Planung und Steuerung von Sortersystemen

• Antragsteller: Professor Dr. Nils Boysen; Professor Dr. Dirk Briskorn
• Fachliche Zuordnung: Verkehrs- und Transportsysteme, Intelligenter und automatisierter Verkehr ; Accounting und Finance ; Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 280446905

Sortersysteme bilden den Kern vieler Umschlagterminals, z.B. bei Paketdienstleistern. In der wissenschaftlichen Literatur wird die Planung und die Steuerung solcher Systeme jedoch nur unzureichend behandelt. Es gibt lediglich Arbeiten zur Leistungsanalyse solcher Systeme; diese haben zumeist jedoch eine stark aggregierenden Perspektive. Die Ansätze zur Steuerung von Prozessen an Umschlagterminals, die in der Vergangenheit entwickelt wurden, betrachten das Sortersystem als Black Box mit einem statischen Verhalten. Hierbei kommt zu kurz, dass die Leistung des Sortersystems (z.B. der Durchsatz) durch eine geeignete Koordination von Zu- und Abflüssen beeinflusst werden kann. Dies betrifft verschiedene Planungsebenen. 1. Bei der Layoutplanung werden die Positionen und Abstände der Eingänge in das Sortersystem bestimmt. Bei Sortersystemen mit mehreren Hierarchieebenen ist zu entscheiden wie viele Verbindungen es zwischen den einzelnen Sortern gibt und wo diese positioniert sind.2. Bei der Festlegung der konkreten Zu- und Abflüsse (Die Pakete aus welchem Flugzeug werden über welchen Eingang in das System eingeschleust? Wo werden die zu füllenden Container entlang des Sortersystems positioniert?) werden Transportdistanzen und Überlappung von Transportwegen verschiedener Flüsse festgelegt.3. In der kurzfristigen Planung muss entschieden werden, ob ein Paket, das eingeschleust werden soll, auf die nächste frei Schale gelegt wird (und diese damit an folgenden Eingängen blockiert) oder ob die Schale für ein Paket aus einem anderen Eingang freigehalten werden soll.Diese Fragestellungen wurden in der Literatur bisher nur in zwei unserer eigenen Papiere betrachtet. Das Ziel dieses Projektes ist, diese Forschungslücke zu schließen, indem wir uns in einem Bottom-Up Ansatz zunächst auf Teilprobleme zurückziehen und für diese effiziente Verfahren entwickeln. Schrittweise werden dann übergeordnete Problemstellungen angegangen wobei hier die Erkenntnisse, die für untergeordnete Teilprobleme bereits erlangt wurden, in die Lösungsfindung einfließen. Am Ende dieses Prozesses steht ein System zur integrierten Planung und Steuerung für die beschriebenen Sortersysteme.Das methodische Spektrum, das im Rahmen des Projektes zum Einsatz kommen wird, umfasst Techniken der linearen, ganzzahligen und gemischt-ganzzahligen Programmierung, der angewandten Informatik (z. B. Graphentheorie), des Scheduling, der Spieltheorie und der Komplexitätstheorie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen