Intralogistik

Blickpunkt Lagertechnik

Automatische Kleinteilelager: Regalbediengeräte oder Shuttles? In den vergangenen Jahren haben Shuttles die Logistiksysteme im Bereich der automatisieren Kleinteilelager (AKL) als Alternative bereichert. Es wurden unterschiedliche Shuttle-Technologien und Konzepte erfunden, die sich auf dem Markt durchgesetzt haben. Welche Vorteile bieten diese Systeme? Werden Regalbediengeräte überflüssig?

Darstellung der Konzeptbewertung.

Für ein AKL bietet unter anderem die Gebhardt Group drei Lagerkonzepte: RBG, OLS, MLS. Ein Regalbediengerät (RBG) kann alle Ebenen einer Regalgasse bedienen. Das Storebiter 300 One-Level-Shuttles (OLS) wird in allen Regalebenen eingesetzt oder mittels Senkrechtförderern zwischen den Ebenen umgesetzt. Darüber hinaus können die Storebiter 300 Multi-Level-Shuttles (MLS) eine geeignete Lösung sein: MLS sind Shuttles mit Hubvorrichtung, um mehrere Ebenen bedienen zu können. In einer Gasse werden mehrere MLS übereinander eingesetzt.

Nachfolgend werden diese drei Lagersysteme beschrieben und anhand von fünf wesentlichen Bewertungskriterien verglichen:

  • Anzahl der ein- und ausgelagerten Ladungsträger je Zeiteinheit. (Definition nach FEM 9.851)
  • Stahlbau (zum Beispiel Regal, Zugangstreppen, Wartungsbühne), Fahrzeuge (OLS, MLS oder RBG), Gangausrüstung (zum Beispiel Schienen, Übergabeplätze).
  • Strom, Wartung, Inspektion, Verschleißteile.
  • Wahrscheinlichkeit, das Element zu einem beliebigen Zeitpunkt während der Betriebszeit in einem Zustand anzutreffen, der eine störungsfreie und korrekte Ausführung der betrachteten Funktion erlaubt. (Definition nach FEM 9.221)
  • Kennzahl zur effektiven Nutzung des Lagervolumens. Der Raumnutzungsgrad ist definiert als der Quotient aus der Summe der Außenvolumina der Lagereinheiten zum Grundvolumen des für das Lager erforderlichen Raumes.
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Das RBG besteht aus Tragwerk, Fahrantrieb, Hubwerk und einem oder mehreren Lastaufnahmemitteln. Meistens wird in jeder Gasse ein RBG eingesetzt, das die Fördergüter ein- und auslagert. Es ist auch möglich, mehrere RBG auf übereinanderliegenden Schienen sowie mehrere RBG auf der gleichen Schiene einzusetzen. Diese Technologie hat sich bewährt und wurde beispielsweise durch den Einsatz moderner Faserverbundkunststoffe weiterentwickelt. Dadurch kann das Eigengewicht der Geräte bei höherer Steifigkeit reduziert und somit auch störende Mastschwingungen verhindert werden.

Das Shuttle Storebiter 300 OLS besitzt im Gegensatz zu einem RBG keine Hubfunktion. Das einzelne Gerät ist leicht; in jeder Ebene des Regals muss jedoch eine Schiene vorhanden sein. Je nach Leistungsanforderung wird jede Ebene mit einem Shuttle bestückt oder die Anzahl der Shuttles entsprechend reduziert. Am Ende einer Gasse befinden sich Aufzüge, über welche die Abgabe der Behälter erfolgt und/oder die Shuttles die Ebene wechseln können. Entscheidend für den hohen Durchsatz und die Verfügbarkeit ist ein dynamischer Aufzug, der zugleich verschleißarm und wartungsfreundlich zu gestaltet ist.

Die Storebiter 300 MLS verbinden die Eigenschaften der beiden Technologien. Diese Shuttles mit geringer Hubfunktion können bis zu sieben Ebenen bedienen, ohne umgesetzt zu werden. Mehrere dieser Shuttles werden übereinander in einer Gasse angeordnet und sorgen so für eine gute Leistung bei hoher Verfügbarkeit. Durch einen elektrischen Seilzug und einem Handwagen am Gassenende lassen sich diese kleinen Geräte gegebenenfalls schnell austauschen.

Bei hohem Umschlag eignen sich Shuttles besser
Wenn hohe Umschlagleistungen gefordert werden, sind bevorzugt Shuttles (MLS und OLS) einzusetzen. Ein Mittel für hohe Durchsätze ist unter anderem die Parallelisierung der Arbeitsabläufe und Fördergutbewegungen. Dies wird durch die hohe Anzahl der Shuttles übereinander realisiert. Bei einem Vergleich ist es hier wichtig, die Systemgrenze nicht nur auf die Gasse, sondern auf das komplette Lager festzusetzen. Insbesondere bei OLS-Konzepten können Senkrechtförderer oder Teile der Fördertechnik zum System-Engpass werden, welche die mögliche Anzahl von Ein- und Auslagerungen der OLS limitieren. Das Ziel muss immer die Optimierung des kompletten Intralogistiksystems sein.

Wichtige Faktoren für die Investitionskosten sind der Stahlbau und die Anzahl der eingesetzten Geräte. Mit einem RBG entstehen die geringsten Kosten, da je Gasse nur ein Gerät notwendig ist und Senkrechtförderer nicht erforderlich sind. Zudem ist es nicht nötig, den Regalbau nach den dynamischen Kräften und dem Eigengewicht der Geräte auszulegen; ein RBG ohne Antipendelantrieb leitet keinerlei Kräfte in das Regal ein.

Die Betriebskosten sind größtenteils durch Stromkosten begründet. Eine wichtige Rolle spielt daher die Energieeffizienz der Geräte. Das Verhältnis Eigengewicht zu Nutzlast ist bei den Shuttles (MLS und OLS) besonders vorteilhaft und führt zu niedrigen Stromkosten pro Gerät. Nicht vergessen werden darf dabei, dass mögliche Übergabeplätze sowie der für einen hohen Umschlag notwendige hochdynamische Aufzug ebenfalls Strom benötigen.

Der Ausfall eines defekten Shuttles (MLS oder OLS) würde nur zum Stillstand eines kleinen Teils des gesamten Lagersystems führen. Zudem ist es für solche Systeme möglich, die Geräte auszutauschen, um die Stillstanddauer zu reduzieren. Das sorgt für ausgezeichnete Verfügbarkeit.

Für eine bestimmte Lagerfläche wird der höchste Raumnutzungsgrad mit dem MLS und RBG erreicht. Da bei dem RBG nur eine Schiene auf dem Boden verlegt wird, gibt es im Regal selbst keinen Platzverlust durch zusätzliche Schienen oder Wartungsbühnen. Bei den MLS-Systemen sind die Platzverluste minimal.

Besonders interessant ist die gemeinsame Betrachtung aller Bewertungskriterien. Dies bedeutet, dass die passende Lösung im Einzelfall stark von den Kundenwünschen und somit dessen individueller Gewichtung abhängt.

J. Eder, T. Klopfenstein/pb

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