Erfolgreiche Promotion an der TH Köln: Dr. Wladimir Rempel forscht zur Routenzugplanung

Prof. Christoph Sebastian Zoller (links), Dr. Wladimir Rempel (mitte) und Prof. Ulrich Stache (rechts) (Bild: TH Köln)

Die effiziente Materialbereitstellung stellt für produzierende Unternehmen in Hochlohnländern wie Deutschland einen entscheidenden Erfolgsfaktor dar, um im globalen Wettbewerb langfristig profitabel zu bleiben. Vor diesem Hintergrund gewinnen die wissenschaftlichen und praktischen Ergebnisse, die Dr. Wladimir Rempel mit seiner im Jahr 2026 erfolgreich verteidigten Dissertation an der Universität Siegen erzielt hat, enorm an Bedeutung. Betreut wurde die Arbeit von Seiten der TH Köln von Prof. Christoph Sebastian Zoller. Unter dem Titel „Automatische und integrale Planung von Routenzugsystemen“ hat Dr. Rempel ein innovatives Planungs- und Bewertungsmodell entwickelt, das die bisher stark erfahrungsbasierte und fehleranfällige manuelle Auslegung in Fabriken revolutioniert. Auf LinkedIn zog Dr. Rempel nach jahrelanger intensiver Arbeit eine emotionale und stolze Bilanz und betonte, dass mit dem erfolgreichen Abschluss seiner Promotion ein echter Meilenstein erreicht sei, weshalb er sich nun riesig auf die nächsten Schritte freue.

In der modernen Lean-Production haben sich Routenzugsysteme, die oft auch als innerbetriebliche Milkrun-Systeme bezeichnet werden, längst als Standard für den getakteten und gabelstaplerfreien Materialtransport etabliert. Sie bündeln anfallende Transporte, senken die Bestände sowie das Verkehrsaufkommen in den Hallen und minimieren das Unfallrisiko erheblich. Die große Krux liegt jedoch in der Planung, da sich die einzelnen Systemparameter gegenseitig stark beeinflussen, was zu einer immensen Planungskomplexität führt. In der industriellen Praxis erfolgt die Auslegung bisher meist manuell, sequenziell und basierend auf reiner Intuition oder starren Excel-Werkstandards, da bestehende wissenschaftliche Ansätze die verschiedenen Planungsprobleme meist nur isoliert betrachten und zudem mathematisch schwer lösbar sind. Ganzheitliche, integrale Modelle fehlten bislang oder waren in ihrem Anwendungsbereich stark limitiert.

Das von Dr. Rempel entwickelte Verfahren setzt genau an dieser Schwachstelle an und bricht radikal mit der herkömmlichen, sequenziellen Planungslogik. Kernstück seiner Arbeit ist ein mathematisches Planungs- und Bewertungsmodell, das in Microsoft Excel unter Nutzung des Optimierungs-Add-ins Evolver umgesetzt wurde. Durch den Einsatz eines Genetischen Algorithmus werden die fünf zentralen Teilprobleme der taktischen Routenzugplanung nicht nacheinander, sondern simultan und vollautomatisch gelöst. Hierzu gehören die automatische Technikauswahl der am besten geeigneten Schlepper- und Anhängertypen, die Haltepunktplanung zur Festlegung optimaler Stopps im Layout sowie die eigentliche Routenplanung. Letztere stellt eine echte Weltneuheit dar, da die innovative Methodik erstmals konkrete Layout-Restriktionen wie Wenderestriktionen mathematisch berücksichtigt. Zudem regelt das Modell die Prozess-Zuständigkeit für die Transportverantwortung und ermittelt die optimale zeitliche Taktung im Rahmen der Tourenstart-Steuerung. Im Hintergrund führt das System eine detaillierte Dimensionierung der Zykluszeiten, der exakten Wiederbeschaffungszeiten bei Kanban-Systemen sowie der Pufferplätze durch und bewertet die Ergebnisse über ein monetäres und nicht-monetäres Kennzahlensystem, welches auch ergonomische Aspekte via Leitmerkmalmethode einbezieht.

Um die Leistungsfähigkeit dieses automatischen Verfahrens wissenschaftlich zu überprüfen, stellte Dr. Rempel sein Modell in zwei realitätsnahen Evaluierungsszenarien auf den Prüfstand und verglich die algorithmisch generierten Ergebnisse direkt mit den Entwürfen von erfahrenen Industrieplanern. Das Ergebnis dieser Gegenüberstellung fiel eindeutig aus, da das entwickelte algorithmische Verfahren stets gute und oftmals nachweislich bessere Systemkonfigurationen hervorbringt als die erfahrungsbasierte, manuelle Planung der Experten, insbesondere im Hinblick auf niedrigere Betriebskosten und optimierte Pufferbestände. Damit wird es Unternehmen – explizit auch kleinen und mittleren Unternehmen, denen oft das logistische Spezialwissen fehlt – erstmals ermöglicht, vollkommen unabhängig von bestehender Planungserfahrung selbstständig hocheffiziente und anpassungsfähige Routenzugsysteme zu konfigurieren.