ZAIK - Gruppe Faigle/Schrader: Forschungstransfer/Projekte/Transportkransteuerung

Steuerung einer Transportkrananlage

Bei vielen praktischen Schedulingproblemen muß neben der Festlegung der Maschinenbelegungszeiten auch das Problem der Transporte der Werkstücke zwischen den einzelnen Maschinen gelöst werden. Eine gängige Technologie zur Abwicklung solcher Transporte ist eine Krananlage, bei der sich die Krane auf einer über den Maschinen befindlichen gemeinsamen Schiene bewegen.

Theoretische Ergebnisse zur Lösung des Problems werden in der Arbeit "On the scheduling of one-dimensional transport systems" vorgestellt.

In einem Projekt, das wir derzeit zusammen mit der Vodafone TeleCommerce GmbH durchführen, übertragen wir diese Ergebnisse auf allgemeinere Krananlagen. Seit dem letzten Berichtszeitraum wurde von uns ein Verfahren entwickelt, das Krane einer Transportkrananlage in einer Stahlgießanlage bei den Hüttenwerken Krupp-Mannesmann routet. Das Verfahren basiert auf einer "Greedy"-Strategie und benutzt eine von einem Disponenten vorgegebene Zuweisung der Transporte zu den Kranen. Derzeit wird es in der taktischen und strategischen Planung zur Simulation von Arbeitsabläufen eingesetzt.

Schematische Seitenansicht einer Krananlage.
Es existieren vier Krane, von denen sich drei auf einer Schiene befinden (Oberkrane), während der vierte eine eigene Schiene benutzt.

In einem laufenden Nachfolgeprojekt soll die Entscheidung darüber, welcher Kran welchen Transport durchführt, automatisiert und als Vorstufe des Routings in das Verfahren integriert werden. Dafür wurden Methoden entwickelt, mit denen sich Konflikte zwischen Kranzuweisungen erkennen und auflösen lassen (zu den Konflikten zählen z. B. unzulässige Überholvorgänge oder eine Überbelegung von Kranen). Konfliktauflösungen bestehen meist in einer zeitlichen Verschiebung der betroffenen Transporte und werden enumeriert; eine natürliche Einschränkung der dabei entstehenden (und i. a. exponentiellen) Lösungsmenge ergibt sich z. B. durch vorgegebene Reihenfolgebeziehungen zwischen verschiedenen Transporten, die in allen Lösungen eingehalten werden müssen.

Bei der praxisnahen Modellierung wurde auf ein größtmögliches Maß an Flexibilität geachtet. Auch das erweiterte Verfahren soll zunächst zur Simulation von Arbeitsabläufen dienen; demnächst ist ein Online-Einsatz vor Ort angestrebt.

Projektleiter: Prof. Dr. R. Schrader schrader@zpr.uni-koeln.de Projektmitarbeiter: Dipl.-Math. Thomas Epping epping@zpr.uni-koeln.de Christian Gießelbach giessel@zpr.uni-koeln.de Oliver Klein oklein@zpr.uni-koeln.de