AMATRAK

Verkehrsvermeidung durch intelligente Steuerung im Wirtschafts- und Güterverkehr auf der Basis Autonomer MultiAgenten TRAnsport Koordination

Der zwischenbetriebliche Verkehr hat ei­nen erheblichen Anteil an dem Verkehrs­auf­kommen in der Bundesrepublik Deutschland. Zugleich reduzieren Unter­nehmen im Zuge des Lean-Management ihre Lager, in der Absicht, Kosten zu sparen und innerbe­triebliches Handling von Lagergut zu vermeiden. Daher lassen sie ihren Komponentenbedarf Just-in-time anliefern. Insbesondere auch in der Automobilbranche wird sich dieser Trend über die nächsten Jahre unvermindert fortsetzen. Dadurch steigt zunächst die Zahl der Transporte und die Unternehmen " Versender wie Empfänger von Warenlieferungen " haben ein Interesse an der Optimierung der Lieferprozesse, um zusätzliche Kosten durch mehr Warenlieferungen und ein kom­plexeres Transporthandling zu verringern.

Vor diesem Hintergrund besteht das Ziel des Verbundprojektes in der Verkehrsvermeidung und effizienteren Fahrzeugauslastungin der Beschaf­fungs- und Distributionslogistik auf Basis Autonomer MultiAgenten TRAnsport Koordination (AMATRAK). Dieses erfolgt am Beispiel eines Logistikdienstleisters als Transferpartner, bei dem das zu entwickelnde Selbststeuerungssystem imple­mentiert wird.

 

Projektpartner

Administrative Projektleitung/Projektbüro:

Institut für Seeverkehrswirtschaft und Logistik
Universitätsallee GW1 Block A
D-28359 Bremen

Univ.-Prof. Dr. H.-D. Haasis (Direktor)

Tel:                  ++49 421 22096-10
Fax:                 ++49 421 22096-55
Mail:                 Opens window for sending emailhaasis(at)isl(dot)org


Federführer (inhaltliche/fachliche Projektleitung):

Stute Verkehrs-GmbH
Hans-Böckler-Str. 48
D-28217 Bremen


Assoziierte Partner:

Begleitkreis bestehend aus ausgewählten Zulieferern sowie weiteren Spediteuren

 

Projektergebnisse AMATRAK

Im Rahmen des Projekts AMATRAK wurde eine Software zur Optimierung der Auftragsdisposition von Ganz- und Teilladungen erstellt. Hierzu war unter Einbezug von kundenauftragsbezogenen Kriterien und Transportrestriktionen (wie Aufliegerart, Mitführung von Hebezeugen, Teilladungskapazitäten und Lenkzeitbeschränkungen) eine optimierte Dispositionsplanung für Warentransporte zwischen Be- und Entladestellen zu vollziehen. Dabei lag die besondere Herausforderung darin, dass zur Abwicklung von Just-in-time-Anforderungen kundenseitig vorgegebene Zeitfenster zu berücksichtigen waren, um eine reibungslose Synchronisation von Inhouse- und Outboundlogistik-Prozessen zwischen Zulieferer und Abnehmer durch Spediteure und Logistikdienstleister zu gewährleisten.
Die Projektzielsetzung in dem Zusammenhang war, eine Verkehrsvermeidung mittels Einsparungen bei den zu fahrenden Kilometern sowie eine Erhöhung des Auslastungsgrads der Transportfahrzeuge bei Teilladungen zu erzielen. Die besondere Herausforderung lag dabei in der Berücksichtigung von Störungen und kurzfristigen Neuaufträgen bei der Disposition in Echtzeit. Zudem musste nicht nur eine Integration in die unternehmensinterne Software-Infrastruktur (Auftrags-Verwaltungssoftware, Nutzfahrzeugtelematik und Mobilanbindung der Fahrzeuge mit PDAs) sowie deren Datenbanken erzielt werden, sondern auch eine Anbindung an unter-nehmensexterne Frachtenb?rsen.

Um diese Anforderungen zu bewältigen, wurde ein softwarebasiertes Multiagenten-System auf Basis des Java Agent Development Framework erstellt, das die dezentralen Ressourcen und die verteilte Auftragsstruktur von Ganz- und Teilladungen mittels autonom agierender Softwareagenten abbildet. Dabei verhandeln die Softwareagenten in verteilten Rollen miteinander. So werden die menschlichen Disponenten von Dispositionsagenten repräsentiert, die Aufträge ausschreiben. Transportmittel und Fahrzeuge werden ebenfalls durch Agenten repräsentiert, die auf die Ausschreibungen nach einer Eignungsprüfung ein Angebot erstellen. Aus den eingegangenen Angeboten werden durch die Dispositionsagenten die besten Angebote für die Zuteilung von Transportaufträgen im Hinblick auf die Tourenplanung ausgewählt. Der dazu notwendige Informationsaustausch zwischen den Agenten erfolgt dabei ebenfalls dezentral  unter Einbindung von Black Boards innerhalb des Systems.

Somit liegt der Vorteil einer dezentralen und dynamischen Planung durch Software-Agenten bei alltäglichen Problemen in der Disposition einer Spedition in der hohen Flexibilität. So werden beispielsweise bei nachträglichen Auftragsänderungen der Kunden oder Fahrzeugausfällen kurzfristig neue Vorschläge generiert und in den Dispositionsplan reibungslos eingefügt. Weiterhin bietet eine solche Steuerung insgesamt eine größere Robustheit der Tourenplanung gegenüber Abweichungen. Lokale, unvorhergesehene Störungen im Ablauf führen nicht unmittelbar zu Änderungen in der Gesamtdisposition.

Die Planung dient der Entscheidungsunterstützung des Dispositionsteams. Das Multiagenten-system als Planungswerkzeug unterstützt den Wechsel von einer grundlegenden Gesamtplanung durch die Disponenten hin zu einer Ergebnis-Überwachungsfunktion im Sinne eines "Managements by Objectives". Damit können die Disponenten sich stärker um die direkte Kundenansprache und Betreuung kümmern. Da das Multiagentensystem für den Disponenten unverbindliche Vorschläge generiert, kann dieser Sonderaufträge und spezielle Kundenwünsche nachträglich mit in die Transportplanung einbeziehen.


Hier stellt das softwarebasierte Multiagenten-System sowohl eine Stapelverarbeitung aller vorliegenden Aufträge gleichzeitig zur Verfügung, als auch die kurzfristige Verplanung von Einzelaufträgen. Planungsdurchläufe im Praxiseinsatz benötigen für 100 Aufträge weniger als 5 Minuten " ein auf der dezentralen Struktur basierender Vorteil des Multiagenten-Systems gegenüber den bisher bestehenden monolithischen Systemen zur Tourenplanung.
Es hat sich während des Einsatzes des Demonstrators beim Pilotanwender gezeigt, dass die genannten Eigenschaften des Multiagenten-Systems elementar sind für die Akzeptanz und für die Integration des Systems in die bestehenden Dispositionsabläufe. Zudem hat sich im Projektverlauf gezeigt, dass die Architektur des Multiagentensystems eine reibungslose Einbindung von externen Frachtenbörsen ermöglicht. Aus deren Angeboten können bedarfsgerecht durch das System bestehende Tourenpläne auf Potenziale zur Integration externer Aufträge geprüft werden, um daraus Vorschläge für die Mitarbeiter in der Disposition generieren zu können.

Ein weiterer Vorteil des autonomen Verhaltens der dezentralen Agenten ist die reibungslose Skalierbarkeit in Bezug auf die Zahl der zu disponierenden Transportmittel sowie die abzuarbeitenden Aufträge. Dies ist für den Pilotanwender von großer Bedeutung, da hier Synergieeffekte erzielt werden konnten. Dies ist besonders von Bedeutung für den nieder-lassungsübergreifenden Transfer von Aufträgen und für die Integration von Transportaufträgen aus Frachtenbörsen in die Tourenplanung. Hierin konnte im Verlauf des Projekts ein Schlüsselbeitrag für die erzielten Einsparungen in der Verkehrsleistung identifiziert werden, was gleichermaßen wirtschaftlich positive Effekte und daher einen finanziellen Mehrwert für die Anwender des Multiagenten-Systems generiert.

In Abhängigkeit der tagesaktuellen Auftragsstruktur und weiterer dynamischer Rahmenbedingungen konnten während des Feldversuches für unterschiedliche Szenarien des Praxisanwenders Einsparungen in Höhe von 6-11 % der Fahrzeugkilometer sowie eine Erhöhung der durchschnittlichen Fahrzeugauslastung nach Volumen von 7-12 % als verkehrliche Wirkungen ermittelt werden.

Evaluation abgeschlossen

Ziel der externen Evaluation des Förderprogramms "Intelligente Logistik im Güter- und Wirtschaftsverkehr" war es, die Wirkungen der verschiedenen Verbundprojekte einer schlüssigen und begründeten volkswirtschaftlichen Gesamtbewertung zu unterziehen.

Opens internal link in current windowWeitere Informationen

Abschlussveranstaltung Intelligente Logistik

Die Abschlussveranstaltung der Förderbekanntmachung "Intelligente Logistik" fand am 20. und 21. September 2011 in Berlin statt.

Im Mittelpunkt standen Projektpräsentationen sowie die Ergebnisse der Evaluation.

Opens internal link in current windowZu den Vorträgen

Ansprechpartnerin:
Opens window for sending emailsilke.marre(at)de.tuv(dot)com



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