25. September 2017

Effizientere Produktionslogistik durch innovative Materialflusstechnik

von Prof. Dr. Markus Schneider

Moderne Materialflusstechnologien können prozessorientierte Strukturen unterstützen sowie die Intralogistik mittels neuer und effizienter Prozesse „revolutionieren“. Beispielsweise wird beim „Injektionsprinzip“ das Material in kleinen Mengen mittels autonomer Transportroboter direkt an den benötigten Platz geliefert. Das reduziert die Handhabungsvorgänge, beschleunigt den Materialfluss, sorgt für kürzere Laufwege und spart zudem teure Produktions- und Lagerfläche ein.

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Das Kompetenzzentrum Fabrikplanung integriert das „Injektionsprinzip“ in die Werklayoutplanung, um mittelständische Fertigungsunternehmen zu unterstützen und zusätzliche Flächen auch ohne Neubaumaßnahmen zu gewinnen.roduktionsbereich mit dezentralen Supermarktregalen an den einzelnen Maschinen.

 

servus-02.jpgBild 1.
Konventionell: Produktionsbereich mit dezentralen Supermarktregalen an den einzelnen Maschinen.

Ein gängiger, nach Lean-Kriterien geplanter Produktionsbereich besteht meist aus dezentralen „Supermärkten“, die in Form von Durchlaufregalen an den einzelnen Maschinen stehen, Bild 1. Der Maschinenbediener entnimmt die Teile aus dem Supermarktregal, in dem sämtliche, für den jeweiligen Fertigungsschritt benötigten Teile vorhanden sind. Die leeren Behälter werden anschließend in die Regale zurückgelegt und rutschen nach außen. Diese Lösung beansprucht vergleichsweise viel Platz für die Supermarktregale und bedingt lange Laufwege bei der Mehrmaschinenbedienung. Zudem ist viel Fläche für Wege und Haltestellen notwendig.

Innovatives Injektionsprinzip

Die Grundidee des Injektionsprinzips ist hingegen, Material nicht großflächig von außen anzuliefern, sondern möglichst nah am Standort der Maschinen in kleinen Mengen in den Produktionsbereich einzubringen, zu „injizieren“. Übertragen auf die Praxis bedeutet dies, Material von oben direkt am benötigten Platz bereitzustellen – mitten hinein in die laufwegoptimierte Anordnung mehrerer Maschinen. Somit wird die Richtung des Materialflusses umgedreht. Die Materialbereitstellung findet nicht von außen, sondern von innen statt, von wo aus das Material dann nach außen abfließt. Der Transport beim Injektionsprinzip geschieht mittels moderner Materialflusstechnik, die an der Hallendecke entlang geführt wird. Am Boden ist nur der Abgabepunkt in Form eines Behälteraufzugs notwendig. Infolgedessen lassen sich die Maschinen näher aneinander platzieren. Aufgrund der Schnelligkeit und Reaktionsfähigkeit des Systems entfallen die Supermarktregale. Leere Behälter werden über den Behälteraufzug wieder in das System zurückgegeben und zur Leergutstation transportiert.

servus-03.jpgBild 2.
Mit innovativer Technologie umsetzbar: Injektionsprinzip mit Materialausgabe in der Mitte der Maschinen.

Bild 2 visualisiert den Ansatz des Injektionsprinzips. Der Maschinenbediener bekommt sämtliches Material aus dem Ausgabeturm in der Mitte bereitgestellt und befüllt die Maschinen. Der Werkerbereich kann im Vergleich zur konventionellen Lösung deutlich verkleinert werden, denn der Mitarbeiter muss das Material nicht mehr vom Rand seines Bereichs holen. Damit sind kurze Wege und eine reibungslose Mehrmaschinenbedienung möglich. Nur bei Störungen, Umrüstvorgängen oder Ähnlichem muss der Werker in den Maschinenbereich. Und nur hin und wieder müssen im Fertigteilebereich (grüne Fläche) Tätigkeiten, etwa ein Behälterwechsel für Fertigprodukte, durchgeführt werden. Damit lassen sich die Laufwege um mehr als 50 % verkürzen. 

Agile Transportroboter im Einsatz

Als „Enabler“ für das Injektionsprinzip fungieren innovative Transportroboter, die als dezentrale „Schwarmroboter“ agieren.  Dadurch können beispielsweise alle betriebsinternen Logistikprozesse – vom Wareneingang über Lager, Büro, Produktion, Montage oder Kommissionierung bis zum Warenausgang – in einen effizienten, schnittstellenlosen Fließprozess integriert werden. 

Ein Beispiel für solch einen innovativen Transportroboter ist der „intelligente“ und autonome Transportroboter „Servus ARC3“ (Autonomous Robotic Carrier). Individuell konfiguriert nach Größe, Leistung oder Lastaufnahmemittel kann er zahlreiche Produkte sowie Material transportieren. Dies reicht von einfachen Kartons, Boxen und Trays bis hin zu Schüttgut oder kundenspezifischen Werkstücken bis 50 kg. Ausgestattet mit modernen Technologien – wie ABS (Antiblockiersystem), ESP (Elektronisches Stabilisierungssystem), ASR (Antischlupfregelung) und Energiemanagement mit Energierückgewinnung – ist der ARC ein zuverlässiges und wartungsarmes Produkt.

Die im ARC integrierten Lastaufnahmemittel gestatten das selbständige Be- und Entladen links oder rechts entlang der Strecke. Über Hochfrequenz-Funktechnologie bekommt der autonome Roboter seine Aufträge von der Zentrale (direkt an die Kundensoftware angebunden), erledigt diese selbständig und immer auf dem kürzesten Weg. Durch modulare Komponenten kann das System nach dem Baukastenprinzip mit Lager- und Schienenelementen flexibel und platzsparend sowie für jeden Kunden maßgeschneidert gestaltet werden.

Mehr über Lean Robotics können Sie in diesem Beitrag lesen: Lean Logistics – mehr Effizienz durch autonome Transportroboter 

  

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