Materialfluss Round Table: Energieeffizient in die Zukunft

Vom Fahrzeugkonzept her ist für Dambach die Batterie, also der Energiespeicher, das zentrale Thema. Lithium-Ionen sind, so Dr. Roland Thumm, geschäftsführender Gesellschafter der Dambach Lagersysteme GmbH & Co. KG, sicher ein interessanter Ansatz, weil die Zykluszeiten und Ladezeiten sehr kurz sind „und viele unserer Fahrzeuge im Zwei- oder Drei-Schichtbetrieb eingesetzt werden. Diese Technologie treiben sicherlich auch die großen Unternehmen der Automobiltechnik entwicklungstechnisch voran. Wir selbst sehen uns dabei mehr auf der Verbraucherseite derartiger Batterietechnologien. Uns entwicklungstechnisch in ambitionierte Projekte einzukaufen, betrachten wir als nicht machbar.“

Von Forstner: „Wir wollen nicht so lange warten, bis uns irgend ein Lieferant ein Batteriekonzept anbietet. Die Batterie, die wir jetzt anbieten, ist eine Eigenentwicklung. Die Zellen sind zwar gekauft, aber die Intelligenz des Batteriemanagements und auch die Kommunikation zwischen der Lithiumbatterie und dem Fahrzeug machen wir selbst. Dort sitzt auch das Know-how. Der auf der CeMat gezeigte Deichselhubwagen ist zwar um ein paar tausend Euro teurer, allerdings geben wir für die Lebensdauer auch mindestens die doppelte Zeit an. Bei Gesprächen mit künftigen Anwendern dieser Fahrzeuge wurde gerade die Wartungsfreiheit positiv bemerkt, ebenso wie der schnelle Batteriewechsel. Hinzu kommt noch, dass das Fahrzeug sehr viel kompakter geworden ist, was gerade auf der Lkw-Rampe ganz entscheidend ist. Selbst wenn es sich nur um 70 mm handelt, so spürt man das dort jeden Tag.“ Zwar sei heute noch nicht jeder Kunde bereit, dafür mehr Geld auszugeben - dazu müsse die Batterietechnik noch sehr viel günstiger werden - doch sehe man auch heute schon Einsatzgebiete, in denen sich Kunden finden lassen.

Dr. Thumm: „Bei uns ist der Vertrieb ein ganz anderer, wir verkaufen die Geräte nicht über den Preis, sondern über die Funktion. Das heißt, unsere Argumentationsschiene lautet, was kostet eine Ein- und Auslagerung und wie lange kann ich mit dem Gerät arbeiten? Wenn diese neue Batterietechnologie die Betriebskosten wesentlich senkt, ist das vertriebstechnisch kein Argument. Dass der Kunde ohne einen Zusatznutzen bereit ist, mehr Geld auszugeben, bezweifele ich.“

Jungheinrich konnte bei dem neuen Fahrzeug die Energieeffizienz im Vergleich zu einem Standardniederhubwagen um 30 % senken, was erstens daran liegt, dass das Fahrzeug 150 kg weniger wiegt, und dass zweitens der Wirkungsgrad der Batterien selbst sehr viel höher ist. Sie werden nicht so warm, sie können besser zurückspeisen, was natürlich gerade bei Hubgeräten ein Thema ist. Deshalb lässt sich die Batterie kleiner ausführen, was bedeutet, dass sie leichter ist und leichter zu wechseln. Von Forstner: „Trotzdem sagen wir, so wie wir das Gerät vorgestellt haben, ist das ein Konzept, wie es bei diesem Fahrzeug einsetzbar ist. Bei anderen, größeren Fahrzeugen, können die Konzepte auch ganz anders aussehen.“

Neue Werkstoffe

Für die Produkte von Dambach wäre eine leichtere Batterie kein Segen, sondern, so Dr. Thumm, „unter Umständen tödlich - denn wir müssten den Gewichtsvorteil wieder ausgleichen. Ich glaube, wir sollten uns nicht nur auf die Batterie konzentrieren, sondern uns ansehen, wie sich der Energieverbrauch noch weiter reduzieren lässt. Dabei sind wir in den letzten Jahren schon einen wesentlich Schritt vorangekommen. Elektromotoren und Drehstrom waren nur der erste Ansatz, um die Energieverbräuche zu senken. Wie aber wie sieht es bei den Hilfsaggregaten, mit der Hydraulik aus? Wir haben festgestellt, dass bei unseren Schmalgangstaplern über 180 bar Druck erzeugt werden, aber nur 110 ankommen. Das heißt, wie haben rund 70 bar Reibungsverluste. Daher war für uns der nächste Schritt, überall dort kleine dezentrale Hydraulikaggregate einzubringen, wo die Energie an sich verbraucht wird. Das Ergebnis sind 30 % weniger Energieverbräuche. Wir können dann mit unserem Stapler statt 250 über 300 Paletten ein- und auslagern.“

Gewichtsreduzierung bei Schmalgangstaplern sei auch eine historische Denkweise, es müsse alles sehr stabil, sprich eisenhaltig sein. Vielleicht, so Dr. Thumm, „gibt es ja wirklich neue Werkstoffe, durch die sich Gewicht reduzieren lässt und dann hat man den Vorteil, ein geringeres Gegengewicht zu brauchen und kann auch eine Lithium-Batterie einsetzen. Da ist die Entwicklung noch lange nicht am Ende.“

Es gibt auch schon konkrete Ansätze dafür. Dambach ist in einem Forschungskreis sehr aktiv, in dem man derzeit mit Systemstudien Anträge stellt, neue Werkstoffe auch der Staplerbranche, speziell in der Mastfertigung, zugänglich zu machen. Es geht um Verbundwerkstoffe, also um Werkstoffe, komponiert aus verschiedenen Werkstoffdetails. Dr. Thumm: „Es gibt da verschiedene Kriterien. Man kann die Dämpfung erhöhen oder das Gewicht des Werkstoffes, ebenso wie die Festigkeit des Bauteils. Die Frage ist, was will ich: Mehr Festigkeit, bessere Dämpfungseigenschaft? Will ich die Vibration reduzieren, vielleicht die Traglast erhöhen? Das Alles muss punktuell untersucht werden. Ein Verbundwerkstoff bringt jedoch Verbesserungen in alle drei Richtungen: Er erhöht die Festigkeit, reduziert das Gewicht und erhöht die Dämpfung.“

Nach den Worten Michael von Forstners muss man von der Funktion ausgehen, fragen, was der Werkstoff alles können muss - und ihn danach aussuchen. Jungheinrich beobachtet die Entwicklungen intensiv und sieht durchaus Chancen, die Fahrzeuge immer besser zu machen, indem ganz unterschiedliche Richtungen einschlagen werden. Er weist dennoch darauf hin, dass von den 100 % der Energie, die man für ein Flurförderzeug von der Steckdose nimmt, 20 % in der Batterie verloren gehen, und 20 % noch einmal mal im Ladegerät. Volle 40 % sind also bereits nutzlos verbraucht, bevor sie irgendwo in einem Elektroaggregat ankommen.

Von Forstner: „Da sind die größten Hebel, und genau da setzen wir mit Hochfrequenz-Ladegerät und künftig den Lithium-Batterien an. Natürlich werden alle anderen Nebenfunktion bei jedem Entwicklungsprojekt immer wieder eruiert immer wieder analysiert, um das letzte aus dem Fahrzeug herauszuholen. Energieeffizienz ist ja für uns kein neues Thema. Es ging immer schon darum, möglichst lange mit einer Batterieladung auszukommen. Bei der Batterietechnik hat sich ein bisschen was getan, allerdings nicht genug, um Energieeffizienz aus dem Fahrzeug herauszuholen. Von daher dieser Hype. Dr. Thumm: „Intelligentes Energiemanagement heißt ja nicht mehr bezahlen, der Kostenvorteil liegt beim Kunden. Die Energiekosten werden gesenkt, die Funktionsdauer der Geräte erhöht. Wenn ich dann den Batteriewechsel reduziere, um zwei- oder dreischichtig mit einer Batterieladung zu fahren, ist das ein erheblicher Vorteil. Was sich noch verändert habe, seien natürlich die Energiekosten, besonders für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Daher bedeute es schon einiges, einen Liter pro Stunde bei 1 000 oder 2 000 Stunden im Jahr zu sparen. Dazu käme noch die Frage, was ein Batteriewechsel koste, die auch nicht unerheblich sei.

Stichwort Ergonomie

Auf die Frage, wie hoch denn die Bereitschaft sei, für ergonomische Geräte mehr Geld auszugeben, erläutert Michael von Forstner, dass Ergonomie an sich ja kein Geld kostet - es ist der Fahrer, der das Geld kostet, und zwar mehr als die ganze Maschine. „Beim Vergleich, wie viele Paletten man denn pro Stunde oder pro Schicht schafft, spielt nicht nur die Leistung eines E-Motors eine Rolle, sondern natürlich auch, wie sich das Fahrzeug bedienen lässt. Da spielt die Ergonomie eine ganz, ganz wichtige Rolle. Ein Fahrzeug produktiv zu bedienen, das steht bei uns im Vordergrund!“

Einig sind sich die Gesprächsteilnehmer darüber, dass ein Gerät für den Fahrer einfach zu bedienen sein muss. Er muss auf das Gerät aufsteigen und sofort mit dem Umfeld klarkommen, ohne vorher stundenlange Gebrauchsanweisungen zu lesen.

Dazu versucht Dambach, das Design des Arbeitsplatzes Stapler zu verbessern, indem zielgerecht Industriedesigner eingeschaltet werden, die sich der Farbgebung bis zur geometrischen Verformung eines Bedienknopfes annehmen. Dabei gibt es natürlich technologische Grenzen. Dr. Thumm fordert in diesem Zusammenhang dazu auf, nicht zu vergessen, dass es irgendwann Fahrer geben wird, die 69 Jahre alt sind - und von denen erwartet wird, dass sie acht Stunden oder länger eine Funktion erfüllen.

Unter Bedienungsvereinfachung versteht Jungheinrich auch immer mehr den Einsatz von intelligenten Assistenzsystemen, die dem Fahrer helfen, produktiver zu werden. So zum Beispiel mit der Lagernavigation, die im Breit- und Schmalgang einzusetzen ist, wo der Fahrer nur noch Gas gibt, das Fahrzeug automatisch an die richtige Position fährt, und zwar geschwindigkeitsoptimal und absolut stresslos. Ein Beitrag dazu, dass auch ältere Fahrer immer noch dieselbe Leistung bringen können.

Herstellerübergreifende Standards für die Gestaltung der Grundfunktionalitäten auf Fahrzeugen gibt es nicht. Die Gesprächsteilnehmer können sich nach heutigem Stand auch nicht vorstellen, dass man das überhaupt möchte. Dazu sind die Interessenslagen viel zu unterschiedlich. Von Forstner: „Ich kann mir das nicht vorstellen, es wird ja schon ziemlich viel genormt und an diese Normen halten wir uns natürlich auch. Auf der anderen Seite versuchen viele Hersteller, sich durch Ergonomieprinzipien auch abzugrenzen. Das heißt, dass, wie etwa beim Mercedes, bestimmte Erfahrungen dazu führen, aus Ergonomiegründen immer wieder einen Mercedes zu kaufen. Es sind einfach bestimmte Dinge, die eine Marke als etwas Besonderes ausweisen. Es geht dabei jedoch nicht darum, es genau anders zu machen als der Wettbewerb. Es geht darum genau zu schauen, wie es eigentlich richtig ist. Natürlich schaut man zum Wettbewerb, aber man entscheidet sich nicht gegen den Wettbewerb, sondern für die beste Lösung.“

Dr. Thumm: „Wir versuchen, durch eine bestimmte Bedienungsphilosophie Fahrer zu binden. Er muss sich sofort mit einem Dambach-Gerät vertraut fühlen. Er muss also Umlernprozesse durchlaufen, wenn er auf ein Jungheinrich-Gerät geht, und umgekehrt genauso. Jeder Hersteller möchte seine eigene Struktur haben. Energie sparen kann man auch, wenn man die richtige Lagerstrategie hat. Das bringt manchmal mehr, als mehr kW in die Elektromotoren zu packen, um schneller zu fahren. Die Wege abzukürzen oder vielleicht einen Weg gar nicht zu fahren, spart am meisten Energie. In diese Richtung berät Jungheinrich die Kunden. Diese Beratung reicht von der Materialflussanalyse bis zum Warehousemanagementsystem, von dem Fahrzeuge geführt werden, Fahrer ihre Aufträge bekommen - und zwar routenoptimiert, teilweise per Navigation. Ähnliche Wege geht auch Dambach mit einem Staplerleitsystem, mithilfe dessen die Geräte optimiert eingesetzt werden. Darüber hinaus bekommt der Fahrer bestimmte Regulatoren vorgegeben. Wird eine Zielposition angefahren, kann es sein, dass der Fahrer in der Hubgeschwindigkeit begrenzt wird, um Energie zu sparen. Wenn er schneller mit der Fahrbewegung dort ist, kann er nicht so schnell heben, wie er will.“

Zum Thema der Warehousemanagementsysteme (WMS) und zu ihrer Bewertung sind sich die Teilnehmer der Diskussion einig, dass diese jeweils nur beim konkreten Anwendungsfall zu beurteilen sind. Es sei die Anpassungsfähigkeit auf den jeweiligen Einsatz, die ein gutes System ausmachen. Das WMS von Jungheinrich ist auf den Kundenbedarf, optimiert auf die Fahrzeuge, bzw. Datenfunkterminals, ausgerichtet. Dambach hat kein eigenes System, sondern arbeitet mit Systemlieferanten zusammen. Dass es oftmals massive Abstimmungsprobleme mit kundenseitigen WMS gibt, kann sein, muss aber nicht sein. Die berühmte, genormte funktionale Schnittstelle gäbe es nicht, aber man könne eine Standardschnittstelle anbieten und einen Block zwischenschalten, der die entsprechenden Informationen in das Kunden-WMS umsetzt, ohne die Standardschnittstelle zu verändern.

Entwicklungspotenziale der Zukunft

Bei den Konzeptfahrzeugen, die auf der CeMAT zu sehen waren, hat Michael von Forstner nichts Neues entdecken können: „ Das eine war eben kubisch und nicht mehr rund, das andere vielleicht ein bisschen detaillierter. Gezeigt wurden eigentlich nur die Trends, die auf der letzten CeMAT zu sehen waren. Wobei die Umsetzung der Trends, wenn man in die technischen Details reingeht, schon Fortschritte gemacht hat. Wenn man heute über Lithium-Batterien diskutiert, spricht man darüber als ein ganz normales Standardprodukt. Für uns war das schon ein Meilenstein, ähnlich vielleicht der Einführung der Drehstromtechnik, dass die Lithium-Batterie langsam in Serie kommt. Zwar geschieht das nur in einem kleinen Fahrzeug, es ist nur eine kleine Batterie, aber wer weiß, was da noch kommt?

Keiner redet mehr von Brennstoffzellen, aber alle über Batterien. Es wird über große Fabrikationshallen, neue Firmen gesprochen, die diese Zellen in Zukunft auch sehr wirtschaftlich herstellen können. Genau dort wollen wir hinein springen. Wir produzieren seit über 50 Jahren Elektrofahrzeuge, warum sollten wir nicht die ersten sein, die auch die neuen Batterien einsetzen. Ich habe aber nichts Neues gesehen, was darauf hindeutet, dass daraus Serienlösungen werden. Was man als Trend ausmachen kann, ist, dass alle Hersteller auf Energieeffizienz fokussieren.

Die Fahrzeuge werden in Zukunft energieeffizienter sein und durch neue Batterien sicherlich auch kompakter. Das lässt für das Fahrzeugdesign einige Freiheiten zu, und alle sind gespannt, wie sich das bei den anderen Fahrzeugsegmenten umsetzen wird. Automatisierung könnte ein weiterer Trend sein, nicht für alle Fahrzeuge, aber für Fahrzeuge, die immer wieder auf dem selben Weg eingesetzt werden. Da kann ich mir durchaus vorstellen, dass auch automatisierte Serienfahrzeuge eine Chance in der Zukunft haben. Das dritte Thema sind vielleicht noch Assistenzsysteme, also Systeme, die dem Fahrer helfen, in teilautomatisierte Funktionen zu gehen, um noch produktiver zu werden.“

Den verstärkten Einsatz von Assistenzsystemen, um den Fahrer zu entlasten und die Leistungsfähigkeit des Fahrzeuges zu erhöhen, macht auch Dr. Thumm als Trend aus: „Ich sehe den Trend in Richtung Halbautomatik, so dass gewisse Funktionen, die man heute durch Knöpfe darstellt, in Zukunft automatisch ablaufen. Entwicklungspotenziale liegen auf alle Fälle bei den Werkstoffen, indem man versucht, diese funktionsgerecht auszuwählen. Ich sehe in Folge davon auch eine Energiereduzierung.“

Das Thema Kommissionieren wird immer wichtiger. Bei automatischen Kommissioniersystemen, aber sicherlich auch bei manuellen, muss man sich überlegen, wie man sie optimieren kann. Deshalb will Jungheinrich in diesem Bereich aktiver werden und Lösungen anbieten, die es wirtschaftlicher machen, diese Kommissionierung vorzunehmen. Dr. Thumm: „Kommissionieren wird sicherlich anspruchsvoller werden. Wir haben es mit immer kleineren Gebinden zu tun, müssen also intelligente Strategien zur Verfügung stellen und das auch ohne entsprechende Kommissionierhilfen. Ob die in letzter Konsequenz immer vollautomatisch sein müssen, ist eine Frage, die sich über die Kosten entscheidet. Die Integration von Kommissionierfunktionen ist ein großes Thema bei uns.“

Ist die Staplertechnologie ausgereizt? Auf diese Frage war die Antwort ein klares „Nein“. Dr. Thumm: Wir sprechen hier von Batterien, von Werkstoffen, von neuen Antriebskonzepten, von dezentraler Hydraulik. Das ist eine Umsetzung von technologischen Innovationen, stellenweise in ganz anderen Industriebereichen, etwa bei der Vernetzung der Geräte mit den Systemen. Eine Palette wird in ein paar Jahren noch genau so aussehen wie heute, die muss ich irgendwo rausnehmen. Da steckt noch einiges im Köcher.“

Michael von Forstner: „Innovation ist etwas, wofür der Kunde Geld bezahlt, also bestimmt etwas ganz wesentliches, zudem etwas, was ihn richtig nach vorne bringt. Wir reden also nicht über ein oder zwei Prozent Verbesserung. Bei der Vernetzung von Schmalganggeräten, um Palettenfächer anzufahren, eine Produktivitätssteigerung von 30 % zu erreichen, dadurch, dass das Fahrzeug automatisch den Regalplatz anfährt - und zwar auf dem optimalen Weg, mit der besten Geschwindigkeit. 30 % schneller zu sein, das ist für mich schon eine Innovation, die den Kunden vorwärts bringt.

Nach der Krise ein Boom?

Dambach ist als kleines Unternehmen sehr global aufgestellt und hat bei den Staplern eine Exportquote von 80 %: „Nicht Deutschland ist unser Markt, sondern die Welt. Die ist im Moment allerdings sehr unruhig. Da habe ich schon meine Bedenken, dass wir jetzt so wie wir die Krise herbeigeredet haben, jetzt einen Boom herbeireden. Wir sollten aufpassen, dass wir das nicht auch überziehen. Jeder meint, es geht wieder aufwärts und es wird so weitergehen, wie es 2008 war. Das wird aber nicht der Fall sein. Wir werden umdenken müssen. Diese Aufwärtsphasen, dieses Wachsen, Wachsen, Wachsen - ich glaube, das werden wir auf Dauer nicht halten können.

Die Frage ist, ob die vielen positiven Nachrichten nicht aus einem Nachholbedarf resultieren. Wir nähern uns jetzt einer gewissen Sättigungsphase auf dem Niveau von 2008. Da fragt man sich, wie es weiter geht.“

Das sieht Michael von Forstner ähnlich: „Wir erwarten für dieses Jahr ein Marktvolumen für Flurförderzeuge von etwa 900 000 Stück. Das ist schon das Niveau von 2008. Im Vergleich zum Vorjahr sind wir jetzt bei ungefähr plus 40 % Auftragsvolumen. Das spricht dafür, dass es sich doch eher um Nachholbedarf handelt. Wir gehen auch davon aus, dass sich die Steigerungszahlen demnächst sehr viel normaler bewegen werden. Wachstum wird es geben, aber mit gebremstem Schaum.“

Dambach Lagersysteme GmbH & Co KG, E-Mail: [email protected], www.dambach-lagersysteme.de

Jungheinrich AG, E-Mail: [email protected], www.jungheinrich.de