Shuttle-Komplettlösung

„Flache Flitzer“

Wer heute ein automatisches Kleinteilelager (AKL) plant, steht früher oder später vor der Frage: Shuttle-System oder klassische Lösung mit Regalbediengerät? Bei Miele in Gütersloh entschied man sich für Ersteres.

„Durch diese hohle Gasse…“: 26 Shuttles sind im Miele-AKL in Gütersloh am Werk.

Seit zwei Jahren erledigen hier autonome Transportroboter des österreichischen Herstellers Servus alle Bewegungen von Behältern und Trays zwischen Einlagerung, AKL, Kommissionierung und einem automatischen Supermarkt. Als erster Fachjournalist erhielt SCOPE-Redakteur Michael Stöcker die Möglichkeit, das System in Aktion zu besichtigen.

Miele-Logistikplaner Markus Kahlert: „Derzeit registrieren wir im Servus-System täglich etwa 8.000 erfolgreich abgeschlossene Einzelaufträge – bei einer Fehlerquote unter 0,5 Prozent.“

„Bis zu 4.500 Waschmaschinen werden hier täglich produziert“, berichtet Markus Kahlert, Logistikplaner des Miele-Stammwerks in Gütersloh, und lenkt meinen Blick auf fünf Montagelinien, an denen Waschmaschinen der neuesten Gerätegeneration gefertigt werden. Das geschieht im 54-Sekunden-Takt pro Linie. Zum Staunen bleibt mir allerdings keine Zeit, denn wir müssen einem Milkrun-Routenzug ausweichen, der gerade in eine der Linien abbiegen will. „Der kommt aus dem Supermarkt unseres neuen AKL, da führe ich Sie nun hin“, erklärt mein Gastgeber und weist den Weg. Einige Schritte später stehen wir vor einem acht Meter hohen und fast 50 Meter langen automatischen Kleinteilelager, in dem in fast 13.000 Stellplätzen abertausend Bauteile – allein das SAP-System von Miele kennt die exakte Zahl – lagern. Wobei der Begriff „lagern“ eigentlich daneben greift. Denn die meisten Bauteile sind Schnelldreher, die kaum eine Ruhepause haben, sondern – kaum kommissioniert und eingelagert – wieder abgeholt und an die Montagelinie geroutet werden. Markus Kahlert präzisiert: „Alle Teile kommen exakt in der Reihenfolge aus dem AKL, in der sie an der Montagelinie benötigt werden – und zwar mit einen Materialvorlauf von etwa einer halben Stunde“.

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Verantwortlich dafür, dass das – und vieles andere mehr – reibungslos funktioniert, sind 26 eifrige Transportroboter, die im AKL sämtliche Hol- und Bringdienste verrichten. Bei diesen flachen Flitzern handelt es sich um Autonomous Robotic Carrier (ARC) des österreichischen Unternehmens Servus Intralogistics. In einem Nonstop-Rundlauf führen sie alle Transporte von Behältern, Leertrays und Leertraystapeln zwischen Einlagerung, Kleinteilelager, Kommissionierplätzen und einem automatischen Supermarkt durch.

Das Tolle an diesen umher flitzenden Lastaufnahme-Robotern ist ihre Unabhängigkeit. Denn über ein Orderboard von Servus und ein Prozessleitsystem (Simatic S7) sind sie steuerungstechnisch in das übergreifende Miele-Netzwerk (HP Integrity NonStop Server) eingebunden und agieren dezentral mit eigener Intelligenz. Feste Grundregeln sind dabei die Einbahnregelung und das Kreisverkehrsprinzip. Servus-Gründer und -Inhaber Christian Beer erläutert, was das in der Praxis bedeutet: „Die ARCs werden nicht zentral gesteuert, sondern handeln eigenständig und entscheiden selbst. Alle ARCs kommunizieren mit ihren internen Agenten über Funk in Echtzeit und fahren daher stets den optimalen Weg“. Und als ich skeptisch nachfrage, erklärt Beer: „Sie können sich einen ARC im Lager wie einen Taxifahrer in Manhatten vorstellen, der seine Fahraufträge von der Taxizentrale – unserem Oderboard – erhält. Während sich der Taxifahrer an Straßenschildern orientiert, erhält der ARC seine Adressinformationen über RFID-Tags an der Strecke. Dabei lässt die von uns entwickelte Logik das Shuttle stets die richtige Abzweigung und den kürzesten Weg wählen.“

An den Stirnseiten des AKL befinden sich je drei Vertikalförderer, die die ARCs in die geforderten Ebenen der Regalanlage liften.

Das AKL von Miele – in weiten Teilen vor etwa zwei Jahren von Servus errichtet – bildet in Gütersloh das intralogistische Bindeglied zwischen dem Wareneingang mit Hochregallager (Europaletten) und den Montagelinien. Es hat 21 Ebenen und drei Gassen. Während an seiner Vorderseite verschiedene Einlagerungsbahnen, drei Kommissionierstationen sowie eine Großladungsträgeranlage von Haro (http://www.haro-gruppe.de) angedockt sind, befindet sich an seiner gesamten Rückseite ein automatischer Supermarkt, an dem Milkrun-Routenzüge im Minutentakt die Behälter mit dem Teilen für die Montagelinien abholen. An seinen Stirnseiten angesiedelt sind je drei Vertikalförderer, die die ARCs in die jeweils geforderten Ebenen der Regalanlage liften. Zurück geht es über Fahrebenen, die die Shuttles zurück zur jeweils gegenüberliegenden Seite des AKL bringen, wo sie über Weichen wieder verteilt werden. Auf der unteren der beiden Fahrebenen passieren die ARCs die Kommissionier-Arbeitsplätze und Einlagerungsbahnen.

An den Einlagerungsplätzen bereitgestellte Leertrays (600 x 400 mm) werden von einem Mitarbeiter mit Behältern in vier verschiedenen Größen bestückt. Auf ihrem Weg zur Übergabe an die Servus-Fahrstrecke wird jedes Tray automatisch mit einem oder mehreren Behältern verheiratet, vom nächsten freien ARC abgeholt und im AKL eingelagert. Die Einlagerung, das Rüsten von Montageaufträgen sowie auch das Auslagern auf Großladungsträger erfolgen an den Kommissionierplätzen. Sobald das System von Miele einen Montageauftrag auslöst, holen die ARCs die dafür benötigen Teile aus dem Regal und fahren sie zu einem der Kommisssionierplätze. Hier landen die Teile via Pick-by-Light in den Zielbehältern. Fertige Behälter werden vom Pick-Platz über eine Zuführpufferstrecke und die Übergabeposition wieder an die Strecke befördert, wo sie ein ARC abholt und im AKL ein- bzw. zwischenlagert. Meldet dann eine Montagelinie ihren Bedarf an, bringt der nächste freie Transportroboter den vorkommissionierten Behälter in den automatischen Supermarkt.

Dieser Supermarkt besteht aus zwei Lagerebenen, die eine manuelle Direktentnahme der Behälter aus dem Regal erlauben (die Trays bleiben im Regal). „Anhand eines grünen Lichtsignals erkennt jeder Milkrun-Fahrer, mit welchen Behältern er seinen Routenzug beladen darf. Durch das Quittieren der Entnahme jedes Behälters löst er gleichzeitig einen ARC-Fahrauftrag für das Abholen des entstandenen Leertrays aus“, erläutert Logistikplaner Markus Kahlert. Hat der Fahrer dann alle Behälter entnommen und in der definierten Reihenfolge auf dem Milkrun abgelegt, macht er sich auf den Weg zur Montagelinie. Zwischenzeitlich bringen Servus-ARCs alle freien Trays zu einem Leertray-Stapler, der einen Stapelpuffer verwaltet. Ist der Puffer voll, werden die Trays stapelweise wieder an die Transport-roboter übergeben und im AKL eingelagert. Sinkt der Leertray-Puffer aber unter eine definierte Marke, wird er wieder gefüllt – auch das übernehmen die ARCs.

„Derzeit registrieren wir im Servus-System täglich etwa 8.000 erfolgreich abgeschlossene Einzelaufträge – bei einer Fehlerquote unter 0,5 Prozent. Das ist ein exzellenter Wert“, berichtet Markus Kahlert. Auf die Frage, warum er sich gerade für ein Shuttle-System und gegen eine konventionelle Lösung mit Regalbediengerät entschieden hat, erklärt er: „Ein Lager mit RGB hätte uns deutlich mehr gekostet und bei weitem nicht die von uns geforderte Flexibilität abgedeckt. Mit Blick auf unsere Durchsatzvolumina und Transportwege benötigen wir hier ein maximal flexibles System, weshalb beispielsweise auch der Aspekt der Skalierbarkeit von zentraler Bedeutung ist.“

Blick auf die Rückseite des Miele-AKL: Acht Meter hoch und fast 50 Meter lang, beheimatet es fast 13.000 Stellplätze. Unten erkennt man die beiden Lagerreihen des automatischen Supermarktes; links daneben zwei Milkrun-Routenzüge beim Beladen.

Skalierbarkeit bedeutet beispielsweise, dass sich das Shuttle-System von Servus sehr unkompliziert dem Grad der Auslastung anpassen lässt. „Ist weniger zu tun, ziehen wir einige ARCs aus dem laufenden Verkehr heraus und parken sie. Brauchen wir hingegen zusätzliche ARCs, so lassen sie sich ganz einfach integrieren – im System anmelden, auf die Strecke setzen, und schon fahren sie mit“, kommentiert Markus Kahlert. Wie er mir außerdem erläutert, lässt sich mit dem Servus-Konzept auch die Verwaltung leerer Trays und Behälter sehr gut managen: „Die Leergut-Logistik läuft einfach im AKL-Betrieb mit, ohne dass wir dafür ein eigenes System benötigen“.

Wie ich von meinen Gesprächspartnern vor Ort erfahre, unterscheidet sich die Servus-Lösung aber vor allem durch zwei entscheidende Flexibilitätsfaktoren von vielen anderen derzeit angebotenen Shuttle-Systemen: Bewegungsfreiheit und Ortsungebundenheit. „Die innerbetriebliche Logistik kann schnittstellenlos von Wareneingang über Lager, Büro, Produktion, Montage oder Kommissionierung bis zu Warenausgang in einem optimalen Fließprozess eingebunden werden. Da unsere ARCs ihre Strecke an der Decke zurücklegen können, ist das System zudem extrem Platz sparend“, berichtet Christian Beer. Und Miele-Logistiker Kahlert erläutert daraufhin, was das für ihn bedeutet: „Weil die ARCs das AKL verlassen und direkt zu den Kommissionierplätzen sowie in die Vor- und Endmontage fahren können, könnten wir mit dem System von Servus alle Bereiche der Intralogistik versorgen – ähnlich wie mit unserem Miele-eigenen Hängebahnsystem, das hier schon seit Jahrzehnten durch das Werk Gütersloh fährt. Darüber denken wir derzeit nach. Das käme auch unserem Wunsch nach Reduzierung des Materialaufkommens an der Montagelinie entgegen.“

Fertig beladender Milkrun-Routenzug auf dem Weg in die Montage. Links im Bild befindet sich ein Ausschnitt des automatischen Supermarktes.

Ein weiteres Flexibilitätsplus der Servus-Shuttles, ist die Möglichkeit, sie mit verschiedenen Lastaufnahmemitteln auszurüsten. Bei Miele sind die ARCs mit dem sogenannten Leanloader ausgerüstet. „Mit diesem Aufsatz können Behälter, Trays oder Werkstückträger mit spezifischer Bodengeometrie be- und entladen werden. Am Übergabe- oder Lagerplatz wird das überstehende Ladehilfsmittel unterfahren und vom Shuttle aufgenommen. Es ist das schnellste Lastaufnahmemittel, da nur eine Ausziehbewegung des Gurts erforderlich ist. Die Behälter und Trays sind gesichert und können nicht verrutschen – daher kann auch in den Kurven die maximale Geschwindigkeit gefahren werden“, erklärt Servus-Firmenchef Christian Beer. Die Alternative dazu wäre der Smartloader, bei dem Riemenpaare ausfahren und die Ware aufladen. Dank des Leanloader-Aufsatzes lässt sich im AKL von Miele aber eine sehr hohe Lagerdichte realisieren, denn die Trays benötigen nur 9 mm seitlichen Abstand voneinander.

Die Autonomous Robotic Carrier von Servus sind spurgeführte und kurvengängige Dreiräder, die sich durch ein optimales Verhältnis von Eigengewicht und Nutzlast (bis 50 kg) auszeichnen. Für die Echtzeitkommunikation und Wegefindung werden Funk- und RFID-Techniken verwendet. Für den Antrieb haben sie energieeffiziente Elektromotoren mit leistungsfähiger Energierückgewinnung, deren Einspareffekt laut Hersteller „gegenüber herkömmlichen Intralogistik-Systemen bei bis zu 90 Prozent liegt“. Dazu kommt, dass die Verweilzeit der ARCs in den Vertikalförderern bei Bedarf zum Aufladen ihrer Supercaps (Superkondensatoren) genutzt wird. Christian Beer betont außerdem, dass das Servus-System „hinsichtlich Wartung und Instandhaltung derzeit wohl die Lösung mit der höchsten Materialschonung ist“.

„Unsere ARCs werden nicht zentral gesteuert, sondern handeln eigenständig und entscheiden selbst.“ Christian Beer, Servus-Inhaber

Nachdem wir das neue AKL nun mehrfach umrundet haben und dabei das eifrige Tun der hellblauen Gassenflitzer aus Österreich beobachten konnten, will ich von Markus Kahlert noch wissen, wie es weitergeht. „Zum einen ist der durchgängige Einsatz des Servus-Systems bis zum Endmontagearbeitsplatz und seine Anbindung an die Vormontage angedacht, wobei wir hier auch die Möglichkeiten zum Zusammenspiel mit fahrerlosen Transportsystemen (FTS) prüfen. Zum anderen wollen wir im Rahmen des kontinuierlichen Verbesserungsprozesses die Effizienz des AKL weiter steigern, indem wir zukünftig viel mehr Doppelspiele fahren, bei denen die Transportroboter zeitgleich sowohl Ein- als auch Auslagerungsaufträge abarbeiten. Das aber setzt eine deutlich komplexere Steuerungslogik voraus“, sagt der Miele-Logistikplaner und blickt hinüber zu Christian Beer. Der nickt wissend und sagt: „Es gibt bei Servus die entsprechenden Software-Module zum Generieren der Doppelspiele. Da Miele aber eine eigene Lagerverwaltungssteuerung einsetzt, wird in Zusammenarbeit ein optimales Verfahren erstellt und in Kürze umgesetzt“. Michael Stöcker

Halle 1, Stand C32

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