Algorithmen zur Optimierung von Routenzügen mit SAP - FLEXUS AG

Algorithmen zur Optimierung von Routenzügen mit SAP

 

Heuristik im Einsatz 

Algorithmen zur Optimierung von Routenzügen mit SAP
 


Heuristik in der SAP Logistik

In der Industrie und Ihrer Logistik - ob zwischen den Werken oder innerbetrieblich - werden Effizienz und Rentabilität zunehmend durch Just-in-Time-Lieferungen und hohe Produktionsmengen gewährleistet. Gleichzeitig werden immer komplexere Produkte hergestellt, was die Vielschichtigkeit der Produktions- und Lieferketten stetig erhöht.

Es lässt sich bereits erahnen, dass diese beiden Entwicklungen negativ voneinander abhängig sind. Dies wird noch deutlicher, wenn man sich die mathematischen Grundlagen der Warenflussoptimierung ansieht, die natürlich sowohl die Verteilung der Komponenten in der Produktion als auch die Verteilung der Komponenten an den Endverbraucher betreffen. Tatsächlich ist das zugrundeliegende Problem NP-schwer; mit anderen Worten, wenn man es präzise lösen will, braucht man viel Zeit oder viel Rechenleistung.

Heuristik im praktischen Einsatz bei Routenzügen

Der Einsatz von Heuristiken, d.h. Näherungslösungen stellt in den meisten Fällen die beste Option dar. Es ist der häufigste und vielversprechendste Ansatz für die Warenflussoptimierung mit SAP, da oft schon eine starke Verbesserung ausreicht, wenn die Software im Gegenzug dazu eine kurze Laufzeit hat und somit mit Lastspitzen und einem allgemeinen Lastanstieg gut umgehen kann. Die Flexus AG hat speziell für die Intralogistik und die Optimierung von Routenzügen mit SAP eine eigene Lösung auf Basis von Heuristiken entwickelt.

Grundlegendes Framework/Modell der Flexus Routenzugsteuerung

RouteOptimizer

Zunächst wurde hierzu ein Rahmenwerk für die Abbildung von Schleppzügen entwickelt. Es besteht im Wesentlichen aus einem Zeitmodul für das Entladen/Beladen von Transportaufträgen, einem Zeitmodul für jeden Halt und einem Fahrzeitmodul. Darüber hinaus konnte die Infrastruktur genutzt werden, die durch frühere Flexus-Projekte geschaffen wurde.

Besonders erwähnenswert ist hier der RouteOptimizer. Mit Hilfe dieses Tools kann das Areal des Kunden in einer Karte als Art Straßennetz für sämtliche Ressourcen unter anderem den Routenzug gepflegt werden. Zusätzlich kann ein Schichtenmodell und ein Anhängerschema direkt in SAP hinterlegt und unterstützt werden.

(Meta-)Heuristiken

Basierend auf dem resultierenden Modell kann eine erste Lösung generiert werden. Transportaufträge werden in Touren organisiert und für eine einstellbare Anzahl von Routenzügen eingeplant.

Diese erste Planung ist bereits brauchbar, aber noch weit davon entfernt, optimiert zu sein. Dies erfolgt jetzt anhand der eigentlichen Heuristik.

Derzeit wird ein Algorithmus aus der Klasse der heuristischer Suchalgorithmen verwendet, um die Ausgangslösung schrittweise zu verbessern. Für jeden aktuellen Lösungszustand werden benachbarte Lösungen erzeugt, d. h. es wird eine Kopie der aktuellen Lösung erstellt, die minimale Änderungen enthält (z. B. Transportauftrag wird einer anderen Runde zugewiesen). Diese benachbarten Lösungen werden nun ausgewertet und die beste Lösung ausgewählt. Auf diese Weise wird die Terminierung iterativ verbessert.

Heuristik

Einsatz der erstbesten Lösung in der Praxis

Um die Ausführungszeit zu verbessern, kann die erstbeste Lösung, die gefunden wurde, anstelle der besten Lösung verwendet werden. Insbesondere wenn die Laufzeit als Optimierungskriterium verwendet wird, kann dieser Ansatz vorteilhafter sein.

Dies erklärt sich dadurch, dass Verbesserungen im Durchschnitt häufiger akzeptiert werden, auch wenn es sich nicht um die besten Verbesserungen handelt. Das heißt, die Verbesserung erfolgt eher stetig als in "Schüben".

Soft Contraints als Bewertungsbasis

Was ein "gutes" Scheduling bzw. Planen ist, wird durch eine einstellbare Bewertung geregelt. Dies definiert einen sogenannten Soft Constraint. Das liegt daran, dass die resultierenden Planungsschätzungen einen möglichst hohen Wert erreichen sollen, dass ein solcher hoher Wert aber von der Situation abhängt und daher nicht direkt als harte Vorgabe gesetzt werden kann.

Optimieren Sie Routenzüge nach Ihren Anforderungen

Die intuitivste Planungsabschätzung ist die Gesamtstreckenlänge, d. h. bei zwei Plänen mit gleichem Transportauftrag, erhält der Plan, bei dem der Routenzug eine kürzere Strecke zurücklegen muss, die beste Bewertung.

Natürlich können Sie sich mit den richtigen Einstellungen auch darauf konzentrieren, so wenig Routenzüge wie möglich auf einmal zu verwenden, alle Fälligkeiten einzuhalten, so wenig Verspätungen wie möglich zu generieren oder eine Kombination aus den Kriterien. Diese Filtermöglichkeiten können individuell auf Ihre Anforderungen direkt im SAP System angepasst werden. Darüber hinaus bietet diese Struktur auch die Möglichkeit, sich durch Hinzufügen von kundenspezifischen Hard-Constraints perfekt an beliebige Bedürfnisse anzupassen. So ist z.B. ein separates Verfahren für den Transport von Gefahrgut möglich.

Autor - Dominik Grasser
Autor - Dominik GrasserKI Entwickler
Im Rahmen seiner Tätigkeit bei Flexus optimiert er mit den passenden Optimierungsalgorithmen die Intralogistik unserer Kunden. Dies findet vor allem Anwendung bei der Optimierung von Staplern, Routenzuglogiken und der effizienten Steuerung von AGVs.

KONTAKT

Haben Sie Fragen oder wünschen weitere Informationen?
Kontaktieren Sie uns, unsere Experten beraten Sie gerne.

Newsletter

Melden Sie sich heute noch für unseren Newsletter an und informieren sich über aktuelle Trends und Technologien in der SAP

Newsletter Anmeldung

Folgen Sie uns auf

Wir nutzen Cookies auf unserer Website. Einige von ihnen sind essenziell für den Betrieb der Seite, während andere uns helfen, diese Website und die Nutzererfahrung zu verbessern (Tracking Cookies). Sie können selbst entscheiden, ob Sie die Cookies zulassen möchten. Bitte beachten Sie, dass bei einer Ablehnung womöglich nicht mehr alle Funktionalitäten der Seite zur Verfügung stehen.