudie untersucht werden, welche Effizienzgewinne

fernsteuerbare Kommissionierfahrzeuge ermöglichen.

Basisliteratur:

Goetschalckx, M., & Ratliff, H. D. (1988). An efficient algorithm to cluster order picking items in

a wide aisle. Engineering Costs and Production Economics, 13(4), 263-271.

o. V. (2014): Crown: Prozessoptimierung, in: Beschaffung aktuell, 04/2014, S. 37.


oder C#)




während des Be- und Entladens von Routenzügen um alternative ergonomische

Bewertungsverfahren

Routenzüge werden in der Intralogistik eingesetzt, um Produktionsstationen mit Teilen zu

versorgen, die in Transportboxen transportiert und in nahegelegenen Zwischenlagern gelagerten

werden. Ein Routenzug bestehen in der Regel aus einem kleinen elektrisch betriebenen

Zugfahrzeug, dem mehrere kleine mit Regalen bestückte Waggons angehängt sind. In den

meisten Fällen werden sie von einem menschlichen Fahrer gesteuert, der vielfach auch für die

Be- und Entladung der Waggons zuständig ist. Aufgrund der dabei anfallenden Tätigkeiten,

insbesondere der Hub- und Senktätigkeiten, kann der Fahrer erheblichen körperlichen

Belastungen ausgesetzt sein, die zu muskuloskelettalen Erkrankungen führen können. Ein von

Diefenbach et al. (2019) entwickelter Algorithmus ermöglicht die Auffindung eines

belastungsminimierenden Beladungsplans des Rutenzugs. Die zur Demonstration des

Algorithmus durchgeführte Rechenstudie beschränkt sich zur Bewertung der körperlichen

Belastung auf ein einziges ergonomisches Bewertungsverfahren.

Ziel dieser Arbeit ist die Erweiterung der Rechenstudie um die Bewertung der Belastung mit

geeigneten alternativen ergonomischen Bewertungsverfahren, die im Zuge der Arbeit zu

recherchieren sind. Dabei gilt es auch den Lösungsalgorithmus eigenständig zu implementieren.

Basisliteratur:

Diefenbach, H., Emde, S., and Glock, C. H. (2019). Loading tow trains ergonomically for just-in-

time part supply. Unpublished results.




Voraussetzung: Interesse an OR-nahen Problemstellungen, gute Kenntnisse in einer beliebigen

Programmiersprache (bevorzugt Matlab oder C#)


Orientierung: mathematisch, Programmierung, OR-orientiert, kurze Literaturrecherche


während des Be- und Entladens von Routenzügen um weitere Parameterausprägungen

Routenzüge werden in der Intralogistik eingesetzt, um Produktionsstationen mit Teilen zu

versorgen, die in Transportboxen transportiert und in nahegelegenen Zwischenlagern gelagerten

werden. Ein Routenzug bestehen in der Regel aus einem kleinen elektrisch betriebenen

Zugfahrzeug, dem mehrere kleine mit Regalen bestückte Waggons angehängt sind. In den

meisten Fällen wird er von einem menschlichen Fahrer gesteuert, der vielfach auch für die Be-

und Entladung der Waggons zuständig ist. Aufgrund der dabei anfallenden Tätigkeiten,

insbesondere der Hub- und Senktätigkeiten, kann der Fahrer erheblichen körperlichen

Belastungen ausgesetzt sein, die zu muskuloskelettalen Erkrankungen führen können. Ein von

Diefenbach et al. (2019) entwickelter Algorithmus ermöglicht die Auffindung eines

belastungsminimierenden Beladungsplans des Rutenzugs. Die zur Demonstration des

Algorithmus durchgeführte Rechenstudie beschränkt sich auf die Betrachtung einer einzigen

Gewichtsverteilung der Teile und nur zwei unterschiedliche Ausprägungen der

anthropometrischen Daten des Fahrers.

Ziel dieser Arbeit ist die Erweiterung der Rechenstudie um die Betrachtung weiterer

Parameterausprägungen – insbesondere alternativer anthropometrischer Daten des Fahrers und

alternative Gewichtsverteilungen der Transportboxen. Dabei gilt es auch den Lösungsalgorithmus

eigenständig zu implementieren.

Basisliteratur:

Diefenbach, H., Emde, S., and Glock, C. H. (2019). Loading tow trains ergonomically for just-in-

time part supply. Unpublished results.




oder C#)



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