Hat was auf`m Castn! „Verpackungskünstler“-Software findet die passende Kartongröße

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Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik (IML)

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ThoMar OHG

Online bestellte Produkte kommen häufig in überdimensionalen Kartons vor der Haustür an, registrieren die Forscher vom Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik (IML). Das muss aber nicht sein ...

Der Onlinehandel unterliegt einem stetigen Wandel – aktuelle Trends und saisonale Schwankungen beeinflussen die Artikel- und Auftragsstruktur. Damit wächst mit der Zeit aber auch das Spektrum an Versandkartonagen. Obwohl die zur Verfügung stehenden Verpackungen immer vielfältiger werden, nimmt der Volumennutzungsgrad häufig ab, wie die IML-Experten bemerken. Wenig Platz beanspruchende Artikel wie Parfums, Kosmetika oder Schmuck landen dann nicht selten in viel zu großen Kartons. Das liege vor allem daran, dass Verpackungen nicht auf die veränderten Anforderungen wie Abmessungen und Gewicht der Produkte und Aufträge abgestimmt würden. Dieses Problem adressiert das IML mit der Kartonset-Optimierungssoftware Castn (Carton Set Optimization). Die Entwicklung des Tools wurde vom Fraunhofer-Leistungszentrum für Logistik und IT gefördert.

Die optimale Kartongröße spart in mehrfacher Hinsicht Ressourcen

Castn stellt für Versandunternehmen eine Chance dar, auf deren jeweilige Auftrags- und Artikelstruktur abgestimmtes Kartonset zusammenstellen zu können. Will ein Händler etwa ein Set mit 10 verschiedenen Kartons an seinen Packstationen einsetzen, so müssen diese im Idealfall auf die Auftrags- und Artikelstruktur angepasst werden, um das Volumen der Verpackungseinheit möglichst gut auszunutzen. Auch kann dann die Menge des Füllmaterials sowie die der Polsterfolie reduziert werden. Um das aber zu erreichen, spielt das Entwicklerteam des Fraunhofer-IML die Kundendaten (Bestell- und Artikelstammdaten sowie Verpackungsspezifikationen) in die neue Software ein. Damit dabei ein repräsentativer Zeitraum und saisonale Schwankungen abgebildet werden, bewähren sich in der Regel die Daten eines Jahres, merken die Experten an. Mithilfe dieser Input-Parameter berechnen dann zwei miteinander verknüpfte Software-Algorithmen im Zusammenspiel das für die Größe des Transportguts optimale Kartonset. Dabei würden Kundenanforderungen (minimale oder maximale Packgrößen) ebenso berücksichtigt wie die Vorgaben der Logistikdienstleister. Und wenn die Kartons maximal gefüllt sind, verbessert sich nicht zuletzt das Verhältnis von Warenmenge zu Treibstoffverbrauch beim Transport.

Wichtig bei der neuartigen Software sind zwei Algorithmen

Der erste Algorithmus verwendet einen evolutionären Ansatz, um verschiedene Kartonsätze auf der Grundlage von Parametern wie der Anzahl der zulässigen Kartons oder der maximalen und minimalen Abmessungen zu erstellen. Der zweite Algorithmus, ein sogenannter „Bin Packing“-Algorithmus, sorge dafür, dass die Bestellungen effizient in die ausgewählten Kartons gepackt würden. Das Ziel dabei ist es, das minimale Packvolumen und das kleinste Gesamtvolumen mit der Ware herzustellen. Am Ende dieses Vorgangs bewertet die Software jeden einzelnen Karton eines Sets und prüft, wie gut das Innenvolumen mit dem bestehenden Auftrag ausgenutzt wurde, so die Forscher. Diese Informationen fließen wieder in den evolutionären Algorithmus, der anhand des Scorings der Kartons neue, bessere Sets zusammenstellt. Das erfolge auf iterative Weise dann so lange, bis keine weitere Verbesserung des Volumennutzungsgrades mehr erreicht würden. Die Kunden, betonen die Wissenschaftler, kennen nämlich den Volumennutzungsgrad ihrer Kartons häufig nicht. Dieser liege meist nur bei rund 30 Prozent. Sie wüssten nicht, wie viel „Luft“ sie also verschickten. Die Software schafft aber Klarheit. Im Anschluss an die Optimierung erfolgen die Analyse und Beratung mit dem Kunden, um die geeigneten Kartonsets auszuwählen.

Erste Industriepartner verlassen sich schon auf die smarte Hilfe

Mehrere Industriepartner mit jeweils eigenem Onlinehandel sollen bereits von der Kartonsetoptimierung profitieren und ihre Volumenauslastung bei gleichzeitiger Reduzierung der Anzahl der Kartonvarianten um 35 bis 45 Prozent gesteigert haben. Im nächsten Schritt will das ins Projekt involvierte Forscher-Team am IML den Funktionsumfang der Software um komplexe Geometrien von Artikeln und zusätzliche Artikeleigenschaften erweitern. Mit der so erweiterten Castn wird dann noch mehr Nachhaltigkeit in der Logistik winken.

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