Automatische Kleinteilelager: Regalbediengeräte oder Shuttles?

Veröffentlicht von Marco Gebhardt am 07.06.17 10:25
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In den letzten Jahren haben Shuttles die Logistiksysteme im Bereich der automatisieren Kleinteilelager (AKL) als Alternative bereichert. Es wurden unterschiedliche Shuttle-Technologien und Konzepte erfunden, die sich auf dem Markt durchgesetzt haben. Welche Vorteile bieten diese Systeme? Werden Regalbediengeräte überflüssig?

Für ein AKL bietet unter anderem die GEBHARDT Intralogistics Group drei Lagerkonzepte: RBG, OLS, MLS. Ein Regalbediengerät (RBG) ist in der Lage alle Ebenen einer Regalgasse zu bedienen. Das StoreBiter 300 One-Level-Shuttles (OLS) wird in allen Ebenen eines Regals eingesetzt oder mit Hilfe von Senkrechtförderern zwischen den Ebenen umgesetzt. Darüber hinaus können die StoreBiter 300 Multi-Level-Shuttles (MLS) eine geeignete Lösung darstellen. MLS sind Shuttles die eine Hubvorrichtung haben, um mehrere Ebenen bedienen zu können. In einer Gasse werden mehrere MLS übereinander eingesetzt. 

Im Folgenden werden diese drei Lagersysteme näher beschrieben und anhand von fünf wesentlichen Bewertungskriterien verglichen:

  • Umschlagleistung: Anzahl der ein- und ausgelagerten Ladungsträger je Zeiteinheit. (Definition nach FEM 9.851)
  • Investitionskosten: Stahlbau (z.B.: Regal, Zugangstreppen, Wartungsbühne), Fahrzeuge (OLS, MLS oder RBG), Gangausrüstung (z.B.: Schienen, Übergabeplätze), usw.
  • Betriebskosten: Stromkosten, Wartung, Inspektion, Verschleißteile, usw.
  • Verfügbarkeit: Wahrscheinlichkeit, das Element zu einem beliebigen Zeitpunkt während der Betriebszeit in einem Zustand anzutreffen, der eine störungsfreie und korrekte Ausführung der betrachteten Funktion erlaubt. (Definition nach FEM 9.221)
  • Raumnutzungsgrad: Kennzahl zur effektiven Nutzung des Lagervolumens. Der Raumnutzungsgrad ist definiert als der Quotient aus der Summe der Außenvolumina der Lagereinheiten zum Grundvolumen des für das Lager erforderlichen Raumes.

Regalbediengerät

Das RBG besteht aus einem Tragwerk, Fahrantrieb, Hubwerk und einem oder mehreren Lastaufnahmemitteln. Meistens wird in jeder Gasse ein RBG eingesetzt, das die Fördergüter ein- und auslagert. Es ist auch möglich mehrere RBG auf übereinander liegenden Schienen sowie mehrere RBG auf der gleichen Schiene einzusetzen. Diese Technologie hat sich seit Jahrzehnten bewährt und wurde beispielsweise durch den Einsatz moderner Faserverbundkunststoffe weiterentwickelt. Dadurch kann das Eigengewicht der Geräte bei einer erhöhten Steifigkeit reduziert werden und somit auch die störende Mastschwingung verhindert werden.

RBG_Miele-1.jpg

Mehr erfahren: http://www.gebhardt-foerdertechnik.de/de/produkte/lagertechnik/regalbediengeraete/

StoreBiter OLS Shuttle

Das Shuttle StoreBiter 300 OLS besitzt im Gegensatz zu einem RBG keine Hubfunktion. Das einzelne Gerät ist sehr leicht und kostengünstig, jedoch muss in jeder Ebene des Regals eine Schiene vorhanden sein. Je nach Leistungsanforderung wird jede Ebene mit einem Shuttle bestückt oder die Anzahl der Shuttles entsprechend reduziert. Am Ende einer Gasse befinden sich Aufzüge, über welche die Abgabe der Behälter erfolgt und/oder die Shuttles die Ebene wechseln können. Entscheidend für den hohen Durchsatz und die Verfügbarkeit ist ein sehr dynamischer Aufzug, der zugleich verschleißarm und wartungsfreundlich gestaltet ist.

OLS_Hartmann.jpg

Mehr erfahren: http://www.gebhardt-foerdertechnik.de/de/produkte/lagertechnik/shuttlesysteme/behaelter-und-kartons-storebiter-300-ols/

StoreBiter MLS Shuttle

Die Shuttles des Typs StoreBiter 300 MLS verbinden die Eigenschaften der beiden Technologien. Diese Shuttles besitzen eine geringe Hubfunktion und können mehrere Ebenen bedienen (bis zu sieben Ebenen) ohne umgesetzt zu werden. Mehrere dieser Shuttles werden übereinander in einer Gasse angeordnet und gewährleisten somit eine gute Leistung bei hoher Verfügbarkeit. Durch einen elektrischen Seilzug und einem einfachen Handwagen am Gassenende können diese kleinen und leichten Geräte gegebenenfalls schnell ausgetauscht werden.

MLS_Systeam.jpg

http://www.gebhardt-foerdertechnik.de/de/produkte/lagertechnik/shuttlesysteme/behaelter-und-kartons-storebiter-300-mls/

 

Bewertung der Konzepte nach VDI 2225 

Bewertungskriterien

Konzepte

OLS

MLS

RBG

Umschlagleistung

4

3

2

Investitionskosten

1

2

4

Betriebskosten

4

3

2

Verfügbarkeit

4

4

3

Raumnutzungsgrad

2

3

4

Summe

15

15

15

Punktbewertungsskala - 0: unbefriedigend bis 4: sehr gut (ideal)
 
Wenn hohe Umschlagleistungen gefordert werden, sind bevorzugt Shuttles (MLS und OLS) einzusetzen. Ein Mittel um hohe Durchsätze zu erreichen ist unter anderem die Parallelisierung der Arbeitsabläufe und Fördergutbewegungen. Dies wird durch die hohe Anzahl der Shuttles übereinander realisiert. Bei einem Vergleich ist es an dieser Stelle wichtig die Systemgrenze nicht nur auf die Gasse sondern auf das komplette Lager festzusetzen. Insbesondere bei OLS-Konzepten können Senkrechtförderer oder Teile der Fördertechnik zum System-Engpass werden, welche die mögliche Anzahl von Ein- und Auslagerungen der OLS limitieren. Das Ziel muss immer die Optimierung des kompletten Intralogistiksystems sein.
 
Wichtige Faktoren für die Investitionskosten sind der Stahlbau und die Anzahl der eingesetzten Geräte. Mit einem RBG sind die geringsten Kosten realisierbar, da je Gasse nur eines notwendig ist und Senkrechtförderer nicht erforderlich sind. Zudem braucht der Regalbau nicht nach den dynamischen Kräften und dem Eigengewicht der Geräte ausgelegt werden. Ein Regalbediengerät ohne Antipendelantrieb leitet keinerlei Kräfte in das Regal ein.
 
Die Betriebskosten sind größtenteils mit Stromkosten verbunden. Eine wichtige Rolle spielt die Energieeffizienz der Geräte. Das Verhältnis Eigengewicht zu Nutzlast ist bei den Shuttles (MLS und OLS) besonders vorteilhaft und führt zu niedrigen Stromkosten pro Gerät. Nicht vergessen werden darf dabei, dass mögliche Übergabeplätze sowie der für einen hohen Umschlag notwendige hochdynamische Aufzug ebenfalls Strom benötigen.
 
Der Ausfall eines defekten Shuttles (MLS oder OLS) würde nur zum Stillstand eines kleinen Teils des gesamten Lagersystems führen. Zudem ist es für solche Systeme möglich die Geräte auszutauschen um die Stillstanddauer zu reduzieren. So wird eine ausgezeichnete Verfügbarkeit gewährleistet.
 
Für eine bestimmte Lagerfläche wird der höchste Raumnutzungsgrad mit dem MLS und RBG erreicht. Da bei dem RBG nur eine Schiene auf dem Boden verlegt wird, gibt es im Regal selbst keinen Platzverlust durch zusätzlichen Schienen bzw. Wartungsbühnen. Bei den MLS Systemen sind die Platzverluste minimal.
 
Besonders interessant ist die gemeinsame Betrachtung aller Bewertungskriterien. Die drei vorgestellten Konzepte sind gleich gut (jeweils 15 Punkte), wenn die Kriterien gleich gewichtet werden. Dies bedeutet, dass die passende Lösung im Einzelfall stark von den Kundenwünschen und somit dessen individueller Gewichtung abhängt. Wichtig ist grundsätzlich ergebnisoffen an einen Vergleich heranzugehen und nicht bereits im Vorfeld eine bestimmte Lösung zu favorisieren.

Kundenreferenzen

Ein Hersteller von Medizinprodukten forderte zum Beispiel eine Leistung von 1500 Behälter pro Stunde, um sequenziert die Kommissionierarbeitsplätze zu versorgen. Das AKL wurde mit drei OLS Gassen à 13 Ebenen realisiert. Neben der Leistung war dem Kunden die Verfügbarkeit sehr wichtig. Dafür hat er die Möglichkeit ein defektes Shuttle mit einem Ersatzgerät zu tauschen. Somit könnte ein Ausfall möglichst schnell behoben und die Reparatur des defekten Shuttles während des Betriebs der Anlage erfolgen. 

Ein Konzern aus der Elektroindustrie hat sich für eine MLS-Lösung entschieden. Eine Leistung von 800 Behälter pro Stunde wird mittels zwei Gassen mit jeweils vier MLS übereinander erreicht. Ein RBG-System hätte diese Leistung nur bei einer höheren Anzahl von Gassen erreicht. Ein OLS-System hätte die geforderte Leistung ebenfalls ermöglicht, aber bei deutlich höheren Investitionsvolumen.

Drei RBG werden bei einem Anbieter von Gastronomiezubehör eingesetzt. Ein RBG ermöglicht 50 Ein- und Auslagerungen in der Stunde, so dass eine Gesamtleistung von 150 Doppelspielen pro Stunde erzielt wird. Die heutige 50 % Leistungsreserve wird den in Zukunft steigenden Durchsatz problemlos bewältigen können.

Die GEBHARDT Intralogistics Group hat umfangreiche Erfahrung in der Umsetzung der vorgestellten Konzepte. Unsere Mitarbeiter beraten Sie gerne individuell bei ihrer Logistikaufgabe.

Kategorien: RBG, Regalbediengerät, AKL, Automatisches Kleinteilelager, Lagertechnik, Lagersystem, One-Level-Shuttle, Shuttle, Shuttle Lager, OLS, MLS, Multi-Level-Shuttle

GEBHARDT Fördertechnik

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