Selbsteinlastende Arbeitsplatzsysteme in der Logistik - Vernetztes Arbeitsplatzsystem zur proaktiven Engpassvermeidung innerhalb anspruchsvoller Intralogistikprozesse

Patrick Adler, Holger Dander und Gerd Witt

Logistische Prozesse, insbesondere sogenannte Mehrwertdienste, sind auch heute noch geprägt von variantenreicher manueller Tätigkeit. Ergänzende Dienstleistungen kurz vor dem Versenden der Ware werden als Mehrwertdienste bezeichnet. Gemeinhin werden zur Durchführung dieser Tätigkeiten vornehmlich un- oder niedrigqualifizierte Mitarbeitende eingesetzt. Zur Unterstützung dieses Personenkreises sowie zur wirtschaftlichen Gestaltung von Mehrwertdiensten wird ein System entwickelt, welches Mitarbeiterkompetenzen und technische Arbeitsplatzausstattung aufgrund der individuellen Auslastung vernetzt. Die bislang zufällige Verteilung auf die Arbeitsplatzsysteme stellt hohe Ansprüche an Qualifikation der Mitarbeitenden sowie Ausstattung am Logistikarbeitsplatz. Die erstmalige Berücksichtigung des Arbeitsplatzsystems bei der Vernetzung soll eine proaktive Engpassvermeidung durch algorithmenbasierte Einsatzplanung sowie eine durchgängig digitale Prozesskette sicherstellen. Die Komplexität der Aufträge und deren Mehrwertdienste kann auf diese Weise an das spezifische Arbeitsplatzsystem angepasst werden. Durch eine Simulation der Auswirkungen von veränderten Arbeitsplatzausstattungen kann die Anzahl und Ausstattung der Arbeitsplätze optimiert und damit Einsparpotenzial aufgezeigt werden. Der selbstentwickelte Algorithmus kann darüber hinaus in weiteren Branchen zum Einsatz kommen.

Die Logistik in Unternehmen, insbesondere in Distributionszentren, ist durch eine hohe Varianz gekennzeichnet und ein klassisches Beispiel für die angestrebte Losgröße Eins. Individuell durch einen Kunden zusammengestellte Aufträge sowie verschiedene Ausprägungen der Manipulation von Artikeln stellen neben der hohen Artikelvarianz, kleinen Stückzahlen und der Beilage von Lieferschein sowie Werbematerial die größten Herausforderungen im Bereich anspruchsvoller Intralogistikprozesse dar, Bild 1 zeigt den Zusammenhang der Prozesse. Die zufällige Verteilung der Aufträge auf die zur Verfügung stehenden Arbeitsplätze soll durch eine gezielte Zuweisung ersetzt und auf diese Weise die Mitarbeitenden entsprechend Ihrer Qualifikation eingesetzt, der Durchsatz des Logistiksystems gesteigert und in weiterer Konsequenz die Ausstattung des Arbeitsplatzes optimiert werden. Die Manipulation von Artikeln kann gerade im B2B-Bereich mannigfaltig ausfallen, so sind Sequenzierungen von Artikeln, das Aufbringen von Etiketten oder das Falten von Kleidung nach bestimmten Vorgaben, bis hin zu einfachen Montagetätigkeiten, denkbar. Diese Zusatztätigkeiten an Waren und Artikeln wird als Mehrwertdienste (Value-Added Services) bezeichnet, sie haben etwa ein Drittel Anteil an Kosten und Arbeitszeit in Distributionszentren [1].

Nach einer Studie des Bundesverbands Paket und Expresslogistik e.V. wurden allein im Endkundengeschäft (B2C) im Jahr 2018 im deutschen Raum über 3,5 Mrd. Pakete zugestellt. Im B2B-Geschäft wird dazu noch von höheren Zahlen ausgegangen. Bis zum Jahr 2023 rechnen Branchenexperten darüber hinaus mit einem stetigen Anstieg der beförderten Sendungen auf über 4,4 Mrd. Einheiten. Anzeichen für eine mögliche Trendwende gibt es dabei nicht, sodass auch langfristig von anhaltendem Wachstum ausgegangen werden kann. Der Wunsch das aufkommende Volumen der manuell-geprägten Versand- und Mehrwertdienstleistungen durch Digitalisierung oder Automatisierung zu optimieren wächst deshalb [2].

Anforderungen aus dem Auftrag in der Versandabwicklung

Begründet mit dem hohen manuellen Tätigkeitsanteil kommt in Distributionszentren dem Verpacken von kundenindividuell zusammengestellten Produkten eine große technische und wirtschaftliche Bedeutung zu [3]. Durch das Auswählen der passenden Versandverpackung, dem sachgerechten Verpacken und dem ökologischen Umgang mit Füllmaterial entstehen hohe Anforderungen an die Mitarbeitenden. Darüber hinaus können rechtliche Bestimmungen, wie beispielsweise Zollabfertigung, die Nutzung von Luftfracht oder andere Spezifikationen die Bearbeitung durch Personen mit besonderen Qualifikationen notwendig machen. Die Nutzung und Auswertung von Auftragsdaten lassen eine Prozessplanungund steuerung erst möglich werden [4].

Der Beitrag soll die entwickelte Anwendung zur Vernetzung von Aufträgen, auf Grundlage der Mitarbeiterkompetenz, Arbeitsplatzauslastung und technischer Arbeitsplatzausstattung vorstellen und erste Ergebnisse der Simulation mit sequenzieller Optimierung aufzeigen. Durch die Zuordnung von Aufträgen an geeignete Arbeitsplatzsysteme und der entfallenen Notwendigkeit hochgerüsteter Arbeitsplätze entstehen Synergieeffekte, welche beispielsweise ergonomischere Arbeitsplatzausstattung ermöglichen.


Bild 1: Einordnung der betrachteten Mehrwertdienste und
Konsolidieren/Verpacken im Bereich von Distributionszentren.

Kompetenzen rund um Arbeitsplatz und Arbeitnehmer

Neben klassisch manuell ausgestalteten Systemen zur Vorbereitung, Durchführung und Überprüfung von Verpackungsprozessen stehen auch eine Reihe von teil- und vollautomatisierten Lösungen zur Verfügung. Der entstehende Investitions- und Betriebskostenaufwand lässt Kombinationen aus manuellen Tätigkeiten und Unterstützung durch digitale Methoden wirtschaftlich werden. Die durchgeführten Manipulationen werden häufig durch un- oder niedrig-qualifizierte Mitarbeitende ausgeführt. Der Personenkreis bedarf regelmäßig einer angemessen Einarbeitungsphase. Bild 2 zeigt das Prinzip des entwickelten Systems zur Ableitung der Zuweisung aus Auftragsdaten und Abgleich mit der technischen Arbeitsplatzausstattung sowie dem Kompetenzprofil der Mitarbeitenden am entsprechenden Arbeitsplatz [5, 6].

Zuweisung zwischen Kompetenzen und technischer Ausstattung

Ein Forschungsprojekt der Universität Duisburg-Essen am Lehrstuhl Fertigungstechnik zeigt neues Potenzial für die Abwicklung von Kundenaufträgen mit Mehrwertdienstleistungen auf. Bislang werden im Bereich der Auftragsbearbeitung häufig vorhandene Arbeitsplätze für jede Tätigkeit technisch ausgerüstet, sodass es zu erhöhten Investitions- und Einrichtungskosten kommt. Durch die digitale Abbildung von Kundenaufträgen und einer Einlastung auf spezifi sche, zuvor eingerichtete Arbeitsplätze lassen sich die beschriebenen Kosten senken.

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