Krane & Komponenten

Papierindustrie: Automatisierter Materialfluss in XXL-Dimension

Mit einer neuen Papiermaschine hat die Papierfabrik Schoellershammer in Düren auch ein neues Automatiklager in Betrieb genommen. Das Unternehmen setzt dabei auf Demag Prozesskrantechnik und wurde von Demag Experten auch bei der Optimierung der innerbetrieblichen Logistik unterstützt – bis hin zum Yard-Management, das heißt zur Organisation des Lkw-Verkehrs auf dem Firmengelände.

Zwei Demag Prozesskrane
Zwei Demag Prozesskrane übernehmen die schonende Einlagerung und termin­gerechte Auslagerung der Papierrollen. Fotos: Demag

250.000 Tonnen Jahresproduktion und eine Gesamtinvestition von rund 100 Millionen Euro: Das sind zwei markante Eckdaten der Papiermaschine PM 6, die Papierfabrik Schoellershammer in Düren Ende 2016 in Betrieb genommen und damit seine Produktionskapazität verdoppelt hat. Die neue Maschine, die in einer Halle mit den Abmessungen 180 x 35 x 22 Meter Platz findet, ergänzt die PM 5 und erlaubt die Tagesproduktion von 1.500 Kilometer Wellpappenrohpapier.

Zielmarkt Verpackungen für den Online-Handel

Die beiden Anlagen ergänzen sich gut, denn die PM 5 produziert Rohpapier mit einem Flächengewicht von 120 bis 180 g/m2, während die PM 6 leichtere Papiere von 80 bis 120 g/m2 erzeugt, die sich gut für kleinere Verpackungseinheiten eignen. Zugleich unterstützt das mittelständische Unternehmen mit der Investition die Kreislaufwirtschaft. Denn die Verpackungspapiere bestehen zu 100% aus Recyclingpapier, und Schoellershammer verwertet das Altpapier von mehr als drei Millionen Menschen im Dreiländereck um Aachen.

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Zehn Jahre Erfahrung mit Automatiklagern

Zu den Zielen des Familienunternehmens, das 1764 gegründet wurde, gehört es nicht nur, Papier in bester Qualität zu liefern, sondern auch reibungslose Prozesse und Lieferungen zu ermöglichen. Dabei nimmt die Logistik hohen Stellenwert ein. „Inbound“ müssen rund um die Uhr die Anlieferungen von Altpapier gesteuert werden. „Outbound“ wünschen die Spediteure und Kunden kurze Wartezeiten und prompte, zuverlässige Beladung.

Um dies sicherzustellen, hat Schoellershammer vor knapp fünfzehn Jahren ein erstes vollautomatisches Kranlager für die PM 5 in Betrieb genommen. Dort finden – bei 100 % Befüllungsgrad – Papierrollen mit einem maximalen Gesamtgewicht von rund 9.200 Tonnen Platz. Dabei werden jeweils mehrere Rollen bis zu einer Höhe von 15 Meter turmartig übereinander gestapelt. Die Krane werden über ein Demag Lagerverwaltungssystem (LVS) gesteuert, das in einer virtuellen Umgebung installiert und in die IT-Infrastruktur von Schoellershammer eingebunden ist. Als Lastaufnahmemittel kommt ein Vakuumheber zum Einsatz.

Prozesskrane im 24/7-Betrieb

abholenden Lkw
Die abholenden Lkw fahren – bei Bedarf – beide Lager nacheinander an. Dank Simulation wurden die Wartezeiten optimiert.

Den Umschlag in diesem Versandlager – dem Automatiklager AL 5, das der PM zugeordnet ist – übernahm zunächst ein einzelner Demag Prozesskran. Im Jahr 2011 wurde das Lager mit einem zweiten Demag Automatikkran ausgestattet, der auf derselben Kranbahn verfährt. Diese Erweiterung war beim Bau des Lagers schon vorbereitet worden. Die Lagerkapazität von 8.000 Tonnen entspricht dem Ausstoß von rund zehn Tagesproduktionen der PM 5. Das bedeutet: Die Umschlagshäufigkeit ist hoch und der (voll automatisierte) Kranbetrieb intensiv, zumal die Anlagen rund um die Uhr arbeiten und die Auslagerungen ebenfalls in einem vergleichsweise großen Zeitfenster von 12 bis 16 Stunden pro Tag erfolgen.

Für die neue Papiermaschine PM 6 hat Schoellershammer ein neues Versandlager mit 12.270 Tonnen Kapazität errichten lassen, in dem ebenfalls zwei Demag Prozesskrane vom Typ ZKKW 4,2t x 30,42 m für den vollautomatisierten Umschlag der Papierrollen sorgen. Die Rollen mit einem maximalen Durchmesser von 1500 mm und einem Höchstgewicht von 4,2 Tonnen werden automatisch zu dem Lagerort gebracht, den das übergeordnete LVS ihnen zugewiesen hat. Das Lager hat eine Grundfläche von ca. 66 x 30 Meter. Auch hier beträgt die maximale Stapelhöhe der Rollen 15 Meter.

58 Rollen pro Stunde ein- und ausgelagert

Zur Erreichung der notwendigen Transportzyklen wurden Frequenz geregelte Fahrantriebe eingesetzt. Bei Kran- und Katzfahrt werden Geschwindigkeiten bis zu 100 m/min erreicht. Bei der Hub und Senkbewegung werden ohne Last eine Geschwindigkeit von 120m/min erzielt. Bei den Hubwerken wurden Demag Windwerke vom Typ MPW eingesetzt. Die Systemumschlagsleistung des AL 6 wurde mit 54 Rollen pro Stunde bei reiner Ein- und Auslagerung berechnet. Bei kombinierten Ein- und Auslagerungsspielen wird eine Systemleistung von insgesamt 58 Rollen erreicht. Diese theoretisch ermittelten Werte wurden in einem Leistungstest verifiziert.

Mit dem zweiten Lager wird der innerbetriebliche Materialfluss auf der Fertigwaren-Seite deutlich komplexer. Es gibt nun zwei Lager für unterschiedliche Produktgruppen, das heißt für Wellpappenrohpapier mit niedrigem und höherem Flächengewicht. Da viele Kunden beide Qualitäten ordern, stellte sich für die Logistiker von Schoellershammer schnell die Frage, wie man den Materialfluss bzw. den Lkw-Verkehr auf dem Betriebshof am besten organisiert. Diese Frage ist nicht trivial. Andreas Penner, Leiter Versand bei Schoellershammer: „In einem Commoditymarkt wie dem unseren entscheidet der Service über die Kundenzufriedenheit. Deshalb legen wir großen Wert auf optimale Abläufe bis zur Anlieferung bei unseren Kunden und verbessern den Servicegrad kontinuierlich durch den Einsatz moderner Hilfsmittel.“

Simulation des kompletten Materialflusses

Zu diesen Hilfsmitteln gehört seit Neuestem ein so genanntes „Yard Management System“. Sobald die Spedition ein Zeitfenster gebucht hat und der Lkw nach Ankunft verwogen wurde, meldet sich der Lkw-Fahrer an einem Terminal an. , Das System leitet das Fahrzeug anschließend durchs Werk und weist ihm z.B. einen Platz und am Warenausgang zu.

Die Prozesse, die das Yard Management System vorgibt, wurden im Vorfeld genau untersucht. Diese Aufgabe haben ebenfalls die Experten von Terex MHPS übernommen. Dr. Thomas Bönker, Senior Vice President der Business Unit Process Solutions bei der Terex MHPS GmbH: „Wir haben ein maßstäbliches Simulationsmodell für die Outbound-Logistik von Schoellershammer generiert. Dabei haben wir zunächst die Steuerungsstrategien für die Einlagerung, Auslagerung und Reorganisation in den beiden Automatiklagern optimiert und im zweiten Schritt den gesamten Werksverkehr – mit allen Lkw und Staplern – unter realen Belastungsszenarien simuliert.“

Die Simulation untersuchte auch mehrere Varianten für die Doppelverladungen: Ist es effizienter, wenn die Lkw nur an der Rampe eines Lagers andocken und Stapler die Rollen aus dem anderen Lager dorthin transportieren? Oder fahren die Lkw besser nacheinander zwei Ladestellen an? Dr. Thomas Bönker: „Das Ergebnis war eindeutig. Es ist viel wirtschaftlicher, wenn die Lkw nacheinander beide Ladestellen anfahren“

Lkw-Wartezeiten drastisch verkürzt

Die Ergebnisse der Simulation wurden konsequent in die Tat umgesetzt. Bei Doppelverladungen fahren die Lkw jetzt die jeweiligen Ladestellen der beiden Versandlager AL5 und AL6 an. Diese und weitere Optimierungsmaßnahmen hatten zur Folge, dass die Lkw nun mit kürzerem Aufenthalt rechnen können. Dr. Thomas Bönker: „Die mittleren Lkw-Wartezeiten konnten signifikant reduziert werden, auch die maximale Anzahl der in der Wartezone befindlichen Lkw wurde deutlich optimiert.“ Damit ist auch die Effizienz und Praxistauglichkeit der Simulations-Tools bewiesen – und die Kompetenz von Demag, über die Krantechnik und das Lager hinaus gesamtheitliche Prozesse der Intralogistik zu verbessern.

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