Materialfluss-Systeme für den Stückgut-Transport auf der Basis von Stetigförderern sind meist modular aufgebaut. Das Verhalten gleichartiger Materialfluss-Elemente unterscheidet sich durch technische Parameter (z.B. geometrische Größen) und durch unterschiedliche logistische Belastungen der Elemente im System. Durch die in der Arbeit getroffenen Modellannahmen werden für die Elemente nur lokale Steuerungsregeln zugelassen und für das System Blockierfreiheit vorausgesetzt. Das Verhalten eines Materialfluss-Elements hängt dann nicht mehr von Zuständen anderer Elemente des Systems ab sondern nur noch von den stochastischen Prozessen des Eintreffens von Transporteinheiten. Die Auslastung eines Elements, die Quantile der Warteschlangenlängen an seinen Eingängen und die Variationskoeffizienten seiner Abgangsströme sind statistische Kenngrößen. Sie hängen im Wesentlichen nur von der Klasse des Elements, seinen technischen Parametern, den Parametern der Eingangsströme und der lokalen Transportmatrix ab. Diese funktionellen Abhängigkeiten sind im Allgemeinen nicht analytisch handhabbar. Da diese Funktionen stetig differenzierbar und beschränkt sind und von relativ viele Eingansgrößen anhängen, sind neuronale Netze gut geeignet für numerische Näherungen. Mit Hilfe von einfachen neuronalen Netzen können die statistischen Kenngrößen numerisch approximiert werden. Aus einzelnen Teilmodellen kann ein hybrides Modell des gesamten Systems zusammengesetzt werden. Anhand von einigen Beispielen wird die Güte der Modellierung bewertet. / Material flow systems are normally built with a modular structure. The behavoir of similar elements only differs by technical parameters (e.g. geometriy), and by different logistic loads of the elements in the system. In this paper, a new model is being developed for a non-blocking system with non-global control rules. The behavior of a flow of a material flow element is assumed not to depend on the conditions of other elements of the system, but only on stochastic processes of the arrival of transportation units. The rate of utilization of an element, the quantiles of the queue lengths at its inputs, and the dispersion of its output stream are statistic characteristics. They depend only on the type of the element, its technical parameters, the parameters of the input streams, and the local transportation matrix. These functional dependencies are not analytically manageable. But due to their properties, neural nets are well suited for numeric approximations of these statistic functions. The single models can be used to compose a hybrid model of the whole system. A few examples show the quality of the new modeling technique.

Auf die Automobilindustrie wirken unterschiedliche Kräfte und eine Vielzahl weiterer Einflüsse. Das Auftreten von Veränderungen im Unternehmensumfeld, die eine Reaktion auf Ebene der Produktionszahlen bedürfen wird zunehmend kurzfristiger. Die bestehenden automobilen Fabriksysteme sind zu starr, um auf den hoch dynamischen Weltmarkt angemessen reagieren zu können. Ansätze zur Verbesserung der Ausgangslage für bestimmte Abschnitte wurden bereits erarbeitet und in einigen punktuellen Pilotanlagen umgesetzt. Zur Erfüllung der immer komplexeren Anforderungen in der Materialflusstechnik bedarf es jedoch einer Optimierung als Gesamtsystem, um eine Durchgängigkeit der Veränderlichkeit zu gewährleisten. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung wird ein solch ganzheitlicher Ansatz entwickelt. Dafür werden zunächst die Herausforderungen in der Weltwirtschaft und der Automobilindustrie im Speziellen analysiert. Einen besonderen Themenschwerpunkt bilden dabei die verschiedenen Ebenen der Veränderlichkeit. Mit der Ableitung von Prämissen unter Beachtung der gestellten Anforderungen kann eine Ordnung verschiedener Fördertechnologien erfolgen. Darauf bauend wird ein Modell entwickelt, das als Leitfaden zur Erarbeitung eines flexiblen Materialflusssystems für zukünftige Automobilproduktionen dient. Um dem Anspruch der fabrikübergreifenden Anwendbarkeit des Modells Rechnung zu tragen, erfolgt im letzten Schritt die Modellvalidierung anhand einer Fahrzeug-Fertigung in einem Brownfield-Werk.

The Photovoltaic Industry is at a crossroads for change. Improving the sustainability of this complex system requires a thorough understanding of the entire life cycle of the solar module production. The product life cycle is thereby divided into the value added steps of raw material extraction, outsourced production, in-house production, operation, and recycling. Furthermore, the following report distinguishes between social, ecological, and economic sustainability. The report offers a compacted matrix with all parts of sustainability and each life cycle stage in order toshow companies of the photovoltaic industry the sensible areas. This should be a first step for improving the sustainability in the whole life cycle of a solar module.

Materialfluss-Systeme für den Stückgut-Transport auf der Basis von Stetigförderern sind meist modular aufgebaut. Das Verhalten gleichartiger Materialfluss-Elemente unterscheidet sich durch technische Parameter (z.B. geometrische Größen) und durch unterschiedliche logistische Belastungen der Elemente im System. Durch die in der Arbeit getroffenen Modellannahmen werden für die Elemente nur lokale Steuerungsregeln zugelassen und für das System Blockierfreiheit vorausgesetzt. Das Verhalten eines Materialfluss-Elements hängt dann nicht mehr von Zuständen anderer Elemente des Systems ab sondern nur noch von den stochastischen Prozessen des Eintreffens von Transporteinheiten. Die Auslastung eines Elements, die Quantile der Warteschlangenlängen an seinen Eingängen und die Variationskoeffizienten seiner Abgangsströme sind statistische Kenngrößen. Sie hängen im Wesentlichen nur von der Klasse des Elements, seinen technischen Parametern, den Parametern der Eingangsströme und der lokalen Transportmatrix ab. Diese funktionellen Abhängigkeiten sind im Allgemeinen nicht analytisch handhabbar. Da diese Funktionen stetig differenzierbar und beschränkt sind und von relativ viele Eingansgrößen anhängen, sind neuronale Netze gut geeignet für numerische Näherungen. Mit Hilfe von einfachen neuronalen Netzen können die statistischen Kenngrößen numerisch approximiert werden. Aus einzelnen Teilmodellen kann ein hybrides Modell des gesamten Systems zusammengesetzt werden. Anhand von einigen Beispielen wird die Güte der Modellierung bewertet. / Material flow systems are normally built with a modular structure. The behavoir of similar elements only differs by technical parameters (e.g. geometriy), and by different logistic loads of the elements in the system. In this paper, a new model is being developed for a non-blocking system with non-global control rules. The behavior of a flow of a material flow element is assumed not to depend on the conditions of other elements of the system, but only on stochastic processes of the arrival of transportation units. The rate of utilization of an element, the quantiles of the queue lengths at its inputs, and the dispersion of its output stream are statistic characteristics. They depend only on the type of the element, its technical parameters, the parameters of the input streams, and the local transportation matrix. These functional dependencies are not analytically manageable. But due to their properties, neural nets are well suited for numeric approximations of these statistic functions. The single models can be used to compose a hybrid model of the whole system. A few examples show the quality of the new modeling technique.

In der Intralogistik führen technologieabhängig gekoppelte, drehzahlvariable Mehrmotorensysteme zu hohen Schwankungen im elektrischen Leistungsbedarf, der u.a. von der transportierten Gütermenge abhängt. Aufgrund der Überlappung der Lastanforderungen einzelner Verbraucher entstehen beträchtliche Lastmaxima, die das Versorgungsnetz belasten und eine Überdimensionierung der Infrastruktur erfordern. Ein räumlich ausgedehnter Gleichspannungsverbund in Kombination mit einem Energiespeichersystem sowie die Anpassung der Steuerung bieten Lösungen zur Verringerung der Netzanschlussleistung und des Energiebedarfs. Darüber hinaus ermöglichen solche Systeme eine effektive Rückgewinnung von potentieller und Bremsenergie. Am Beispiel eines Lagersystems mit Regalbediengeräten wird ermittelt, welche Reduktion des Netzleistungsbedarfs und Energieverbrauchs erreicht werden kann. Dabei werden ebenfalls die Auswirkungen auf die Durchsatzleistung des Systems untersucht. Dazu kommen Modelle des Bewegungsablaufes, der Komponenten der Antriebsstränge mit Abbildung von Mechanik, Getriebe, Motoren, Umrichter und der Speicher in einem Materialflussmodell zum Einsatz. Die Materialflusssimulationsumgebung wird dazu um die kontinuierlichen Modelle zu einem kombinierten Systemmodell erweitert und leistungsbegrenzende Steuerungsansätze im Zusammenwirken mit dem erweiterten Gleichspannungsverbund sowie den elektrischen Speichersystemen analysiert. Abschließend erfolgt die Ermittlung der Wirtschaftlichkeit der einzelnen Lösungen. Das Ergebnis ist ein Verfahren zur effizienten Betriebsweise von Intralogistiksystemen sowie eine Methode zur Dimensionierung eines räumlich ausgedehnten Gleichspannungsverbunds mit elektrischem Speicher. Zusammenfassend werden wirtschaftliche Maßnahmen identifiziert, die elektrische Lastmaxima reduzieren, die Schwankungen in der externen Energieversorgung verringern und die Energieeffizienz von Intralogistiksystemen verbessern. / In intralogistics, technologically linked, variable-speed multi-motor systems cause high fluctuations in electrical power demand due to variations in the amount of transported goods. These fluctuations often result in overlapping load demands by various consumers, which strain the supply network and require overdimensioning of infrastructure. To address this issue, a physically extended DC link, in combination with an energy storage system as well as adapted control, can reduce both grid power demand and energy consumption while allowing for the recovery of potential and braking energy. To evaluate the achievable reduction of grid power and energy demand, models were developed for individual components such as drive trains with motor, inverter, storage, axis coordination and material flow simulation with sequence control. An example of a warehouse system with storage and retrieval machines was used to determine the effects on throughput performance. To achieve this, the material flow simulation environment was extended to a combined system model, and performance-limiting control approaches were analyzed in interaction with the extended DC link and storage. Subsequently, economic feasibility of the individual solutions was determined. The result is a procedure for efficient operation of intralogistics systems and a methodology for dimensioning a physically extended DC link with electrical storage. The overall objective was to identify economic solutions that reduce electrical load peaks, balance external energy supply, and make intralogistics systems more energy-efficient. In conclusion, this study identifies economically viable solutions that can reduce electrical load peaks, balance external energy supply, and improve energy efficiency of intralogistics systems.

Kompetenzzellenbasierte (regionale) Netze stellen besondere Anforderungen an die Modellierung, Planung und Gestaltung der Logistikstrukturen. Für die Logistikstrukturmodellierung werden ein generischer Beschreibungsrahmen für produktionslogistische soziotechnische Systeme, Definitionen u.a. zum zentralen Begriff Logistikstruktur sowie ein 3-Ebenen-Modell und Strukturtypen für eine vertiefende Materialflussanalyse und -synthese bereitgestellt. Für die Logistikstrukturplanung wird darauf aufbauend mit der Methode der Integrativen Prozess- und Systemstrukturierung (IPSS) eine Methode zur Behandlung von Strukturierungsproblemen konzipiert, die sowohl speziell für kompetenzzellenbasierte Netze als auch allgemein für Produktions- und Logistiksysteme angewandt werden kann. Für die Logistikstrukturgestaltung werden unter Modell- und Methodenverwendung Szenarien sowie Gestaltungs- und Vorzugslösungen für den Materialfluss abgeleitet. / Competence-cell based (regional) networks put special requirements on the modelling, planning and design of logistics structures. For the modelling of logistics structures, a generic description framework for production logistic sociotechnical systems, definitions for, amongst others, the central term logistics structure as well as a 3-layer-model and structure types for a more detailed material flow analysis and synthesis are provided. For the planning of logistics structures, the Method of Integrative Process and System Structuring (IPSS) is developed as a method for handling structuring problems. It can be applied especially to Competence-cell based networks as well as generally to production and logistics systems. For the design of logistics structures, scenarios as well as design and preference solutions for the material flow are derived.

Kompetenzzellenbasierte (regionale) Netze stellen besondere Anforderungen an die Modellierung, Planung und Gestaltung der Logistikstrukturen. Für die Logistikstrukturmodellierung werden ein generischer Beschreibungsrahmen für produktionslogistische soziotechnische Systeme, Definitionen u.a. zum zentralen Begriff Logistikstruktur sowie ein 3-Ebenen-Modell und Strukturtypen für eine vertiefende Materialflussanalyse und -synthese bereitgestellt. Für die Logistikstrukturplanung wird darauf aufbauend mit der Methode der Integrativen Prozess- und Systemstrukturierung (IPSS) eine Methode zur Behandlung von Strukturierungsproblemen konzipiert, die sowohl speziell für kompetenzzellenbasierte Netze als auch allgemein für Produktions- und Logistiksysteme angewandt werden kann. Für die Logistikstrukturgestaltung werden unter Modell- und Methodenverwendung Szenarien sowie Gestaltungs- und Vorzugslösungen für den Materialfluss abgeleitet. / Competence-cell based (regional) networks put special requirements on the modelling, planning and design of logistics structures. For the modelling of logistics structures, a generic description framework for production logistic sociotechnical systems, definitions for, amongst others, the central term logistics structure as well as a 3-layer-model and structure types for a more detailed material flow analysis and synthesis are provided. For the planning of logistics structures, the Method of Integrative Process and System Structuring (IPSS) is developed as a method for handling structuring problems. It can be applied especially to Competence-cell based networks as well as generally to production and logistics systems. For the design of logistics structures, scenarios as well as design and preference solutions for the material flow are derived.