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Controlling robotic mobile fulfillment systems and further topics in decision support
Ort / Verlag
Paderborn
Erscheinungsjahr
2019
Verknüpfte Titel
Beschreibungen/Notizen
Tag der Verteidigung: 15.04.2019
ger: Diese Arbeit beschäftigt sich vorwiegend mit Robotic Mobile Fulfillment Systems (RMFS), welche eine neue Art speziell für den E-Commerce Bereich entwickeltes Ware-zu-Mann System darstellen. Die mobilen Roboter oder auch Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) bringen transportfähige Regale, sogenannte Pods, zu den Arbeitsstationen, an welchen Material ein- bzw. ausgelagert wird. Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Entscheidungsproblemen, welche für den effizienten Einsatz eines RMFS bewältigt werden müssen, sowie Methoden zum Studium dieser. Zu diesem Zweck wird eine detaillierte, ereignisorientierte Simulation beschrieben und zur weiteren Verwendung als Open Source Software zur Verfügung gestellt. Weiterhin wird das entwickelte Simulationsmodell verwendet um neuartige Pfadplanungsverfahren unter Berücksichtigung kinematischer Anforderungen sowie Entscheidungsmechanismen für Kernplanungsprobleme im Betrieb von RMFS zu analysieren. Darüber hinaus wird eine neuartige Methode aus dem Bereich Warteschlangentheorie entwickelt und angewandt um effiziente Regeln für den Betrieb eines RMFS unter sich verändernden Bedingungen abzuleiten. Ein weiterer Teil dieser Arbeit untersucht den Nutzen neuer Steuerungsmöglichkeiten, welche sich aus sich ständig bewegenden Regalen (und damit auch Inventar) ergeben. Über den Bereich RMFS hinaus enthält diese Arbeit weitere aus Kollaborationsmöglichkeiten entstandene Arbeiten zum übergeordneten Thema Entscheidungsunterstützung. Diese beschäftigen sich mit weiteren Anwendungen und unterstützenden Methoden im Bereich Algorithm Configuration, sowie heuristischen Entscheidungsverfahren für die Crew Rostering und Container Loading Probleme.
eng: This thesis focuses on Robotic Mobile Fulfillment Systems (RMFS), which are a new type of parts-to-picker order fulfillment system, designed especially for e-commerce warehouses. The mobile robots or automated guided vehicles (AGV) bring movable shelves, called pods, to workstations where inventory is put on or removed from the pods. The main focus of this thesis is on decision problems arising in the control of RMFS and methods for studying them. A detailed discrete event simulation model is proposed and made available as open source software for the purpose of studying dynamic effects occurring in RMFS. The simulation model is used to analyze multiple path planning algorithms with kinematic constraints as well as decision rules for the core control problems occurring in RMFS operation. Furthermore, a novel queuing theory approach is used to study efficient control mechanisms for systems facing changing conditions. Another part of the work investigates new control opportunities that arise from the dynamic inventory behavior when complete inventory racks can be moved freely within the system. Finally, as a result of collaborative opportunities, a second part of this thesis covers further topics on decision support. These address further applications and supporting methods in algorithm configuration and heuristic decision algorithm topics for crew rostering and container loading applications.