Lagerprozesse der Getränkeindustrie

Einsatz von FTS im Blocklager

Dem steigenden Wettbewerbsdruck begegnen viele Branchen mit einer Automatisierung ihrer Prozesse. So ist auch in den Lagerprozessen der Getränkeindustrie eine immer höhere Effizienz gefragt. Eine solche Lagerautomatisierung lässt sich durch die Einführung Fahrerloser Transportsysteme (FTS) realisieren.

Der wendige und robuste ­Compact GG ist für ­enge ­Blocklager besonders geeignet. © EK Automation

Entscheidend ist, das richtige Konzept für die Optimierung des innerbetrieblichen Materialflusses zu ent­wickeln, um eine verbesserte Wirtschaftlichkeit zu erreichen. Genau darauf hat sich E&K Automation spezialisiert. Das Unternehmen bietet Transportrobotik-Lösungen für automatisierte Materialfluss- und Lagersysteme für Kunden aus allen Branchen an. Zu den Kunden gehören unter anderem auch Unternehmen aus der Getränkeindustrie. Für diese Branche, bei deren Lagerprozessen häufig große Stückzahlen gleichförmiger und gut stapelbarer Ware anfällt, bietet sich ein automatisierter Transport und Materialfluss an. Denn in den hier genutzten Blocklagersystemen mit einem ­hohen Raumnutzungsgrad und einer hohen Flexibilität bei ­vergleichsweise geringen Kosten lassen sich durch automatisierte Prozesse die Kosten weiter senken, Zeit einsparen und Fehlerquellen reduzieren.

Individuelles Automatisierungskonzept
Für die Auslegung des passenden Fahrerlosen Transport­systems und damit ein FTS unter dem Strich die gewünschten Ergebnisse bringt, müssen eine Reihe von Kernfragen geklärt werden:

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• Welche Last soll wie transportiert und übergeben werden?
• Was für Maße haben die zu transportierenden Lasten?
• Wie beweglich muss das Fahrzeug sein, wie viel Platz steht zur Verfügung?
• Wie lang sind die Wegstrecken?
• Wie viele Transporte werden pro Stunde getätigt?
• Welche Spurführung oder Navigation ist am besten geeignet?
• Wie sieht das Energiekonzept in Abhängigkeit von der
Einsatzdauer aus?
• Gibt es besondere Sicherheitsaspekte oder schwierige
Umweltbedingungen?
• Reicht eine einfache Rufsteuerung mit Verkehrsregelung aus oder ist eine komplexe Leitsteuerung mit vielfältigen Funk­tionen wie zum Beispiel einem LVS erforderlich?

„Auf Basis dieser Informationen entwickeln wir dann ein individuelles Automatisierungskonzept, das darauf ausgelegt ist, mit durchdachter Investition die Kosten zu senken und die Produktivität weiter zu steigern“, erklärt Karsten Bohlmann, Head of R&D bei EK Automation.

Ein Fall aus der Praxis
Die Aufgabenstellung eines Unternehmens aus der Getränkeindustrie lautete, ein FTS für ein Blocklager zu entwickeln, das 10.000 Paletten auf 80 x 80 Meter Lagerfläche fassen sollte. Die Paletten sollten auf vier Ebenen automatisch und präzise übereinandergestapelt werden. Dabei musste die oberste Palette in ungefähr 5,2 Meter Höhe abgestellt oder wieder aufgenommen werden können. Wichtige Voraussetzung ist zunächst die geprüfte Qualität der Paletten und ein ausreichend ebener Fußboden für ein FTS. Die Aufteilung der Lagerblöcke wird dann abhängig von Hallenform, den Ein- und Auslagerpunkten, der Artikelanzahl, der Lagerstrategie und der gewünschten Transportleistung bestimmt. Als Lösungsvorschlag setzte EK hier auf vollautomatisierte Gegengewichtsstapler, welche über einen Hub von 5,5 Meter verfügen und mit einer Doppelgabel mit Zinkenverstellung für den Transport von zwei Paletten gleichzeitig ausgestattet wurden. Aus dem Programm des Transportrobotik-Spezialisten eigneten sich hierfür die Fahrzeuge vom Typ Compact GG. Die Compact-Linie umfasst standardisierte Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF), die für den mittelschweren Lastenbereich von bis zu 2.500 Kilogramm Lastgewicht optimiert sind. Der robuste Compact GG lässt sich durch seine kompakte Bauform und sein wendiges Fahrwerk mit kleinem Wenderadius gut in Block­lagern mit geringer Gangbreite einsetzen. Er erreicht Hub­höhen von bis zu acht Meter und eine Fahrgeschwindigkeit von bis zu 2 m/s vorwärts und rückwärts.

Die Compact GG Transportfahrzeuge sind flexibel in Bezug auf den Einsatz der Navigation. Es lassen sich verschiedene Navigationsarten kombinieren. Im beschriebenen Fall wurde eine Hybridnavigation eingesetzt, die über Laserscanner und Magnetpunkte gesteuert wird. Die Lasernavigation sorgt für die Positionsbestimmung. Die Magnetpunktnavigation sorgt durch die entlang der Fahrspur im Boden eingelassenen Magnete für den Fahrtweg. Die Leitsteuerung erfolgt über einen PC-Server, sämtliche Kommunikation über WLAN. Ein wichtiger Aspekt einer FTS-Anlange ist das Energiesystem. Bei der Auswahl des Energiekonzepts werden Faktoren wie Einsatzdauer, Schichtbetrieb, Investitionskosten und Fußboden berücksichtigt.

Stapelung in die Höhe dank 3D-Palettenerkennung
Eine Besonderheit des beschriebenen Falls ist die Höhe, die dieses Blocklager mit 5,2 Meter Übergabehöhe erreicht. Dies ist erst dank einer innovativen Entwicklung möglich: Bei EK Automation können die Fahrzeuge für ein präzises Stapeln in großer Höhe mit einer 3D-Palettenerkennung ausgestattet werden. Diese ermöglicht eine genaue Auswertung der Ist-Position der Palette. Soll ein Lager automatisiert werden, in dem auch Personenverkehr stattfindet, sind besondere Sicherheitsmaßnahmen erforderlich. Hierfür hat EK Automation ein modu­lares Baukastensystem entwickelt, mit dem sich eine individuell angepasste Kombination an Schutzvorrichtungen zusammenstellen lässt. Bei Einsatzfällen wie im Blocklager werden die Fahrzeuge vorne und hinten mit Personenschutzscannern aus­gerüstet. In Betrieben mit Personal und bei einer Geschwindigkeit der Fahrerlosen Transportfahrzeuge von 2 Metern pro Sekunde sind diese Schutzscanner unverzichtbar. Das Fahrzeug leistet eine genaue Abtastung seiner Umgebung, auch wenn es mit den Zinken vorausfährt. Gerät eine Person oder ein Gegenstand in das Schutzfeld, bremst das FTF sanft ab und sorgt damit für berührungslose Sicherheit.

Erweiterbare, zukunftsfähige Systeme
Mittels FTS automatisierte Lager können in der Getränkeindustrie in unterschiedlichen Ausprägungen konzipiert werden: Von einzelnen Pufferzeilen für die Abgabe oder auch Aufnahme von bereitgestellten Paletten in der Produktion oder im Lager bis hin zu flächenfüllenden Pufferzeilen. „Wir entwickeln aus den beschriebenen Komponenten für unsere Kunden ein Gesamtkonzept, das perfekt auf die vorhandenen Gegebenheiten zu­geschnitten ist und mit individuell programmierten Ein- und Auslagerstrategien die vorhandene Fläche optimal nutzt. Ein klassisches Beispiel ist die über drei Schichten laufende Produktion und ein über zwei Schichten laufender Warenausgang. Das Fahrerlose Transportsystem übernimmt dann zum Beispiel in der Nachtschicht das Puffern der laufenden Produktion in einem Blocklager und stellt parallel die Waren für den Versand im Warenausgang bereit“, erläutert Karsten Bohlmann.
Zur Konzepterstellung nutzt EK Automation immer öfter das Tool Plant Simulation. Mit Hilfe von 3-D-Laserscans können Lagerhallen maßgetreu abgebildet und das entsprechende FTS darin simuliert dargestellt werden.

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