Lösungen in der Logistik - DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG
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IT für Intralogistiksysteme 2012 Kapitel 6: Innovative IT-Lösungen in der Logistik Prof. Dr.-Ing. Frank Thomas Dr. Thomas + Partner GmbH & Co. KG, Karlsruhe Karlsruhe, den 27.06.2012 www.tup.com DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG | Am Sandfeld 9 | D-76149 Karlsruhe | Tel.: +49 (0)721 7834 0 | Fax: +49 (0)721 7834 119 | infoka@tup.com | www.tup.com 1
- Seite 2 und 3: Differenzierte Abwicklung Dreistufi
- Seite 4 und 5: Wo liegen die größten Potentiale
- Seite 6 und 7: WE QC Geschäftsprozessmodelle Einl
- Seite 8 und 9: Analysemodell für Geschäftsprozes
- Seite 10 und 11: WE Geschäftsprozessmodell Qualitä
- Seite 12 und 13: Analysemodell für Geschäftsprozes
- Seite 14 und 15: Analysemodell für Geschäftsprozes
- Seite 16 und 17: WE Geschäftsprozessmodell Nachschu
- Seite 18 und 19: Analysemodell für Geschäftsprozes
- Seite 20 und 21: Analysemodell für Geschäftsprozes
- Seite 22 und 23: WE Geschäftsprozessmodell (Sorter)
- Seite 24 und 25: Analysemodell für Geschäftsprozes
- Seite 26 und 27: Analysemodell für Geschäftsprozes
- Seite 28 und 29: Adaptive IT Zielführend ist daher
- Seite 30 und 31: WE QC Geschäftsprozessmodelle Einl
- Seite 32 und 33: Entwicklungsschritte eines Software
- Seite 34 und 35: Zentraler Ansatz durch Nutzung obje
- Seite 36 und 37: Die Funktion der Auftragseinlastung
- Seite 38 und 39: Abstraktionsgrad Muster Zweck: Hilf
- Seite 40 und 41: Anwendungsdomäne Projektspezifika
- Seite 42 und 43: Die Middleware (auch „Zwischenanw
- Seite 44 und 45: Konfigurierbare IT-Systeme für die
- Seite 46 und 47: Konfigurierbare Intralogistiksystem
- Seite 48 und 49: Vorteile durch die eingesetzte zuku
- Seite 50 und 51: Cloud logistics - g.a.x.-System DR.
IT für Intralogistiksysteme 2012<br />
Kapitel 6:<br />
Innovative IT-Lösungen <strong>in</strong> <strong>der</strong> <strong>Logistik</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Frank Thomas<br />
Dr. Thomas + Partner <strong>GmbH</strong> & <strong>Co</strong>. <strong>KG</strong>, Karlsruhe<br />
Karlsruhe, den 27.06.2012<br />
www.tup.com<br />
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1
Differenzierte<br />
Abwicklung<br />
Dreistufige<br />
Kommissionierung<br />
Leitstandsfunktionen<br />
Zunahme<br />
Komplexität<br />
Erhöhung<br />
Platzbedarf<br />
Die Evolution des LVS<br />
Mehrfachanlagen<br />
Mengensteigerung<br />
autom.<br />
Nachschub-<br />
Anstoß<br />
Dynamische<br />
Fachvergabe<br />
im KL<br />
Zunahme<br />
Artikel<br />
Zweistufige<br />
Kommissionierung<br />
Zunahme<br />
Spitzen<br />
Das<br />
„Ur-LVS“<br />
Papierlose<br />
Kommissionierung<br />
Weiterreich-<br />
System<br />
Wege<br />
werden<br />
Engpass<br />
Transport<br />
über<br />
För<strong>der</strong>technik<br />
Weiterentwicklung<br />
Funktechnik<br />
Entwicklung<br />
Sorter<br />
Omnidirektionale<br />
Scanner<br />
Verkürzung<br />
Zeitvorgaben<br />
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2
Wo liegen die größten Potentiale <strong>in</strong> Geschäftsprozessen (I)<br />
Von <strong>der</strong> rasanten Hardwareentwicklung profitiert die Intralogistik<br />
Mit Blick auf die Softwareentwicklung heißt es:<br />
Das haben wir immer so gemacht!<br />
Das funktioniert, da steckt unser Know How dr<strong>in</strong>!<br />
Schere aus dem Kopf!<br />
Dann erkennt man die Potentiale.<br />
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3
Wo liegen die größten Potentiale <strong>in</strong> Geschäftsprozessen (II)<br />
An IT-Systeme werden vielfältige, verschiedenartige Anfor<strong>der</strong>ungen gestellt …<br />
Datenfluss<br />
WE<br />
Prozessfluss<br />
Qualitätskontrolle<br />
E<strong>in</strong>lagerung Nachschub<br />
Kommissionierung<br />
(Sorter-)<br />
Packerei<br />
WA/<br />
Versand<br />
… obwohl die grundlegenden Geschäftsprozesse bei je<strong>der</strong> Intralogistik-Lösung<br />
gleichartig - o<strong>der</strong> ähnlich – s<strong>in</strong>d.<br />
Wird die Prozesskette mit wie<strong>der</strong> verwendbaren<br />
Bauste<strong>in</strong>en adaptiert, dann werden Potentiale sichtbar.<br />
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4
Datenfluss<br />
WE<br />
Prozessfluss<br />
Adaptive IT entlang <strong>der</strong> Geschäftsprozesse<br />
Qualitätskontrolle<br />
E<strong>in</strong>lagerung Nachschub<br />
Kommissionierung<br />
(Sorter-)<br />
Packerei<br />
WA/<br />
Versand<br />
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WE<br />
QC<br />
Geschäftsprozessmodelle<br />
E<strong>in</strong>lagerung<br />
Nachschub<br />
Kommissionierung<br />
(Sorter)Packerei<br />
Versand/WA<br />
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6
WE<br />
Geschäftsprozessmodell Warene<strong>in</strong>gang<br />
... mit Varianten „manueller und mechanischer Abwicklung“<br />
Qualitätskontrolle<br />
E<strong>in</strong>lagerung Nachschub<br />
Kommissionierung<br />
(Sorter-)<br />
Packerei<br />
WA/<br />
Versand<br />
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7
Analysemodell für Geschäftsprozess Warene<strong>in</strong>gang (I)<br />
WE<br />
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8
Analysemodell für Geschäftsprozess Warene<strong>in</strong>gang (II)<br />
WE<br />
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9
WE<br />
Geschäftsprozessmodell Qualitätskontrolle<br />
und Son<strong>der</strong>prozesse<br />
Qualitätskontrolle<br />
E<strong>in</strong>lagerung Nachschub<br />
Kommissionierung<br />
(Sorter-)<br />
Packerei<br />
WA/<br />
Versand<br />
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10
Analysemodell für Geschäftsprozess<br />
Qualitätsprüfung und Son<strong>der</strong>modelle (I)<br />
Qualitätskontrolle<br />
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11
Analysemodell für Geschäftsprozess<br />
Qualitätsprüfung und Son<strong>der</strong>modelle (II)<br />
Qualitätskontrolle<br />
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12
WE<br />
Geschäftsprozessmodell E<strong>in</strong>lagerung<br />
... mit Varianten „manueller und mechanischer Abwicklung“<br />
Qualitätskontrolle<br />
E<strong>in</strong>lagerung<br />
Nachschub<br />
Kommissionierung<br />
(Sorter-)<br />
Packerei<br />
WA/<br />
Versand<br />
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13
Analysemodell für Geschäftsprozess E<strong>in</strong>lagerung (I)<br />
E<strong>in</strong>lagerung<br />
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14
Analysemodell für Geschäftsprozess E<strong>in</strong>lagerung (II)<br />
E<strong>in</strong>lagerung<br />
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15
WE<br />
Geschäftsprozessmodell Nachschub<br />
... mit Varianten „manueller und mechanischer Abwicklung“<br />
Qualitätskontrolle<br />
E<strong>in</strong>lagerung<br />
Nachschub<br />
Kommissionierung<br />
(Sorter-)<br />
Packerei<br />
WA/<br />
Versand<br />
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16
Analysemodell für Geschäftsprozess Nachschub (I)<br />
Nachschub<br />
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17
Analysemodell für Geschäftsprozess Nachschub (II)<br />
Nachschub<br />
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18
WE<br />
Geschäftsprozessmodell Kommissionieren<br />
Qualitätskontrolle<br />
E<strong>in</strong>lagerung Nachschub Kommissionierung<br />
(Sorter-)<br />
Packerei<br />
WA/<br />
Versand<br />
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19
Analysemodell für Geschäftsprozess Kommissionieren (I)<br />
Kommissionierung<br />
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20
Analysemodell für Geschäftsprozess Kommissionieren (II)<br />
Kommissionierung<br />
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21
WE<br />
Geschäftsprozessmodell (Sorter)Packerei<br />
Variante: „zweistufige Kommissionierung mit Batchpuffer und Sorterpackerei“<br />
Qualitätskontrolle<br />
E<strong>in</strong>lagerung Nachschub<br />
Kommissionierung<br />
(Sorter-)<br />
Packerei<br />
WA/<br />
Versand<br />
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22
Analysemodell für Geschäftsprozess (Sorter)Packerei (I)<br />
(Sorter-)<br />
Packerei<br />
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23
Analysemodell für Geschäftsprozess (Sorter)Packerei (II)<br />
(Sorter-)<br />
Packerei<br />
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24
WE<br />
Geschäftsprozessmodell WA/Versand<br />
Qualitätskontrolle<br />
E<strong>in</strong>lagerung Nachschub<br />
Kommissionierung<br />
(Sorter-)<br />
Packerei<br />
WA/<br />
Versand<br />
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25
Analysemodell für Geschäftsprozess Versand/WA (I)<br />
WA/<br />
Versand<br />
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Analysemodell für Geschäftsprozess Versand/WA (II)<br />
WA/<br />
Versand<br />
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27
Adaptive IT<br />
Zielführend ist daher die Überlegung neue<br />
Anwendungen e<strong>in</strong>er Wie<strong>der</strong>verwendbarkeit<br />
zugänglich zu machen.<br />
Wie<strong>der</strong>verwendbarkeit heißt dabei, wenn erstellte Komponenten<br />
bei Bedarf beliebig oft wie<strong>der</strong>verwendet werden können,<br />
d.h. die Elemente von Softwaresystemen s<strong>in</strong>d nach dem<br />
gleichen Muster gebaut.<br />
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... führt zu prozessbasierter Adaptiven IT<br />
E<strong>in</strong> Paradigmenwechsel von<br />
<strong>der</strong> re<strong>in</strong>en Individuallösung<br />
o<strong>der</strong> <strong>der</strong> allumfassenden Standardlösung<br />
zur prozessbasierten Adaptiven IT hilft weiter und führt …<br />
zu ger<strong>in</strong>geren Projektkosten<br />
zu verkürzten Projektlaufzeiten<br />
zu e<strong>in</strong>er Steigerung <strong>der</strong> Lösungsqualität<br />
Maßgeblich wird dieser Ansatz durch e<strong>in</strong>e<br />
zukunftsorientierte Softwarearchitektur bee<strong>in</strong>flusst!<br />
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29
WE<br />
QC<br />
Geschäftsprozessmodelle<br />
E<strong>in</strong>lagerung<br />
Nachschub<br />
Kommissionierung<br />
(Sorter)Packerei<br />
Versand/WA<br />
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30
Industrielle Softwaretechnik<br />
Entwicklungsprozess mit objektorientierten Werkzeugen:<br />
Neu dabei ist:<br />
Man verlässt das Wasserfallpr<strong>in</strong>zip<br />
Im iterativen Prozess nimmt man <strong>in</strong> je<strong>der</strong> Phase<br />
Unvollständigkeiten bewusst <strong>in</strong> Kauf<br />
Die Rückkehr zu je<strong>der</strong> Phase wird durch Werkzeuge (case tools)<br />
unterstützt, die e<strong>in</strong>e permanente Konsistenzprüfung des<br />
Gesamtsystems zulassen<br />
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31
Entwicklungsschritte e<strong>in</strong>es Softwaresystems<br />
durch Nutzung von „case tools“<br />
Konstruktionsphase<br />
Implementierungsphase<br />
Inbetriebnahmephase<br />
Modellierung<br />
Systemverhalten<br />
Modellierung<br />
Fachkonzept<br />
Architektur und<br />
Implementierungsentwurf<br />
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32
08.06.2011<br />
Kostenfortpflanzung<br />
ohne permanente Konsistenzprüfung durch Nutzung von „case tools“<br />
Projektabschnitte <strong>in</strong> <strong>der</strong> Softwareentwicklung:<br />
Analyse<br />
&<br />
Design<br />
Kosten<br />
pro Fehler<br />
Implementierung<br />
x 6 x 10<br />
Kosten<br />
pro Fehler<br />
Pflege<br />
Kosten<br />
pro Fehler<br />
€ 500 € 3.000 € 30.000<br />
TÜV Rhe<strong>in</strong>land / Berl<strong>in</strong> / Brandenburg<br />
Bosten <strong>Co</strong>nsult<strong>in</strong>g<br />
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T+P<br />
33
Zentraler Ansatz durch Nutzung objektorientierter Frameworks<br />
Um komplexe objektorientierte adaptive Architekturen zu<br />
beherrschen, gibt es den zentralen Ansatz des objektorientierten<br />
Frameworks (Rahmenwerk).<br />
E<strong>in</strong> Framework im allgeme<strong>in</strong>en S<strong>in</strong>ne ist e<strong>in</strong> wie<strong>der</strong>verwendbares<br />
System, welches <strong>in</strong> fertige und halbfertige Subsysteme unterglie<strong>der</strong>t<br />
ist. Es legt dabei die Struktur dieser Systeme und Subsysteme fest.<br />
• Wie<strong>der</strong>verwendung von Design<br />
• Zur Entwicklung von ähnlichen Anwendungen<br />
Komponenten<br />
+<br />
Framework<br />
Applikation<br />
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34
Frameworks<br />
Anwendungsspezifische Teile<br />
Vorgefertigte Teile<br />
Ablaufsteuerung<br />
im wesentlichen vordef<strong>in</strong>iert<br />
Kontrollfluss durch Framework<br />
(„Hollywood-Pr<strong>in</strong>zip“)<br />
Verbund zusammenhängen<strong>der</strong> Klassen<br />
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35
Die Funktion <strong>der</strong><br />
Auftragse<strong>in</strong>lastung ist im<br />
TWS vorhanden<br />
Nicht zw<strong>in</strong>gend können<br />
alle Mandentenvorgaben<br />
befriedigt<br />
werden.<br />
Es erfolgt e<strong>in</strong>e Anfrage<br />
vom TWS an den<br />
Mandanten („Hollywood-<br />
Pr<strong>in</strong>zip“)<br />
Das TWS und das Hollywood-Pr<strong>in</strong>zip<br />
Das TWS erfüllt zu 90% die Geschäftsprozesse, unabhängig vom jeweiligen<br />
Mandanten. Der Mandant liefert auf Anfrage die mandatenspezifischen Daten.<br />
Erweiterung <strong>der</strong><br />
TWS-Auftragsdaten<br />
um die mandantenspezifischen<br />
Daten<br />
Der Mandant als<br />
„externer<br />
Dienstleister“<br />
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36
Vorteile<br />
Frameworks - Vorteile<br />
• Höhere Softwarequalität durch besser durchdachtes Design<br />
• Der <strong>Co</strong>de wird zuverlässiger und robuster (Mehrfachverwendung)<br />
• Der <strong>Co</strong>de wird konsistenter, modularer und standardisierter<br />
• Weniger <strong>Co</strong>de zu implementieren<br />
• Weniger Wartung, falls Framework ausgereift und stabil<br />
• Langfristige E<strong>in</strong>sparungen durch Wie<strong>der</strong>verwendung möglich<br />
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37
Abstraktionsgrad<br />
Muster<br />
Zweck: Hilfsmittel für die Softwareentwicklung<br />
„E<strong>in</strong> Muster beschreibt e<strong>in</strong> beständig wie<strong>der</strong>kehrendes Problem und<br />
erläutert den Kern <strong>der</strong> Lösung für dieses Problem, so dass diese Lösung<br />
beliebig oft angewendet werden kann.“ [Gamma]<br />
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38
Softwareentwicklung nach <strong>in</strong>dustriellen Maßstäben<br />
E<strong>in</strong> Muster beschreibt e<strong>in</strong> wie<strong>der</strong>kehrendes Problem und erläutert den Kern.<br />
Die Lösung kann beliebig oft angewendet werden.<br />
Klassendiagramm:<br />
Anwendung des Brückenmusters <strong>in</strong><br />
<strong>der</strong> Transportverwaltung<br />
Softwareentwicklung nach <strong>in</strong>dustriellen Maßstäben, erhöht<br />
die Planungs<strong>in</strong>telligenz bei Intralogistiksystemen<br />
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39
Anwendungsdomäne<br />
Projektspezifika<br />
Plug<strong>in</strong><br />
(projektspezifisch)<br />
Plug<strong>in</strong><br />
(projektübergreifend)<br />
Plug<strong>in</strong> (Standard)<br />
(projektübergreifend)<br />
TWS - Platform<br />
Komponente (tup.std.app.*)<br />
Transportverwaltung<br />
Platzverwaltung<br />
Bestandsverwaltung<br />
Auftragsverwaltung<br />
Geräteverwaltung<br />
Utilities aus LVS<br />
Bedeutung: A B : A verwendet B<br />
Abhängigkeiten<br />
Middleware (tup.std.mid.*)<br />
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40
Plug<strong>in</strong>s s<strong>in</strong>d e<strong>in</strong>zelne Klassen o<strong>der</strong> Netzwerke von Klassen, die<br />
spezielle Lösungsvarianten für e<strong>in</strong>e konkrete Plattform und/o<strong>der</strong><br />
Komponenten implementieren.<br />
Sie müssen nicht mehr den Ansprüchen an Flexibilität genügen, wie es<br />
bei Komponenten o<strong>der</strong> <strong>der</strong> TWS-Platform <strong>der</strong> Fall ist.<br />
Es gibt 3 Typen von Plug<strong>in</strong>s:<br />
• projektspezifische Plug<strong>in</strong>s<br />
Plug<strong>in</strong>s<br />
• projektübergreifende nicht Standard - Plug<strong>in</strong>s<br />
• projektübergreifende Standard - Plug<strong>in</strong>s<br />
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Die Middleware (auch „Zwischenanwendung“)<br />
bezeichnet e<strong>in</strong>e anwendungsunabhängige<br />
Technologie, die<br />
zwischen fachlicher Anwendungssoftware<br />
und Betriebssystem /<br />
Hardware vermittelt.<br />
Sie bietet notwendige und hilfreiche<br />
Dienste für die Implementierung und<br />
Laufzeit von Anwendungssoftware.<br />
Sie ist aber selbst nicht dem Bereich<br />
<strong>der</strong> Anwendungssoftware zuzuordnen.<br />
Bei Verän<strong>der</strong>ungen <strong>der</strong><br />
betrieblichen Prozesse<br />
Neuprogrammierung<br />
KEINE<br />
Middleware: TUP-Standard<br />
Middleware (tup.std.mid.*)<br />
Laufzeitumgebung<br />
Persistence<br />
Fremdgewerkskommunikation<br />
Interprozesskommunikation<br />
Eventhandl<strong>in</strong>g<br />
Dialoganb<strong>in</strong>dung<br />
Fehler- und Ausnahmebehandlung<br />
MDA-Werkzeuge<br />
Utilities<br />
Logg<strong>in</strong>g / Trac<strong>in</strong>g, XML Handl<strong>in</strong>g<br />
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Datenfluss<br />
WE<br />
Prozessfluss<br />
Komponentenarchitektur<br />
Qualitätskontrolle<br />
E<strong>in</strong>lagerung Nachschub<br />
Kommissionierung<br />
(Sorter-)<br />
Packerei<br />
WA/<br />
Versand<br />
Komponenten-Architektur<br />
( Bauste<strong>in</strong>e )<br />
- Immer wie<strong>der</strong>kehrende Geschäftsprozesse<br />
werden mit Bauste<strong>in</strong>en <strong>der</strong> Standartmodule<br />
abgebildet<br />
- Abweichende, neue Prozesse werden über<br />
Plug <strong>in</strong>s und Veredelungsmodule<br />
abgebildet<br />
→ Veredelung <strong>der</strong> Standardprozesse auf<br />
die neuen Anfor<strong>der</strong>ungen h<strong>in</strong><br />
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43
Konfigurierbare IT-Systeme für die Intralogistik<br />
Hoher Automatisierungsgrad und höchste Durchsatzanfor<strong>der</strong>ungen<br />
Mittlerer Automatisierungsgrad und hohe<br />
Durchsatzanfor<strong>der</strong>ungen<br />
Ger<strong>in</strong>ger Automatisierungsgrad und mittlere<br />
Durchsatzanfor<strong>der</strong>ungen<br />
Umfassendes Intralogistik-Softwarepaket<br />
E<strong>in</strong>fache Lagerstruktur ohne Technik mit<br />
vorwiegend manuellen Prozessen<br />
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44
Konfigurierbare Intralogistiksysteme<br />
Solche Systeme können heute sowohl manuelle Prozesse als auch<br />
Ausbaustufen mit höchstem Automatisierungsgrad und höchsten<br />
Durchsätze durch e<strong>in</strong>e modulare Struktur abbilden.<br />
WE<br />
Lager<br />
Komm.<br />
Management Schnittstellen<br />
Kernsystem<br />
Prozesse, Lagerung, Transport und Auftragsabwicklung<br />
<strong>in</strong> e<strong>in</strong>em Distributionszentrum<br />
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WA<br />
Konf.<br />
Packen<br />
MFCS<br />
Materialfluss<br />
-<br />
Steuerung<br />
45
Konfigurierbare Intralogistiksysteme<br />
Solche Systeme können heute sowohl manuelle Prozesse als auch<br />
Ausbaustufen mit höchstem Automatisierungsgrad und höchsten<br />
Durchsätze durch e<strong>in</strong>e modulare Struktur abbilden.<br />
WE<br />
Lager<br />
Komm.<br />
Management Schnittstellen<br />
Kernsystem<br />
Prozesse, Lagerung, Transport und Auftragsabwicklung<br />
<strong>in</strong> e<strong>in</strong>em Distributionszentrum<br />
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WA<br />
Konf.<br />
Packen<br />
MFCS<br />
Materialfluss<br />
-<br />
Steuerung<br />
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Architektur-Pr<strong>in</strong>zipien für den genannten Mehrwert<br />
Trennung von Software <strong>in</strong>:<br />
Anwendungsbestimmte Software - TWS Plattform<br />
Technikbestimmte Software - TWS Middleware<br />
TWS 1 Plattform<br />
Baukasten beruhendes Framework,<br />
adaptive Prozessbauste<strong>in</strong>e, Plug<strong>in</strong>s, Projektspezifikas<br />
TWS Middleware<br />
Frei von Fremdprodukten<br />
TWS 1 : Dr. Thomas + Partner Warehous<strong>in</strong>g Solutions<br />
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Vorteile durch die e<strong>in</strong>gesetzte<br />
zukunftsorientierte Software-Architektur<br />
E<strong>in</strong>e höhere Softwarequalität durch e<strong>in</strong> besser durchdachtes Design<br />
Wie<strong>der</strong>verwendung, Adaptive Prozessbauste<strong>in</strong>e, Plug <strong>in</strong>s<br />
- <strong>der</strong> <strong>Co</strong>de wird dadurch zuverlässiger und robuster<br />
Weniger “neuer“ <strong>Co</strong>de muss implementiert werden<br />
TWS Plattform hat hohen Reifegrad durch breiten E<strong>in</strong>satz<br />
Weniger Wartungsfälle, weniger Wartungsaufwand<br />
Mit Blick auf die Hardware<br />
Applikationssoftware ist paketiert ( Clusterbildung / Lastverteilung )<br />
Parallelisierung steigert Performance<br />
Parallelisierung ermöglicht Fehlerbehandlung im laufenden Betrieb<br />
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Adaptive IT - TWS: TUP Warehouse Solutions<br />
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Cloud logistics - g.a.x.-System<br />
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50
Literatur zu Adaptiver IT und SAIL<br />
Spr<strong>in</strong>ger Verlag 2006<br />
Spr<strong>in</strong>ger Verlag<br />
Neueste 3. Auflage 2008<br />
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