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Lagerautomatisierung

Lagerautomatisierung

Die Lagerautomatisierung gilt als eine der wirksamsten Möglichkeiten zur Steigerung der Effizienz der Lagerprozesse. Die logische Konsequenz ist der reduzierte Bedarf an Arbeitskräften und weniger Fehler. Weiterhin verkürzt sich die Zeit in der Ausführung der Aufträge. Zahlreiche Branchenberichte (PMR Consulting & Research, Robotics, Robotics Business Review) erwähnen die Automatisierung zu dem Schlüsseltrend bei der Entwicklung von Lagern. Warum entscheiden sich Unternehmen so gerne dafür? Am häufigsten werden zwei Gründe genannt: die Anforderungen des E-Commerce-Marktes und das Ziel, die Personalkosten zu senken.

In vielen Unternehmen basieren deren Läger nach wie vor auf manueller Arbeit oder verfügen nur über eine Teilautomatisierung (sog. niedrige Automatisierung). Welche Technologien finden sich im automatisierten Lager? Welche Vorteile bringen sie?

Lagerautomatisierung – Technologien

Die Lagerautomatisierung umfasst viele Aspekte und eine sehr breite Palette von Lösungen. Dazu gehören:

  • Automatische Warenidentifikationssysteme
  • Computergestützte Lagerverwaltungssysteme
  • Palettierroboter
  • Automatische Regalanlagen, Regalbediengeräte
  • Drohnen
  • Autonome Roboter (AMR – Autonomous Mobile Robots, AGV – Automated Guided Vehicle).

Automatisches Lager – welche Vorgänge können automatisiert werden?

Die Grundlage der Lagerautomatisierung ist die Identifizierung sich wiederholender Tätigkeiten und Aufgaben. Der nächste Schritt besteht darin, besonders zeitaufwändige, fehleranfällige oder unternehmensrelevante Aufgaben auszuwählen. Es gibt viele Lagervorgänge, die erfolgreich automatisiert werden können. Dazu gehören u. a.:

Lagerautomatisierung – Kommissionierung

Die Automatisierung der Kommissionierung wird durch automatische Ein- und Auslagerungssysteme ermöglicht. Anstelle von Paletten befinden sich in den Regalen üblicherweise Behälter mit genau definierten Abmessungen. Die Kommissionierung erfolgt mit Unterstützung von Automationskomponenten, bestehend aus Regalbediengeräten, Verschieberegalen, Transportern und Förderern.

Zu den gängigen Arten von automatischen Regalanlagen gehören:

  • Regale mit Regalbediengeräten
  • Liftregale
  • Karussellregale

Eine Alternative zu automatischen Hochregalen ist eine Struktur, die als Grid oder Hive bezeichnet wird. Grid ist eine schachbrettartige, großflächige, horizontale Struktur. In den einzelnen Feldern dieses Schachbretts befinden sich Behälter mit Artikeln. Über den Behältern können autonome Kommissionierungsfahrzeuge fahren.

Automatische Warenidentifikation

Unternehmen können eine große Anzahl an Arbeitsstunden sparen, indem sie den Prozess der Warenidentifikation automatisieren. Aufgrund der relativ niedrigen Investitionskosten ist dies in der Regel die erste Phase der Lagerautomatisierung. Ein System zur automatischen Datenidentifizierung könnte aus dem Einsatz von geeigneten Etiketten mit Informationen über die Ware sowie passenden Lesegeräten bestehen.

Zur Kennzeichnung von Waren dienen am häufigsten Barcodeetiketten bzw. RFID-Tags. Auch die DPM-Methode (Direct Part Marking) wird häufig eingesetzt, bei der die Informationen direkt auf das Produkt bzw. seine Verpackung angebracht werden. Der gesamte Prozess der automatischen Identifikation wird durch das WMS-System überwacht. Alle Informationen befinden sich in einer Datenbank.

Lagerautomatisierung – Intralogistik

Die International Federation of Robotics prognostiziert für die kommenden Jahre ein deutliches Wachstum des Einsatzes von AGV- und AMR-Robotern. In der Intralogistik können sie klassische Gabelstapler ersetzen. Worin unterscheiden sich AGV-Roboter von AMR-Robotern?

AGVs (Automated Guided Vehicle) sind selbstfahrende Transportwagen. Die Navigation erfolgt über Leitungen, Magnetstreifen, Sensoren oder Laser. Das bedeutet, dass Strecken, auf denen sich die AGV-Roboter bewegen sollen, entsprechend ausgerüstet werden müssen. Ihre Nutzung ist mit einer genauen Verkehrsorganisation im Lager sowie mit zusätzlichen Infrastrukturkosten verbunden.

AMRs (Autonomous Mobile Robots) sind autonome Fahrzeuge. Sie sind fortschrittlicher und selbständiger als AGV-Roboter. Zur Fortbewegung benötigen sie keine speziell angepassten Strecken, sie müssen lediglich einen digitalen Plan der Umgebung gespeichert haben. Dank eingebauter Systeme können AMRs das Lager selbständig kartieren.

Den Unterschied in der Funktionsweise dieser Roboter wird durch das folgende Beispiel sehr gut verdeutlicht. Wenn wir auf der Strecke eines AGVs ein Hindernis aufstellen, hält er und bleibt so lange stehen, bis das Hindernis entfernt wird. Ein AMR wird es umfahren. AMR-Roboter sind bei der Anwendung deutlich flexibler als AGVs. Die von ihnen gefahrene Strecke kann kurzfristig geändert werden oder dem Roboter können neue Aufgaben zugewiesen werden. Sie sind die richtige Wahl für Lager, die häufig mit Veränderungen konfrontiert sind.

Die Auswahl zwischen AGV und AMR ist durch die individuellen Merkmale des Lagers zu entscheiden. Dazu gehören seine physischen Eigenschaften, die Arbeitsorganisation, das Profil und die Veränderungen der Lagervorgänge und Lagerorte.

Automatische Bestandsinventur

Viele Lager nutzen nach wie vor klassische papiergestützte Inventurmethoden. Diese sind mit hoher Zeitintensität verbunden. Es besteht zudem auch ein höheres Risiko menschlicher Fehler während der Erfassung und der Verarbeitung von Daten. Ein weiterer Nachteil ist die Notwendigkeit, andere Arbeiten im Lager für die Zeit der Inventur zu unterbrechen.

Womit kann diese klassische manuelle Inventur ersetzt werden? Eine Möglichkeit ist die sogenannte permanente Inventur, die mithilfe des Lagerverwaltungssystems durchgeführt wird. Dadurch können einzelne Lagerbereiche sukzessive kontrolliert werden, ohne dass ihre Arbeit unterbrochen werden muss.

Eine andere Möglichkeit sind automatische Inventursysteme unter Einsatz der RFID gestützten Technologie. Diese funktioniert wie folgt: Auf dem sich bewegenden Roboter wird eine RFID-Antenne platziert. Mit der Antenne werden RFID-Tags abgelesen, mit denen alle Produkte gekennzeichnet sind. Dieses System ermöglicht eine vollständige Inventur des Lagers in sehr kurzer Zeit. Allerdings hat die RFID-Technik gewisse Einschränkungen. Dadurch wird sie sich nicht in allen Lagern bewähren.

Lagerautomatisierung – Lagerverwaltung

Die Lagerverwaltung kann mit WMS-Systemen automatisiert werden. Moderne Lösungen dieser Art ermöglichen nicht nur die Erfassung und Verarbeitung von Informationen über Lagervorgänge. Sie können auch komplexe Entscheidungsprozesse unterstützen. Dazu zählen die Folgenden:

Verwaltung der Kommissionierplätze

Die WMS-Software überwacht Informationen zur Warenmenge an den Kommissionierplätzen. Sie werden mit den Angaben zum Lagerbestand des Artikels und dem Bedarf aus Bestellungen in Verbindung gebracht. Durch die laufende Analyse dieser Informationen kann das System zum richtigen Zeitpunkt eine Ergänzung der Waren am Kommissionierplatz in Auftrag geben. Dies gewährleistet einen reibungslosen Warenfluss im Lager unter minimaler Einbeziehung der Mitarbeiter.

Lagerplatzzuordnung

In Anlehnung an definierte Strategien kann das Lagerverwaltungssystem einen für die gegebene Ware optimalen Lagerplatz bestimmen. Das System kann sich an unterschiedlichen Parametern orientieren wie z.B.: Umschlagskoeffizient des Artikels, Entfernung zum Kommissionierplatz, Füllgrad des Beförderungsmittels, Abmessungen des Beförderungsmittels, ADR-Klasse oder Aufteilung in Lagerbereiche, u.a.

Kommissionierstrecke

Das Lagerverwaltungssystem kann die kürzeste Kommissionierstrecke bestimmen. Dabei berücksichtigt das Programm zahlreiche Kriterien und Einschränkungen wie z. B. dass ein Produkt nicht auf einem anderen gestapelt werden kann oder Einschränkungen im Zusammenhang mit ADR. Sind einzelne Kommissionierbereiche im Lager abgesondert, wird das System ein geeignetes Szenario für jeden einzelnen Bereich erstellen.

Lagerautomatisierung – Vorteile

Zur Modernisierung der Läger durch Lagerautomatisierung werden die Unternehmen durch unterschiedliche Ziele und Argumente veranlasst. Lagermanager müssen jedoch immer auf messbare Vorteile hinweisen, die sie mit ihr erreichen wollen. Zu den am häufigsten genannten gehören:

Geringerer Arbeitsaufwand

Durch die Lagerautomatisierung kann der Bedarf an körperlicher oder sich wiederholender Arbeit erheblich reduziert werden. Dies gilt für viele Tätigkeiten im Lager, darunter Kommissionierung, Intralogistik und Verpackung von Produkten. Ein geringerer Arbeitsaufwand ermöglicht es, den Arbeitskräften andere Aufgaben zuzuteilen oder generell die Personalkosten im Lager zu senken. Eine Automatik verringert die Anfälligkeit des Unternehmens gegenüber dem Problem der Verfügbarkeit von Arbeitskräften auf dem Arbeitsmarkt.

Weniger Fehler

Einer der wichtigsten Vorteile der Lagerautomatisierung ist eine enorme Verringerung der menschlichen Fehler. Vor allem derjenigen die während der Kommissionierung oder Inventur auftreten können. Das Problem des Verbringens der Ware an einen falschen Ort kann vermieden werden. Auch viele weniger offensichtliche, aber kostspielige Fehler, wie z. B. das Ablegen schwerer Waren auf empfindlichen Waren, können dadurch eliminiert werden.

Eine weitere Gruppe von Fehlern, die beseitigt werden können, betrifft den Papierumlauf von Dokumenten und die Informationsverarbeitung:

Schnellere Auftragsabwicklung

Die Schnelligkeit der Auftragsabwicklung ist u. a. im E-Commerce von entscheidender Bedeutung. Für viele Kunden ist die Lieferzeit eines der wichtigsten Argumente beim Kauf online. E-Commerce zeichnet sich durch eine hohe Anzahl von Bestellungen mit einem geringen Produktvolumen aus, dabei oft mit Waren aus unterschiedlichen Kategorien. Solche Bestellungen erschweren eine manuelle Kommissionierung.

Durch die Integration des Bestellsystems in das WMS-Programm kann der Informationsfluss zwischen Kunden und Lager erheblich beschleunigt werden. Komponenten der Lagerautomatik ermöglichen es, die Kommissionierung innerhalb einer Zeit durchzuführen, die bei manueller Kommissionierung nicht zu erreichen ist.

Bessere Raumnutzung

Die Automatik ermöglicht eine enorme Steigerung der Effizienz der Lagerraumnutzung. So werden z.B., dank automatischer Regale, keine Kommissionierungszonen mehr benötigt.

Größere betriebliche Leistungsfähigkeit

Die Lagerautomatik kann nahezu 24 Stunden täglich, sieben Tage die Woche arbeiten. Ihre Arbeit hat eine konstante Leistung und Genauigkeit, unabhängig von der Tageszeit und anderen Umständen. Die Lagerautomatisierung macht das Lager widerstandsfähiger gegen saisonale Schwankungen von Bestellungen, z. B. im Zusammenhang mit der Jahreszeit oder den Feiertagen.

Mehr Sicherheit

Durch einen höheren Automatisierungsgrad können Mitarbeiter von einer potenziell gefährlichen Arbeit entbunden werden. Eine Automatisierung bedeutet auch Sicherheit von Waren. Mit ihrer Hilfe kann das Risiko der Beschädigung des Produkts beim Transport verringert werden. In Lagern, in denen empfindliche Waren gelagert werden (Lebensmittel, Pharmazeutika), ermöglicht sie eine kontinuierliche Überwachung der Lagerbedingungen und der Verfallsdaten.

Lagerautomatisierung ist eine strategische Investition. Aufgrund der Höhe der Ausgaben und der Auswirkungen auf die Arbeit im Lager muss sie langfristig geplant werden. Ein rational festgelegter Umfang und passend gewählte Technologien helfen, die gesetzten Ziele zu erreichen.

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