Multi‑Level‑Shuttle‑Systeme (MLS) und Mehr‑Ebenen‑Shuttle‑Lösungen mit Multi‑Aisle‑Funktion (MAL) vs. 2D/3D-Shuttle-Systeme

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Veröffentlicht am: 2. Februar 2026 / Update vom: 2. Februar 2026 – Verfasser: Konrad Wolfenstein

Multi‑Level‑Shuttle‑Systeme (MLS) und Mehr‑Ebenen‑Shuttle‑Lösungen mit Multi‑Aisle‑Funktion (MAL) vs. 2D/3D-Shuttle-Systeme – Bild: Xpert.Digital

Automatisierte Lagertechnologien im Wettbewerb: Die strategische Neupositionierung von Multi-Level-Shuttle-Systemen

Die Entwicklung der Hochleistungslager: Strategische Weichenstellungen zwischen MLS, Multi-Aisle und 3D-Technologie

Die Intralogistik befindet sich in einer Phase des fundamentalen Umbruchs. Getrieben durch das exponentielle Wachstum im E-Commerce, den akuten Fachkräftemangel und die Forderung nach maximaler Flächeneffizienz, stoßen klassische Lagerkonzepte zunehmend an ihre physikalischen und wirtschaftlichen Grenzen. Wo jahrzehntelang das Regalbediengerät (RBG) als unangefochtener Standard für automatisierte Hochregallager galt, etablieren sich heute hochdynamische Shuttle-Systeme als die Antwort auf die komplexen Anforderungen moderner Distributionszentren. Doch die Entscheidung für „das Shuttle“ ist längst keine einfache Wahl mehr – sie erfordert eine differenzierte Auseinandersetzung mit einer wachsenden Vielfalt technologischer Architekturen.

Der Wettbewerb der Technologien findet heute primär zwischen Multi-Level-Shuttle-Systemen (MLS), Lösungen mit Multi-Aisle-Funktionalität (MAL) und den hochflexiblen 2D- oder 3D-Varianten statt. Diese Systeme unterscheiden sich nicht nur in ihrer Kinematik und Bauweise, sondern folgen völlig unterschiedlichen Investitions- und Betriebslogiken. Während klassische RBGs durch niedrige Anschaffungskosten bei standardisierten Prozessen punkten, verschiebt sich der Fokus bei Shuttle-Lösungen auf die Parameter Durchsatzleistung, Skalierbarkeit und Redundanz. Mit Leistungsspitzen von über 1.000 bis hin zu 3.000 Doppelspielen pro Gasse und Stunde definieren diese Systeme neu, was in der Lagerlogistik möglich ist.

Hier beleuchten wir die strategische Neupositionierung dieser Technologien. Wir analysieren, warum trotz höherer Initialinvestitionen (CAPEX) die Total Cost of Ownership (TCO) bei Shuttle-Systemen durch Energieeffizienz und geringere Wartungskosten oft günstiger ausfällt. Zudem untersuchen wir die architektonischen Unterschiede zwischen gassengebundenen und 3D-Systemen und klären, für welches Einsatzszenario – von Pharma bis Tiefkühl – welche Technologie den entscheidenden Wettbewerbsvorteil liefert. Denn am Ende ist die Wahl des Lagersystems keine reine Technikfrage, sondern eine wirtschaftliche Entscheidung über die Zukunftsfähigkeit der eigenen Lieferkette.

Wenn Durchsatzleistung über Investitionsentscheidungen entscheidet

Die Intralogistik steht vor einem fundamentalen Paradigmenwechsel. Während klassische Regalbediengeräte über Jahrzehnte die Standardlösung für automatisierte Hochregallager darstellten, erobern Multi-Level-Shuttle-Systeme und verwandte Shuttle-Technologien zunehmend Marktanteile. Diese Verschiebung ist keineswegs technologiegetrieben, sondern folgt einer präzisen wirtschaftlichen Logik, die sich aus den veränderten Anforderungen moderner Distributionszentren ergibt. Die Entscheidung zwischen verschiedenen Automatisierungslösungen ist komplex und erfordert ein tiefgreifendes Verständnis der technischen, wirtschaftlichen und operativen Parameter.

Technologische Grundlagen und Architekturunterschiede

Multi-Level-Shuttle-Systeme repräsentieren eine eigenständige Kategorie automatisierter Lagerlösungen, die sich fundamental von zweidimensionalen und dreidimensionalen Shuttle-Varianten unterscheidet. Ein MLS-System besteht aus kompakten, leichtgewichtigen Shuttle-Fahrzeugen mit integrierter Hubfunktion, die mehrere Lagerebenen autonom bedienen können. Diese Fahrzeuge erreichen Geschwindigkeiten von bis zu vier Metern pro Sekunde und bewältigen maximale Nutzlasten zwischen dreißig und fünfzig Kilogramm. Die Raumnutzung ist bemerkenswert effizient, mit einer Dichte von bis zu sechsunddreißig Behältern pro Quadratmeter Grundfläche.

Im Gegensatz dazu operieren zweidimensionale Shuttle-Systeme ausschließlich horizontal auf einer definierten Lagerebene. Jede Ebene verfügt über ein dediziertes Shuttle-Fahrzeug, während der Vertikaltransport durch separate Liftsysteme erfolgt. Diese architektonische Trennung von horizontaler und vertikaler Bewegung ermöglicht eine präzise Skalierung der Durchsatzleistung, da Shuttles und Lifte unabhängig voneinander dimensioniert werden können. Die Gassenleistung typischer zweidimensionaler Systeme liegt zwischen fünfhundert und eintausend Doppelspielen pro Stunde.

Dreidimensionale Shuttle-Systeme stellen die technologisch anspruchsvollste Variante dar. Diese autonomen Fahrzeuge bewegen sich in drei Dimensionen und können ohne separate Lifttechnik zwischen Ebenen wechseln. Die vollständige Bewegungsfreiheit resultiert in maximaler Flexibilität, erfordert jedoch eine komplexe Steuerungs- und Navigationstechnik sowie eine entsprechend aufwendige Infrastruktur.

Die Differenzierung zu klassischen Regalbediengeräten ist substanziell. Während ein RBG typischerweise achtzig bis einhundertzwanzig Doppelspiele pro Stunde erreicht, bewältigen Hochleistungs-Shuttle-Systeme fünfhundert bis über eintausend Doppelspiele in der gleichen Zeit. Spezialisierte Konfigurationen wie das Multi Access Warehouse von psb intralogistics erzielen sogar bis zu dreitausend Doppelspiele pro Gasse und Stunde.

Wirtschaftliche Betrachtung und Investitionsstruktur

Die Investitionskosten automatisierter Lagersysteme weisen erhebliche strukturelle Unterschiede auf. Shuttle-Systeme erfordern in der Regel höhere Anfangsinvestitionen pro Stellplatz als konventionelle Regalbediengeräte. Diese Kostendifferenz resultiert aus der Vielzahl aktiver Komponenten: Ein funktionsfähiges Shuttle-Lager benötigt mehrere Shuttle-Fahrzeuge pro Gasse, separate Vertikallifte, komplexe Steuerungssysteme und eine aufwendige Regaltechnik mit integrierten Fahrschienen. Traditionelle RBG-Systeme sind aufgrund jahrzehntelanger Standardisierung in der Anschaffung oft günstiger und profitieren von etablierten Fertigungsprozessen.

Die Betriebskostenstruktur kehrt diese Relation jedoch um. Shuttle-Systeme sind energieeffizienter pro Ein- und Auslagerungszyklus, da ihre leichte Bauweise und die Trennung von horizontaler und vertikaler Bewegung deutlich weniger Energie konsumieren. Ein MLS-System verbraucht etwa sechzig Prozent weniger Energie als ein vergleichbares RBG pro Arbeitsspiel. Moderne Shuttle-Fahrzeuge nutzen Superkondensator-Technologie zur Energieversorgung und speisen Bremsenergie zurück ins System. Erweiterte Systeme verfügen über intelligente Energiespar-Modi wie Deep-Sleep-Funktionen, die den Standby-Verbrauch minimieren.

Die Wartungskosten fallen bei Shuttle-Systemen ebenfalls günstiger aus. Während Regalbediengeräte als komplexe Einzelmaschinen bei technischen Problemen die gesamte Gasse stilllegen, können Shuttle-Systeme durch ihre modulare Architektur einzelne defekte Fahrzeuge im laufenden Betrieb austauschen. Die Regaltechnik ist bei Shuttle-Lösungen zwar aufwendiger konstruiert, die Wartungsarbeiten können jedoch während des Betriebs durchgeführt werden, da die Gassen begehbar bleiben und mehrere Shuttles die Ausfallzeit kompensieren.

Die Return-on-Investment-Berechnung für automatisierte Lagersysteme orientiert sich an standardisierten Amortisationszeiträumen. Sinnvolle Automatisierungsprojekte streben ROI-Zeiträume von unter fünf Jahren an, wobei in vielen Fällen eine Amortisation innerhalb von zwei bis drei Jahren erreicht wird. Die Entscheidung zwischen verschiedenen Technologien erfordert eine differenzierte Betrachtung von Anfangsinvestition, laufenden Betriebskosten, Energieverbrauch und Wartungsaufwand über den gesamten Lebenszyklus.

Durchsatzleistung und Skalierbarkeit als Entscheidungskriterien

Die Durchsatzleistung stellt das zentrale Differenzierungsmerkmal zwischen verschiedenen Automatisierungslösungen dar. Klassische Regalbediengeräte erreichen je nach Auslegung achtzig bis einhundertzwanzig Doppelspiele pro Stunde. Diese Leistung ist für Lager mit geringer bis mittlerer Umschlagshäufigkeit und Gassenleistungen unter einhundertfünfzig Doppelspielen pro Stunde ausreichend. Shuttle-Systeme hingegen adressieren mittlere bis hohe Durchsatzanforderungen und bewältigen typischerweise fünfhundert bis eintausend Doppelspiele pro Stunde und Gasse.

Hochleistungskonfigurationen überschreiten diese Werte deutlich. Das Evo Shuttle von KNAPP erreicht in der zweidimensionalen Variante über eintausend Doppelspiele pro Gasse und Stunde. Das Multi Access Warehouse von psb intralogistics ist für bis zu dreitausend Doppelspiele pro Gasse ausgelegt. Derartige Leistungswerte werden durch die Integration mehrerer Behälterlifte pro Gasse erreicht, die an beliebigen Positionen innerhalb der Lagerstruktur platziert werden können.

Die Skalierbarkeit unterscheidet Shuttle-Systeme fundamental von gassengebundenen Regalbediengeräten. Während bei einem RBG die Leistung durch die Einzelmaschine begrenzt ist, können Shuttle-Lager durch Hinzufügen weiterer Fahrzeuge im laufenden Betrieb erweitert werden. Die Anzahl der Shuttles ist unabhängig von der Stellplatzanzahl skalierbar. Steigt der Durchsatzbedarf, werden zusätzliche Shuttles integriert; wächst die Lagerkapazität, erfolgt eine Verlängerung oder Erweiterung der Gassen. Diese Entkopplung von Leistung und Kapazität ermöglicht eine schrittweise Investitionsstrategie, bei der die anfänglichen Kosten begrenzt und später bedarfsgerecht aufgestockt werden können.

Das Multi Access Warehouse demonstriert diese Flexibilität exemplarisch. Durch die variable Anzahl von Behälterliften und bis zu zwei Shuttles pro Ebene lässt sich die Systemleistung präzise an die Anforderungen anpassen. Die Fördertechnik kann auf jeder Lagerebene integriert werden, was maximale Flexibilität bei der Layoutplanung bietet. Einzelne Lifte, Fördertechnikabschnitte und Kommissionierbereiche können in Schwachlastzeiten deaktiviert werden, während gleichzeitig große Leistungsreserven für Peak-Zeiten bereitstehen.

LTW Intralogistics Lösungen

LTW Intralogistics – Engineers of Flow - Bild: LTW Intralogistics GmbH

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Redundanz und Systemverfügbarkeit

Die Verfügbarkeit automatisierter Lagersysteme ist ein kritischer Erfolgsfaktor, insbesondere in zeitkritischen Anwendungen wie E-Commerce oder pharmazeutischer Logistik. Shuttle-Systeme bieten durch ihre Architektur inhärente Redundanz. Ein Ausfall eines einzelnen Shuttle-Fahrzeugs führt lediglich zu einer geringfügigen Leistungsreduktion, da die verbleibenden Fahrzeuge den Betrieb fortsetzen. Im Gegensatz dazu resultiert ein RBG-Ausfall in der kompletten Stilllegung der betroffenen Gasse.

Das Multi Access Warehouse implementiert Redundanz auf mehreren Ebenen. Die Mehrfachausstattung mit Behälterliften und Fördertechnik zur Lageranbindung erhöht die Verfügbarkeit signifikant. Jedes Lastaufnahmemittel kann von mehreren Shuttles an verschiedene Lifte übergeben und über unterschiedliche Fördertechnikverbindungen aus dem Lager transportiert werden. Selbst bei Wartungszugriffen, bei denen einzelne Ebenen oder Lifte temporär deaktiviert sind, bleibt die Lagergasse funktionsfähig.

Die technische Auslegung hochverfügbarer Systeme folgt etablierten Redundanzprinzipien. Vollständige Eins-zu-Eins-Redundanz kritischer Komponenten, Master-Slave-Konfigurationen von Steuerungssystemen und Watchdog-Einheiten zur Überwachung redundanter Prozess-Server sind branchenübliche Standards. Shuttle-Systeme profitieren von ihrer verteilten Architektur, da technische oder organisatorische Entkopplung von Anlagenteilen die Gesamtverfügbarkeit steigert.

Anwendungsgebiete und Einsatzszenarien

Die Eignung verschiedener Automatisierungslösungen variiert erheblich nach Anwendungskontext. E-Commerce-Fulfillment stellt die höchsten Anforderungen an Durchsatz und Flexibilität. Shuttle-Systeme dominieren in diesem Segment aufgrund ihrer Fähigkeit, hohe Auftragsspitzen zu bewältigen und parallele Prozesse in engen Gängen zu ermöglichen. Die schnelle Auftragsabwicklung und die Möglichkeit, saisonale Schwankungen durch flexible Shuttle-Anzahl zu managen, sind entscheidende Vorteile.

Die pharmazeutische Industrie nutzt Shuttle-Technologie für Anwendungen, die höchste Leistung mit Bestandsgenauigkeit verbinden müssen. Die automatisierte Bestandsführung und die Möglichkeit zur präzisen Sequenzierung von Aufträgen erfüllen die strengen Compliance-Anforderungen dieser Branche.

Produktionsumgebungen setzen Shuttle-Systeme primär als Pufferlager und zur Versorgung von Fertigungslinien ein. Just-in-Time- und Just-in-Sequence-Prozesse profitieren von der schnellen Verfügbarkeit der Artikel und der Möglichkeit zur automatischen Sequenzierung. Die Kopplung mit Palettierrobotern ermöglicht effiziente Materialflusskonzepte.

Tiefkühllager repräsentieren eine Spezialawendung, in der Shuttle-Systeme deutliche Vorteile bieten. Die Reduzierung manueller Arbeit in Tiefkühlumgebungen senkt Personalkosten und verbessert Arbeitsbedingungen. Moderne Shuttle-Fahrzeuge sind für Betriebstemperaturen bis minus dreißig Grad Celsius ausgelegt.

Praxisbeispiele und realisierte Anwendungen

Die praktische Implementierung von Multi-Level-Shuttle-Systemen dokumentiert deren Leistungsfähigkeit. ETRA Oy in Finnland betreibt ein viergassiges Behälterlager mit neunundvierzigtausendfünfhundert Stellplätzen, das zehn Multi-Level-Shuttles von GEBHARDT und zwei konventionelle Regalbediengeräte kombiniert. Diese Hybridlösung nutzt die Stärken beider Technologien optimal.

Der Multi-Brand Online Retailer Skygate in Großbritannien setzt auf ein Evo Shuttle System von KNAPP für sechs Millionen Lagerartikel. Durch die Integration von fünfhunderttausend speziell entwickelten Evo Stacknest Behältern wurde die Lagereffizienz um fünfundzwanzig Prozent gesteigert. Die Lösung ermöglicht Order Fulfillment in nur dreißig Minuten.

Arvato betreibt für einen Beauty- und Lifestyle-Retailer die weltweit größte zweidimensionale Shuttle-Lösung im Kosmetiksektor. Das System lagert zwölftausendfünfhundert Behälter pro Stunde aus doppeltiefer Lagerung ein und aus. Die Flexibilität des Systems bewältigt signifikante Unterschiede in Auftragsstrukturen und flacht Spitzenlasten ab.

EssilorLuxottica nutzt vierhundertfünfzig Shuttles in einer Evo Shuttle 1D-Konfiguration für fünfhunderttausend Stellplätze. Das System bearbeitet täglich dreiunddreißigtausend Pakete, was einer Leistung von zweihundertfünftausend Artikeln pro siebeneinhalb Stunden Schicht entspricht.

HEAD Sportartikel implementierte ein Jungheinrich-AKL mit sechsunddreißigtausend Stellplätzen, das fünfhundert Behälter pro Stunde ein- und auslagert. Das seit Juni zweitausendzweiundzwanzig betriebene Europa-Zentrallager demonstriert die erfolgreiche Automatisierung eines mittelgroßen Distributionszentrums.

Flächeneffizienz und Kapazitätsoptimierung

Die Raumausnutzung automatisierter Lagersysteme übersteigt manuelle Lösungen erheblich. Multi-Level-Shuttle-Systeme erreichen eine Dichte von sechsunddreißig Behältern pro Quadratmeter Grundfläche. Hochregallager mit zehntausend Palettenstellplätzen benötigen lediglich zweitausend bis dreitausend Quadratmeter Grundfläche.

Ein quantitativer Vergleich verschiedener Regalsysteme bei identischer Lagerdimension veranschaulicht die Effizienzunterschiede. Bei einer Hallengröße von hundert mal hundert Metern Grundfläche und neun Metern Höhe fasst ein Standard-Palettenregal zwanzigtausend Paletten. Ein Palettendurchlaufregal erhöht die Kapazität auf sechsunddreißigtausend Paletten. Ein Pallet Shuttle System erreicht in der gleichen Halle sechsundvierzigtausend Paletten, was einer Steigerung von einhundertdreißig Prozent gegenüber der Standardlösung entspricht.

Die Flächeneffizienz resultiert aus mehreren technischen Faktoren. Die Elimination breiter Kommissioniergänge, die mehrfachtiefe Lagerung und die optimale Vertikalraumnutzung tragen zur Kapazitätssteigerung bei. Die dynamische Stellplatzverwaltung ermöglicht die Lagerung unterschiedlicher Behältergrößen auf der gleichen Ebene, was die Flexibilität erhöht und Leerraum minimiert.

Entscheidungsmatrix und Systemauswahl

Die Wahl der optimalen Lagertechnologie folgt einer strukturierten Bewertung quantitativer und qualitativer Kriterien. Regalbediengeräte eignen sich für Anwendungen mit geringer Durchsatzleistung, niedriger Umschlagshäufigkeit, schwerem Lagergut über fünfzig Kilogramm und Sondermaßen, die standardisierte Behälter nicht aufnehmen können. Die etablierte Technologie bietet hohe Betriebssicherheit und überschaubare Wartungsintervalle.

Shuttle-Lösungen sind vorzuziehen bei mittleren bis hohen Durchsatzanforderungen zwischen einhundertfünfzig und eintausend Doppelspielen pro Stunde, hoher Umschlagshäufigkeit der Stellplätze, Bedarf an manueller Erreichbarkeit jedes Stellplatzes im Regal, Bestandsgebäuden die kein klassisches Hochregallager zulassen, und absehbarer Leistungssteigerung der Anlage.

Die wirtschaftliche Tragfähigkeit automatisierter Kleinteilelager beginnt typischerweise ab dreitausend bis fünftausend Stellplätzen pro Lagergasse bei vollständiger Auslastung. Bei Integration in vorhandene Gebäudestrukturen können bereits Lösungen unter eintausend Plätzen sinnvoll sein. Erfordert das Projekt jedoch einen Neubau, rechnen sich automatisierte Lösungen erst ab deutlich höheren Behälterzahlen.

Die Total-Cost-of-Ownership-Betrachtung muss neben Investitionskosten auch Energieverbrauch, Wartungsaufwand, Personalkosten und Flächenkosten über den Systemlebenszyklus berücksichtigen. Die Skalierbarkeit und Erweiterungsfähigkeit des Systems sind langfristige Faktoren, die bei der initialen Investitionsentscheidung oft unterschätzt werden.

Multi-Aisle-Funktionalität und Hub-Systeme

Multi-Aisle-Konzepte erweitern die Grundarchitektur von Shuttle-Systemen durch die Möglichkeit des gassenübergreifenden Zugriffs. Das Hubmaster Multi-Aisle Stacker Crane System ermöglicht Regalbediengeräten den Wechsel zwischen mehreren Gassen. Diese Flexibilität reduziert die Anzahl notwendiger Bedienergeräte bei gleichzeitiger Erhöhung der Systemeffizienz.

Das Multi Access Warehouse von psb intralogistics implementiert ein Hub-Konzept durch die Integration von Behälterliften an beliebigen Positionen innerhalb der Lagergassen. Die Fördertechnik kann auf jeder Lagerebene angebunden werden, was höchste Flexibilität bei der Layoutplanung ermöglicht. Jedes Lastaufnahmemittel wird gezielt von Shuttles zu Liften transportiert, die die Ware ohne Kreuzungsverkehr zur designierten Arbeitsstation steuern.

Diese Architektur ist besonders effektiv in langen und hohen Lagern mit hoher Kapazität, wo sie enorme Leistungsreserven bereitstellt. Die Möglichkeit, Lifte und Fördertechnik nachträglich zu ergänzen, ermöglicht eine an die Kapazitätssteigerung angepasste Leistungsentwicklung des Shuttle-Systems.

Strategische Implikationen und Zukunftsperspektiven

Die zunehmende Verbreitung von Shuttle-Technologien reflektiert fundamentale Veränderungen in der Intralogistik. E-Commerce-Wachstum, Fachkräftemangel und steigende Flächenkosten beschleunigen die Automatisierung. Multi-Level-Shuttle-Systeme und verwandte Architekturen sind keine universelle Lösung, sondern adressieren spezifische Anwendungsszenarien mit hohen Durchsatzanforderungen und Bedarf an Flexibilität.

Die Entscheidung zwischen verschiedenen Automatisierungslösungen erfordert eine präzise Analyse der operativen Anforderungen, der wirtschaftlichen Rahmenbedingungen und der langfristigen strategischen Ausrichtung. Shuttle-Systeme bieten Vorteile bei Durchsatzleistung, Skalierbarkeit und Redundanz, erfordern jedoch höhere Anfangsinvestitionen und komplexere Regaltechnik. Regalbediengeräte bleiben die bevorzugte Lösung für Anwendungen mit klar definiertem Leistungsprofil, hoher Betriebssicherheit und geringem Wartungsaufwand bei mittleren Durchsatzanforderungen.

Die evidenzbasierte Entscheidungsmatrix muss technische Parameter wie Durchsatzleistung und Energieeffizienz, wirtschaftliche Faktoren wie Investitionskosten und Amortisationszeit sowie operative Aspekte wie Redundanz und Wartungsfreundlichkeit integrieren. Nur eine ganzheitliche Bewertung dieser Dimensionen ermöglicht die Auswahl der optimalen Lagertechnologie für den spezifischen Anwendungsfall.

Die technologische Evolution automatisierter Lagersysteme setzt sich fort. Künstliche Intelligenz zur Optimierung von Lagerbetriebsstrategien, erweiterte Sensorik für prädiktive Wartung und fortschrittliche Energiespeichertechnologien werden die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit weiterer erhöhen. Die strategische Positionierung von Multi-Level-Shuttle-Systemen als Hochleistungslösung für durchsatzintensive Anwendungen wird sich in diesem Kontext weiter festigen.

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