Performance Evaluation of Material Flow Systems in Discrete Time

Dipl.-Wi.-Ing. Marc Schleyer
Prof. Dr.-Ing. Kai Furmans 
Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme (IFL),Universität Karlsruhe (TH)

Im folgenden Beitrag werden zeitdiskrete analytische Methoden vorgestellt mit Hilfe deren Informations- und Materialflüsse in logistischen Systemen analysiert und bewertet werden können. Bestehende zeitdiskrete Verfahren sind jedoch auf die Bearbeitung und Weitergabe in immer gleichen Mengen („One Piece Flow“) beschränkt. Vor allem in Materialflusssystemen kommt es bedingt durch die Zusammenfassung von Aufträgen, durch Transporte und durch Sortiervorgänge zur Bildung von Batches. Daher wurden analytische Methoden entwickelt, die es ermöglichen verschiedene Sammelprozesse, Batchankünfte an Ressourcen, Batchbearbeitung und Sortieren von Batches analytisch abzubilden und Leistungskenngrößen zu deren Bewertung zu bestimmen. Die im Rahmen der Entwicklungsarbeiten entstandene Software-Lösung „Logistic Analyzer“ ermöglicht eine einfache Modellierung und Analyse von praktischen Problemen. Der Beitrag schließt mit einem numerischen Beispiel.
The purpose of this contribution is to introduce a framework of model elements and associated computation methods in order to evaluate information flow and physical processes in material flow systems. We extend available discrete time queueing models by new models for batch processes which are very common in material flow systems. The proposed models for the analysis of batch processes are: Batch building under the capacity rule, batch building under the timeout rule, batch building under the minimum batch size rule, G/G/1-queue with batch arrivals, G/G[K,K]/1-queue, G/G[L,K]/1-queue, and batch split. In the context of our research we provide a Software-Solution called the “Logistic Analyzer” which is well-suited for the application to practical problems. Advantages and disadvantages of the proposed solution compared to simulation are discussed.  The paper concludes with a numerical case.