Warehousing 4.0.

Das Lager vernetzt sich

Mittels Digitalisierung können sich Logistiksysteme ohne zentrale Steuerung untereinander austauschen und selbst optimieren: Aus der bisherigen Lagerhaltung wird Warehousing 4.0. Das Fachgebiet PSCM an der TU Darmstadt befasst sich mit Lösungen zur Automatisierung und Digitalisierung in der Lagerlogistik.

Beispiel: Förderstrecke in der AKL-Vorzone. (Bild: BLG Logistics/ T. Vankann)

Produktion und Logistik haben in der Vergangenheit viele ähnliche Entwicklungsstufen durchlaufen, die maßgeblich durch neue Technologien und Denkansätze, aber auch durch Veränderungen in der Unternehmensumwelt beeinflusst wurden. Angeregt durch die Transformation „klassischer“ Wertschöpfungsprozesse zu einer „Industrie 4.0“ erfährt daher aktuell nicht nur die Produktion, sondern auch die Logistik fundamentale Veränderungen. Dabei gilt es zunächst festzuhalten, dass der Themenkomplex „Industrie 4.0“ keineswegs homogen und abschließend definiert wurde, sondern vielmehr verschiedene Auffassungen dahingehend existieren, was unter diesem Begriff zu verstehen ist. Der vorliegende Beitrag fokussiert mit der Lagerhaltung einen Teilbereich der Intralogistik, der in Anlehnung an den Industrie- 4.0-Begriff im Folgenden mit „Warehousing 4.0“ beschrieben werden soll.

Da die heutige Logistik – und damit auch die Intralogistik – durch den Wandel von Anbieter- hin zu Käufermärkten auf die Reduzierung von Verschwendung von Material, Arbeit und Zeit hin optimiert wurde, stehen vor allen Dingen „schlanke“ Logistikprozesse (Lean Logistics) im Vordergrund. Diese Prozesse können den Bedarf an immer stärker individualisierbaren Massenprodukten bedienen, benötigen allerdings eine Datenbereitstellung und -verarbeitung in Echtzeit, was erst durch das Internet möglich, aber auch notwendig wurde. Den nächsten (Evolutions-)schritt stellt das „Internet of Things“ (IoT) dar. Aus logistischer Sicht geht es hierbei um die Einbindung aller logistisch relevanten Objekte in das Internet und dadurch um die Erschließung neuer Datenquellen direkt am Entstehungsort einer Information. Mittels dieser Digitalisierung ist es vorstellbar, dass sich ganze Logistiksysteme ohne zentrale Steuerung austauschen und selbst optimieren können. Für eine so umgesetzte Autonomisierung ist allerdings ein sehr hoher Grad an Automatisierung eine Grundvoraussetzung.

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Bereits heute sind viele automatisierte Lösungen in der Intralogistik verfügbar. Dies reicht von automatischen Lager- beziehungsweise Puffersystemen bis hin zu automatischen Sortieranlagen und Fahrerlosen Transportsystemen (FTS). Hierdurch lassen sich einerseits Effizienzsteigerungen sowie eine höhere Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit realisieren, andererseits kann so aber auch der sich abzeichnende Fachkräftemangel kompensiert werden. Die Herausforderungen im Einsatz dieser Automatisierungstechnologien besteht darin, dass vor allen Dingen für kleine und mittlere Unternehmen hohe Investitionskosten einer – zumindest in den meisten Fällen – Inflexibilität dieser Systeme entgegenstehen. Zusätzlich fehlen derzeit noch technologische Lösungen, um alle intralogistischen Prozesse – vor allem die Kommissionierung – automatisieren zu können. Entsprechend sind trotz der hohen Verfügbarkeit automatisierter Lösungen viele intralogistische Prozesse auch heute noch manueller Natur. Als Lösung des Dilemmas zwischen automatisiert-inflexiblen und manuell-flexiblen Lösungen bietet sich die Modularisierung an. Durch den modularen Aufbau automatisierter Intralogistiklösungen können Unternehmen flexibel auf Veränderungen reagieren und die Vorteile automatischer Systeme nutzen.

Neuste Entwicklungen in der Automatisierung betreffen Shuttlesysteme für die automatische Lagerung von Kleinteilen, etwa das Dematic-Multishuttle, ebenso wie für den innerbetrieblichen Warentransport. Hier sind neue Navigationsmethoden für FTS maßgebliche Treiber der Flexibilisierung automatisierter Transportvorgänge. Werden klassische Navigationshilfen wie optische Spuren oder Leitdraht nicht mehr benötigt, können FTS wesentlich flexibler eingesetzt, schneller implementiert und besser erweitert werden. Für den zeit- und kostenintensiven Prozess der Kommissionierung zeigen sich zwei Ansätze, mittels derer zumindest ein teilautomatisier Prozess realisiert werden kann. Einerseits könnte beim klassischen Person-zur-Ware-Prinzip der menschliche Pick- und Transportvorgang durch Serviceroboter ersetzt werden, wodurch der Mensch eine Aufsichtsrolle einnehmen würde. Die großen

Herausforderungen an die Robotik liegen hier wiederum in der Flexibilität, da ein Lager viele verschiedene Artikel mit unterschiedlichen Eigenschaften beinhalten kann. Dies macht eine genaue Erkennung und artikelindividuelle Manipulation notwendig, was mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist. Beispielhaft lassen sich für diesen Ansatz die Systeme der Unternehmen Magazino und Fetch nennen. Andererseits ist das Ware-zur-Person-Prinzip automatisierbar, indem mobile Lagerroboter, zum Beispiel Grenzebach G-Com, Lagerregale zu Kommisionierstationen transportieren und somit der zeitaufwändige manuelle Transport durch das Lager automatisiert wird, während der Pickvorgang (zunächst) manuell (mit technischer Unterstützung) bleibt.

Speziell am Beispiel der Automatisierung des Kommissionierprozesses zeigt sich die Relevanz der Digitalisierung und Informationsbereitstellung. Beim automatisierten „Person“-zur-Ware-Prinzip sind genaue Informationen über alle logistischen Objekte notwendig. Größe, Gewicht, Oberflächenbeschaffenheit, Druckfestigkeit und dynamisches Verhalten der Objekte haben einen maßgeblichen Einfluss auf den Pickvorgang selbst und müssen entweder direkt an den Objekten zur Verfügung stehen, etwa durch RFID-Transponder, oder vom Serviceroboter individuell erfasst werden. Diese Echtzeitdaten können dann zusätzlich die Sichtbarkeit innerhalb des Lagers nachhaltig positiv beeinflussen. Durch die zunehmende Digitalisierung können Informationen dann mithilfe von Datenbrillen, etwa Ubimax xPick, in den Arbeitsablauf menschlicher Kommissionierer integriert werden (Pick-by-Vision i.V.m. Augmented Reality – AR) und können somit den Weg hin zum vollautonomen Lager ebnen. Mittels Virtualisierung kann letztlich noch eine bessere Planung von Lagern und der logistischen Prozesse stattfinden, sodass sich Investitionsentscheidungen – speziell in Bezug auf Automatisierung und Autonomierung – auf einer besseren Grundlage treffen lassen.

Teßmann/Grosse/Glock/

pb

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