Parametrierung eines Simulationsmodells für forminstabile Kleinsendungen mittels paralleler Bayes’scher Optimierung

Abstract

Steigende Sendungszahlen in der Kurier-, Express- und Paket (KEP) Branche und ein Wandel im Sendungsspektrum von quaderförmigen Kartonagen hin zu forminstabilen Kleinsendungen stellen Hersteller und Betreiber von Sortieranlagen vor große Herausforderungen. Bestehende Anlagen werden den aktuellen Anforderungen häufig nicht mehr gerecht. Während der Einsatz von Physiksimulationen zur Entwicklung neuer Anlagen heute bereits gängige Praxis ist, sind diese für die Modellierung forminstabiler Kleinsendungen ungeeignet. Kürzlich wurde ein neuartiger Simulationsansatz für forminstabile Kleinsendungen entwickelt. Die vorliegende Arbeit erweitert diesen Ansatz durch Parametrierung der Simulationsparameter und Validierung der Simulationsergebnisse. Zunächst wurden die Bewegungstrajektorien und Durchlaufzeiten von vier verschiedenen Kleinsendungstypen auf drei Versuchsständen mit verschiedenen Fördertechnik-Modulen, wie Gurt- und Röllchenförderern bei unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten ermittelt. Anschließend wurde ein Simulationsmodell für einen der Versuchsstände erstellt und bestehende Modelle für zwei Sendungstypen integriert. Durch eine umfassende Parameteruntersuchung wurdend die Parameter mit dem größten Einfluss auf die Simulationsergebnisse identifiziert. Mittels paralleler Bayes'scher Optimierung wurden die optimalen Parameterwerte, bei denen die Unterschiede zwischen den simulierten und den realen Bewegungstrajektorien minimiert werden, ermittelt. Abschließend wurden die Simulationsmodelle anhand zusätzlicher unabhängiger Realversuche validiert. Dabei lagen die Simulationsergebnisse deutlich innerhalb der Schwankungsbreite dieser Versuche.