Lagertechnologie

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Lagertechnologie: Neue Technologien für die Lagerhaltung

Den Hauptteil der Kosten für die Lagerhaltung machen in der Regel die Personalkosten aus. Nicht selten liegen sie sogar bei rund 80 Prozent der Gesamtkosten. Um große Läger wirtschaftlich betreiben zu können, setzen renommierte Logistiker wie Amazon, aber auch die Pharma- oder Automobilindustrie auf Lagerautomatisierungen, die nicht nur den Personalbedarf verringern, sondern auch die Qualität und die Bearbeitungszeiten verbessern.

Lagerhalle mit Regalsystemen © scaliger, fotolia.com
Lagerhalle mit Regalsystemen: Automatisierung oder nicht. Das ist hier die Frage © scaliger, fotolia.com

Denn mit einer Lagerautomatisierung lassen sich beispielsweise die Wegzeiten für eine einzelne Ein- oder Auslagerung auf ein Minimum reduzieren, während Fehlfahrten vermieden werden, die bei einem menschlichen Kommissionierer oder Lagermitarbeiter nie komplett ausgeschlossen werden können.

Um ein Lager zu automatisieren, muss eine entsprechende technische Infrastruktur geschaffen werden. Dabei wird unterschieden zwischen vollständig automatisierten Lägern, in denen sich Menschen nur zur Wartung oder Störungsbeseitigung aufhalten, und teilautomatisierten Lägern, in denen Mensch und Maschine einander zuarbeiten. Ein weiteres wichtiges Unterscheidungskriterium ist, ob die Automatisierung sich auf den Materialfluss bezieht (Ein- und Auslagerung, Transport) oder auf die Kommissionierung.

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Fördertechnik zur Automatisierung des Materialflusses

Damit Waren automatisch von A nach B gelangen können, müssen Fahrstrecken eingerichtet und technisch ausgestattet werden. Beispielsweise mit Scannern und Lichtschranken, mit denen der genaue Standort einer Ladeeinheit ermittelt und an den Materialflussrechner (MFR) gemeldet werden kann. Dieser Rechner ist verbunden mit dem Lagerverwaltungssystem, in dem z. B. die Kommissionier- und Einlageraufträge verwaltet werden. Während eine Lichtschranke jedoch nur erkennen kann, ob das von ihr überwachte Teilstück frei oder belegt ist, kann ein Scanner zusätzlich auch die Ladeeinheit erkennen, indem er einen dort angebrachten Barcode scannt und die Informationen an den MFR meldet.

Die folgende Grafik fasst die Hierarchie der verschiedenen IT-Systeme bei einer Lagerautomatisierung zusammen:

Hierarchie der verschiedenen IT-Systeme bei einer Lagerautomatisierung
Hierarchie der verschiedenen IT-Systeme bei einer Lagerautomatisierung

Die Fördertechnik stellt dabei die physikalische Ebene dar. Die gesamte Förderstrecke ist mit Scannern und Lichtschranken ausgestattet, die über eine SPS-Anbindung angesteuert und ausgewertet werden können. Die SPS meldet ihre Daten an den MFR, der alle auf der Fördertechnik befindlichen Ladeeinheiten verwaltet, bis diese abgemeldet werden, indem sie im Lagerverwaltungssystem entweder das Kennzeichen „eingelagert“ erhalten oder aus dem System genommen werden – etwa weil die Ware für einen Auftrag verpackt wird.

Die Verwaltung der Lagerplätze erfolgt auch bei manuell betriebenen Lägern auf der Ebene der Lagerverwaltung. Die wiederum ist über eine Schnittstelle mit dem Hostsystem verbunden, auf dem Stamm- und Bewegungsdaten verwaltet werden.

Nicht nur die IT wird durch eine Lagerautomatisierung erweitert (was bei der langfristigen Kostenplanung ebenso berücksichtigt werden muss wie bei der Planung des Investitionsvolumens), sondern auch die räumliche Situation wird durch Fördertechnik beeinflusst. Denn je größer und schwerer die Ladungsträger sind, die bewegt werden müssen, umso größer (und teurer) wird auch die Technik, die dafür eingesetzt wird. Lässt sich eine Rollenbahn für Kleinladungsträger (KLT) noch relativ kostengünstig außerhalb der regulären Fahrstrecken am Boden installieren, eignen sich für den automatischen Palettentransport eher fahrerlose Transportsysteme (FTS) oder kurze, bodennah montierte Rollenbahnen an Übergabestationen.

Auomatisiertes Fahren © Linde Material Handling
Auomatisiertes Fahren © Linde Material Handling

Ohne genaue Planung keine Automatisierung

Ob und in welchem Umfang sich eine Lagerautomatisierung lohnt, muss in jedem Einzelfall genau bewertet werden. Eine vollständige Automatisierung, bei der keine Mitarbeiter mehr im Lager tätig sind und alle Güterströme automatisiert erfolgen, lässt sich in der Praxis nur auf der grünen Wiese realisieren, also bei einem Neubau. Denn anders als bei klassischen Lägern muss hierzu auch eine erhebliche technische Infrastruktur geschaffen, verkabelt, geprüft und in Probeläufen eingefahren werden. Das kostet Zeit und Platz.

Teilautomatisierungen, bei denen etwa die Andienung von Einlagerware vom Wareneingang ans Lager über Rollenbahnen erfolgen soll, lassen sich hingegen auch im laufenden Betrieb vornehmen, erfordern jedoch deswegen nicht weniger planerischen Vorlauf. Dabei gilt: Je technisch anspruchsvoller (und damit auf lange Sicht kostengünstiger) eine Automatisierungslösung ist, desto höher sind die Vorlaufkosten und der Zeitbedarf für die Planung, Realisierung und Installation.

Bei der Planung müssen nicht allein die erforderlichen Wegstrecken berücksichtigt werden, sondern auch ausreichende Pufferstrecken oder -flächen. Denn ohne Puffer würde eine fördertechnische Verbindung die beiden Bereiche (z. B. Wareneingang und Lager oder Lager und Versand) synchronisieren; jede Ladeeinheit, die im vorgelagerten Bereich aufgegeben wird, muss direkt im Anschluss im nachgelagerten Bereich aufgenommen werden. In der betrieblichen Praxis zeigt sich jedoch, dass diese Synchronisierung nicht immer sinnvoll und gewollt ist: Werden mehrere Positionen eines Auftrages von verschiedenen Kommissionierern in unterschiedlichen Gängen kommissioniert, müssen diese im Versand konsolidiert werden, bevor die Sendung fertiggestellt werden kann.

Bei KLT bietet sich ein Kreiselpuffer oder ein kleines automatisches Behälterlager an, während bei Paletten zumeist separate Palettenregale aufgestellt werden, in denen die Paletten auftragsbezogen zwischengepuffert werden. Die dafür notwendige Stell- und Arbeitsfläche muss jedoch bereits bei der Planung des entsprechenden Bereiches berücksichtigt werden, um die geplanten Einsparungen an Zeit und Personal zu realisieren.

Fazit: Argumente für und gegen eine Lagerautomatisierung

Vorteile Automatisierung:

  • Verringerung der Durchlaufzeiten für Ein- und Auslagerprozesse
  • geringere Fehleranfälligkeit (Fehleinlagerungen, Fehlkommissionierungen)
  • Personal- und Kosteneinsparungen
  • geringeres Unfallrisiko

Nachteile Automatisierung:

  • hohe Anfangsinvestitionen
  • längere Planungs- und Bauzeit
  • zusätzliche Kosten für Wartung und Reparaturen
  • zusätzliche IT-Infrastruktur erforderlich

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