Regalbediengeräte / Shuttle

Dynamische Lagerung mit Shuttle oder RBG – ein Vergleich

„Omni-Channel“, „Losgröße 1“ und „Same-Day-Delivery“ – eben noch neue Anforderungen an die innerbetriebliche Logistik, jetzt für viele Versender bereits zu erfüllender Standard. Verbunden mit diesen ist die Frage nach mehr Leistung, Kapazität und vor allem: Automatisierung. Bewährt haben sich in den letzten Jahren Automatiklager wie automatische Kleinteilelager (AKL) und Shuttle-Systeme.

Dynamische Lagerung mit Shuttle
Dynamische Lagerung mit Shuttle bei Trixie Heimtierbedarf GmbH & Co. KG. Foto: Trixie Heimtierbedarf

Diskussionen, inwieweit die neuere Entwicklung Shuttlelager das mittels Regalbediengeräte (RBG) bediente AKL ablösen wird, sind größtenteils der Erkenntnis gewichen, dass beide Systeme ihre Existenzberechtigung haben.

Soll bei frei dimensionierbarer Grundfläche und Höhe das ideale System rein hinsichtlich der Lagerkapazität geplant werden, wird die Entscheidung AKL lauten. Zwar wird die Lagerplatzanzahl durch die oberen und unteren Anfahrtsmaße des RBG beim AKL eingeschränkt – beim Shuttlelager im Gegenzug werden dafür jedoch über die gesamte Regalhöhe Wartungsebenen benötigt. Als Richtwert kann davon ausgegangen werden, dass bei einer Lagerguthöhe von ca. 400 mm hinsichtlich der reinen Lagerkapazität jedes RBG-AKL über 14 Meter Regalhöhe dem Shuttlelager überlegen ist. Auch im reinen Investitionsvergleich liegt das RBG-AKL vorne: Geringere Anforderungen an den Stahlbau, der durch das RBG übernommene Vertikaltransport und diverse weitere Faktoren machen das AKL preisgünstiger.

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Die Grenzen des AKL

Für ein AKL (vier Gassen mit je einem RBG / zwei LAM (Lastaufnahmemittel) und doppeltiefer Lagerung) kann bei einer Gassenlänge von ca. 80 Meter, einer Regalhöhe von ca. 15 Meter und einem hohen Lagerfüllgrad von einem Richtwert von ca. vier Mal 100 Ein- und Auslagerungen pro Stunde ausgegangen werden. Ein 40-Fuß-Container im Wareneingang mit ca. 700 Kartons würde dieses AKL zwei Stunden mit der Einlagerung auslasten. Natürlich könnte die Ware im Wareneingang zwischengelagert werden - das zu entscheiden ist eine individuelle Kostenfrage und eine Frage der Schnelligkeit der Artikelverfügbarkeit. Die Leistung des AKL ist durch Erweiterung der Gassenzahl skalierbar. Dies ist sinnvoll, wenn parallel auch die Lagerkapazität erhöht werden soll. Ist die vorhandene Lagerkapazität ausreichend beziehungsweise steht nicht mehr Fläche zur Verfügung, könnten die Anzahl an LAM je RBG erhöht oder zwei RBG je Gasse eingesetzt werden. Wird jedoch kurz- oder langfristig eine noch höhere Lagerleistung benötigt, muss der Schritt in Richtung Shuttlelagersysteme erfolgen.

Die Arten des Shuttlelagers

Shuttles sind voneinander unabhängig fahrbare Regalförderzeuge, die sich entlang eines am Regal angebrachten Schienensystems bewegen. Die Zu- und Abführung des Lagerguts in die Regalebenen erfolgt in der Regel über Lifte.

Bei der Captive Variante verlassen die Shuttles „ihre“ Gasse oder Ebene nicht. Captive Shuttlelager sind bislang unschlagbar in ihrer Lagerleistung, benötigen aber auch die höchsten Investitionen. Sie müssen von Anfang an voll ausgestattet werden, was die nachträgliche Leistungserhöhung einschränkt. In gleichbleibender Lagergeometrie können lediglich die Vertikaltransporte durch zusätzliche Liftsysteme gesteigert oder als Gesamtsystemleistung die Vorzone entsprechend vervielfacht werden.

Bei Roaming Shuttlelagern ist nicht jeder Lagerplatz ohne Versetzen der Shuttlefahrzeuge in andere Gassen oder Ebenen erreichbar. Vertikales Roaming bedeutet, dass die Shuttles über ein Lift-System die Regalebenen wechseln. Beim horizontalen Roaming ist in der Regel in der Vorzone ein Schienensystem zum Querverfahren installiert. 3D-Roaming kombiniert beide Bewegungsmöglichkeiten. Bei den Roaming Systemen kann die Leistung des Lagersystems erhöht werden, indem die leistungsbeschränkenden Elemente nachgerüstet werden, oder durch weitere Shuttles (bei vertikalem und 3D-Roaming) und Liftsysteme (bei horizontalem und 3D-Roaming).

Frischer Wind in alten Gebäuden

Ein AKL benötigt über die gesamte Gassenlänge eine einheitliche Höhe, der niedrigste Punkt gibt die Regalhöhe vor. Benachbarte Gassen können zwar in Höhe und Länge abweichen, müssen aber „auf einer Flucht“ liegen. Shuttlelager hingegen können die Dimensionen eines vorhandenen Gebäudes flexibler nutzen. Prinzipiell können die Lagerebenen einer Gasse aufgrund von Abweichungen in der Höhe unterschiedlich lang sein. Mit Roaming-Systemen können selbst sehr zerklüftete Gebäudegeometrien genutzt werden.

Geschwindigkeit nach Bedarf

Alleinstellungsmerkmal der Shuttlelager ist ihre Lagerleistung. Ein Captive-System mit einer Doppel-Vorzone und zwei Liftsystemen pro Gasse kann bei Einzeltransport pro Liftplattform (in Abhängigkeit von Ebenenzahl, Gassenlänge und Lagertiefe) Leistungen von über 600 Ein- und Auslagerungen erreichen. Limitierendes Element sind hier nicht die Shuttles, sondern der Vertikaltransport. Um sicherzustellen, dass die Lifte ihre volle Leistung entfalten können, sollten auch in Lagern mit hoher Leistung die einzelnen Shuttles mit einer Auslastung von nur 55 bis 65 % fahren.

Fällt in einem AKL das Regalbediengerät aus, ist die gesamte Gasse beziehungsweise der zugeordnete Gassenbereich betroffen. Dem kann lediglich mit einer möglichst ausfallsicheren Streuung der Artikel über mehrere Gassen begegnet werden. Im Shuttlelager hingegen ist die Warenverfügbarkeit bei zwei Liften garantiert. Der Ausfall eines Lifts würde zwar einen Leistungsverlust von 50 % bedeuten, aber alle Lagerplätze der Gasse wären weiterhin voll im Zugriff.

Zeitgemäße Lagerplanung beachtet auch die Energieeffizienz. Warum für das Transportieren einer Nutzlast von wenigen Kilos ein mehrere Tonnen schweres Gerät bewegen? Diese Diskrepanz ist beim RBG offensichtlich und wird durch moderne Energierückgewinnung nur bedingt ausgeglichen. Shuttlelager sind energieeffizienter. Der Energiebedarf für den Vertikaltransport von Lagergut mittels Lift entspricht ungefähr dem Energiebedarf des Hubantriebs auf einem RBG. Für den Horizontaltransport jedoch wird im Shuttlelager deutlich weniger Energie benötigt. Zwar ist der Energieverbrauch von Einsatz- und Bauart der Shuttles abhängig, aber ihre Energiebilanz ist deutlich günstiger.

Die andere Seite der Medaille

Leistung, Energieeffizienz und Artikelverfügbarkeit haben im Falle der Shuttlelager ihren Preis. Sowohl die Erstinvestition als auch die laufenden Kosten (mit Ausnahme der Energiekosten) sind höher als bei einem vergleichbaren AKL. Wartungen beeinflussen bei Shuttlelagern nur dann nicht die Warenverfügbarkeit, wenn sie kurzfristig durchgeführt werden können – es müssen qualifiziertes Personal und Ersatzgeräte vor Ort sein. Zudem sind Shuttlelager in der Hochlaufphase zeit- und personalintensiver.

Fazit

AKL und Shuttlelager sind keine Konkurrenten, ihr Einsatz ist abhängig von der Aufgabenstellung. Die Entscheidung fällt immer dann zugunsten des Shuttlelagers aus, wenn die AKL-Leistung nicht ausreichend wäre, oder hinsichtlich der Leistung deutliche Entwicklungsperspektiven erforderlich sind. Auch hoher Lagerumschlag und Ausfallsicherheit legen den Einsatz eines Shuttlelagers nah. Die Auswahl des idealen Systems allein garantiert jedoch keine leistungsfähige Abwicklung. Die vollautomatische Lagerung muss effektiv mit den anderen Logistikkomponenten verknüpft werden.

Autor: Christian Berndt, Senior Berater bei der Pierau Unternehmensberatung GmbH

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