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Regallager – Lager und Regalsysteme – Automatisches Lager- und Bereitstellungssysteme


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Veröffentlicht am: 13. MĂ€rz 2021 / Update vom: 30. September 2021 – Verfasser: Konrad Wolfenstein

RegalbediengerĂ€t “Automated storage and retrieval system” – AS/RS (Automatisches Lager- und Abholsysteme)

Automated storage and retrieval system - AS/RS (Automatisches Lager- und Abholsysteme)

Automated storage and retrieval system – AS/RS (Automatisches Lager- und Abholsysteme) – Bild: Juice Flair|Shutterstock.com

Ein RegalbediengerĂ€t (RBG), Stacker crane (STC) oder Storage and retrieval machine – S/R machine ist ein schienengefĂŒhrtes, einspuriges Fahrzeug zur Bedienung der Waren in einem Hochregallager. Die Bauhöhe eines RBG beginnt bei ca. 6 Meter und geht bis zu einer Maximalhöhe von 46 Meter. Es gibt RBG, die ĂŒber ein Weichensystem das gesamte Lager bedienen können (kurvengĂ€ngige RBG fĂŒr niedrigere Leistungen), bzw. mit einem Umsetzer die Gasse wechseln und solche, die nur in einem Gang operieren (gassengebundene RBG fĂŒr hohe Leistungen). Der Automatisierungsgrad reicht je nach Anwendungsfall von manuell bis vollstĂ€ndig automatisiert.

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Die Bewegung eines RBG erfolgt in folgenden drei Achsen:

  • x = GanglĂ€ngsrichtung (Fahreinheit)
  • y = vertikale Richtung (Hubeinheit)
  • z = Gangquerrichtung (Lastaufnahmeeinheit)

Ein automatisches Lager- und Bereitstellungssystem (ASRS oder AS/RS) besteht aus einer Vielzahl von computergesteuerten und automatisierten Systemen zum automatischen Ein- und Auslagern von Lasten aus definierten LagerplÀtzen. Automatisierte RegalbediengerÀte (RBG) werden typischerweise dort eingesetzt, wo:

  • ein sehr hohes Volumen an Lasten ein- und ausgelagert werden soll
  • die Lagerdichte aufgrund von Platzproblemen wichtig ist
  • keine Wertschöpfung in diesem Prozess stattfindet (keine Verarbeitung, nur Lagerung und Transport)
  • Genauigkeit wichtig ist, wegen den möglichen teuren SchĂ€den an der Ladung
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Ein RegalbediengerĂ€t (RGB) kann sowohl mit Standard-Ladungen als auch mit Nicht-Standard-Ladungen verwendet werden, d. h. jede Standard-Ladung passt in ein einheitlich großes Volumen. Standardladungen vereinfachen die Bearbeitung und Anforderung eines Artikels. DarĂŒber hinaus können PrĂŒfungen der Richtigkeit des Inhaltsinventars auf den Inhalt einer einzelnen Metallbox beschrĂ€nkt werden, anstatt die gesamte Einrichtung von oben bis unten nach einem einzelnen Gegenstand zu durchsuchen.

Automatisierten Regallager-RegalbediengerÀte

Die automatisierten Regallager-RegalbediengerĂ€te sind fĂŒr die automatische Ein- und Auslagerung von Teilen und Artikeln in der Fertigung, im Vertrieb, im Einzelhandel, im Großhandel und in Institutionen konzipiert. Sie entstanden in den 1960er Jahren und konzentrierten sich zunĂ€chst auf schwere Palettenlasten, aber mit der Weiterentwicklung der Technologie sind die zu handhabenden Lasten kleiner geworden. Die Systeme arbeiten computergesteuert und fĂŒhren ein Inventar der gelagerten Artikel. Die Entnahme von Artikeln erfolgt durch Angabe des Artikeltyps und der Menge, die entnommen werden soll. Der Computer bestimmt, wo im Lagerbereich der Artikel ausgelagert werden kann und plant die Auslagerung. Er leitet das entsprechende automatische RegalbediengerĂ€t zu dem Ort, an dem der Artikel gelagert ist, und weist das GerĂ€t an, den Artikel an einem Ort abzulegen, an dem er abgeholt werden soll. Ein System von Förderern und/oder fahrerlosen Transportsystemen ist manchmal Teil des RegalbediengerĂ€tes. Diese bewegen die Lasten in den und aus dem Lagerbereich und transportieren sie zur Fertigungsebene oder zu den Laderampen. Um Artikel einzulagern, wird die Palette oder das Tablar an einer Eingabestation fĂŒr das System platziert, die Informationen fĂŒr die Inventarisierung werden in ein Computerterminal eingegeben und das RegalbediengerĂ€t bewegt die Last in den Lagerbereich, bestimmt einen geeigneten Platz fĂŒr den Artikel und lagert die Last ein. Wenn Artikel in die Regale eingelagert oder aus ihnen entnommen werden, aktualisiert der Computer seinen Bestand entsprechend.

Zu den Vorteilen eines RegalbediengerĂ€tes gehören reduzierter Arbeitsaufwand fĂŒr den Transport von Artikeln in und aus dem Lager, reduzierte LagerbestĂ€nde, genauere Nachverfolgung des Bestandes und Platzersparnis. Die Artikel werden oft dichter gelagert als in Systemen, in denen die Artikel manuell ein- und ausgelagert werden.

Innerhalb des Lagers können die Artikel auf Tablare gestellt werden oder an Stangen hĂ€ngen, die an Ketten/Antrieben befestigt sind, um sich auf und ab zu bewegen. Zur Ausstattung eines RegalbediengerĂ€tes gehört ein RegalbediengerĂ€t (RBG), das fĂŒr die schnelle Ein- und Auslagerung von Material verwendet wird. SRM (storage and retrieval machine) wird eingesetzt, um Lasten vertikal oder horizontal zu bewegen, und können sich auch seitlich bewegen, um Objekte am richtigen Lagerort zu platzieren.

Der Trend zur Just-in-Time-Produktion erfordert oft eine VerfĂŒgbarkeit der Produktionsmittel auf Unterpalettenebene, und das RegalbediengerĂ€t ist eine viel schnellere Möglichkeit, die Lagerung kleinerer Artikel neben den Produktionslinien zu organisieren.

Das Material Handling Institute of America (MHIA), der gemeinnĂŒtzige Handelsverband fĂŒr die Welt des Materialtransports, und seine Mitglieder haben AS/RS in zwei Hauptsegmente unterteilt:

  • Fixed Aisle (ganggebunden) und
  • Carousels/ Lift

Beide Technologien ermöglichen die automatische Ein- und Auslagerung von Teilen und GegenstĂ€nden, nutzen aber unterschiedliche Technologien. Jede Technologie hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Fixed Aisle-Systeme sind charakteristischerweise grĂ¶ĂŸere Systeme, wĂ€hrend Karussells und Vertical Lift Modules einzeln oder gruppiert, aber in kleinen bis mittleren Anwendungen eingesetzt werden.

Ein RegalbediengerĂ€t mit festem Gang gibt es in zwei HauptausfĂŒhrungen:

  • einmastig oder
  • zweimastig

Die meisten stĂŒtzen sich auf eine Schiene und die Decke, die oben durch FĂŒhrungsschienen oder KanĂ€le gefĂŒhrt wird, um eine genaue vertikale Ausrichtung zu gewĂ€hrleisten, einige sind jedoch auch von der Decke abgehĂ€ngt. Die “Shuttles”, aus denen das System besteht, fahren zwischen festen Lagerregalen, um eine angeforderte Ladung (von einem einzelnen Buch in einem Bibliothekssystem bis hin zu einer mehrere Tonnen schweren Palette von Waren in einem Lagersystem) ein- oder auszulagern. Die gesamte Einheit bewegt sich horizontal innerhalb eines Ganges, wĂ€hrend die Shuttles in der Lage sind, sich auf die erforderliche Höhe zu heben, um die Last zu erreichen, und aus- und einfahren können, um Lasten ein- oder auszulagern, die sich mehrere Positionen tief im Regal befinden. Ein halbautomatisches System kann erreicht werden, indem nur spezialisierte Shuttles innerhalb eines bestehenden Regalsystems eingesetzt werden.

Eine weitere RegalbediengerĂ€te-Technologie ist die sogenannte Shuttle-Technologie. Bei dieser Technologie erfolgt die horizontale Bewegung durch unabhĂ€ngige Shuttles, die jeweils auf einer Ebene des Regals arbeiten, wĂ€hrend ein Lift an einer festen Position im Regal fĂŒr die vertikale Bewegung verantwortlich ist. Durch den Einsatz von zwei separaten Maschinen fĂŒr diese beiden Achsen ist die Shuttle-Technologie in der Lage, höhere Durchsatzraten zu erzielen als RegalbediengerĂ€te.

RegalbediengerĂ€te nehmen Lasten an bestimmten Stationen auf oder geben sie an den Rest des unterstĂŒtzenden Transportsystems ab, wo ein- und ausgehende Lasten fĂŒr die richtige Handhabung prĂ€zise positioniert werden.

DarĂŒber hinaus gibt es verschiedene Arten von automatischen RegalbediengerĂ€ten, die als

  • Unit-Load-RegalbediengerĂ€t,  Mid-Load-RegalbediengerĂ€t
  • Mini-Load-RegalbediengerĂ€t, Vertical Buffer System / Module
  • Vertikal-Lift-Modul (VLM)
  • Vertikal Karussell, automatisiertes Umlaufregal bzw. Paternoster
  • Horizontal Karussell

bezeichnet werden. Diese Systeme werden entweder als Stand-alone-Einheiten oder in integrierten Arbeitsstationen, den sogenannten Pods oder Systemen, eingesetzt. Diese Einheiten sind in der Regel mit verschiedenen Arten von Pick-to-Light-Systemen integriert und verwenden entweder eine Mikroprozessorsteuerung fĂŒr die grundlegende Nutzung oder eine Bestandsverwaltungssoftware.

Diese Systeme sind ideal, um die Platzausnutzung um bis zu 90 %, die ProduktivitÀt um 90 %, die Genauigkeit auf 99,9 %+ und den Durchsatz auf bis zu 750 Zeilen pro Stunde/pro Bediener oder mehr zu steigern, je nach Konfiguration des Systems.

Geschichte und Entwicklung der RegalbediengerÀte (RGB)

Mit dem Einzug der Massenproduktion in der Industrie wurden auch die Anforderungen an den innerbetrieblichen Materialfluss und damit an die Lagertechnik immer grĂ¶ĂŸer. Aus der Forderung, auf kleiner FlĂ€che immer mehr lagern zu können, entstanden in den 1950er Jahren die Blocklager. Die Blocklager wurden mit Stapelkranen bedient, welche schon wesentlich weniger Platz fĂŒr die Gassen benötigten und Höhen erreichten, die mit einem Gabelstapler oder einem Schubmaststapler nicht möglich waren.

In den 1960er Jahren entstanden die ersten RegalbediengerĂ€te, welche im Gegensatz zu den Stapelkranen gassengebunden waren und somit kein Portal zum Überfahren der gesamten Halle benötigten. Damit stieg nicht nur die LagerkapazitĂ€t durch erhöhte Raumnutzung, sondern auch die Leistung, da jetzt fĂŒr jede Gasse ein separates RBG verfĂŒgbar war. Anfangs fuhren die RBG wie kleine Portalkrane an der Hallendecke und wurden am Boden gefĂŒhrt. Man ging aber bald dazu ĂŒber, die Kraft nicht ĂŒber das Regal oder die Hallendecke, sondern ĂŒber den Hallenboden einzuleiten, da dies mechanisch wesentlich leichter zu beherrschen war. Die einspurig am Boden fahrenden RBG konnten jetzt immer höhere Fahrleistungen erbringen.

Wurden die RBG bis jetzt noch manuell durch einen Fahrer bedient, ermöglichte die Entwicklung der Informationstechnologie in den 1980er Jahren die weitgehende Automatisierung der RegalbediengerÀte.

Dies fĂŒhrte zu einem starken Wachstum der Branche ab den 1990er Jahren. In den folgenden Jahren sollte die Entwicklung der Software (LSR (Lagersteuerrechner) und LVR (Lagerverwaltungsrechner), siehe Hochregallager) einen immer höheren Stellenwert erlangen. Mechanisch wurden die RBG durch die immer höheren Leistungen gefordert, das Grundkonzept aber blieb bis heute.

Mechanischer Aufbau eines RegalbediengerÀtes RBG

Das RegalbediengerĂ€t ist keine Kombination von Flurförderzeug und Hebezeug, sondern wegen der FĂŒhrung oben und unten ein typisches Hebezeug, welches sich selbst in Fahrtrichtung (X-Achse) und den Hubschlitten in Hubrichtung (Y-Achse) bewegt. Das RegalbediengerĂ€t tritt nie alleine auf, sondern immer in Kombination mit einem sog. Lastaufnahmemittel, welches die Ladung direkt oder die sog. Ladehilfsmittel, welche als TrĂ€ger der Ladung fungieren, (in Z-Richtung) manipuliert.

In der Regel wird ein RegalbediengerĂ€t fĂŒr jede Regalgasse eingebaut. Der Wechsel der Regalgasse wĂŒrde eine erheblich komplexere Konstruktion erfordern und die Zugriffszeiten zu einem Regalfach erheblich steigern; trotzdem werden sie hergestellt (meist als ‘kurvengĂ€ngige’ RBG bezeichnet). Werden Ein- und Auslagerung seitenweise getrennt, sind auch Paare von RegalbediengerĂ€ten fĂŒr jede Regalgasse sinnfĂ€llig. Nicht nur die gewĂŒnschte Bedienzeit bestimmt die Auswahl der Lösungen, sondern auch Nutzlasten, GebĂ€udehöhen, Lagerstrategien etc.

Fahrwerk

Das einspurige Fahrwerk verbindet die beiden LaufrĂ€der mit dem Mast bzw. dem Rahmen. Die LaufrĂ€der werden auf Schienen gefĂŒhrt und sind bei kurvengĂ€ngigen RBG drehbar gelagert. Je nach Schienentyp (warmgewalzte Profile wie z. B. U-Profile, I-Profile und Eisenbahnschienen) und Radlast werden Stahl-, Kunststoff- oder VulkollanrĂ€der (Stahlnabe mit angegossener Elastomer-LaufflĂ€che) in Einfach- oder DoppelradkĂ€sten eingesetzt. Je nach Leistungsbedarf sind eines oder beide RĂ€der angetrieben.

Mast

Der Mast (SĂ€ule) verbindet das Fahrwerk mit der Kopftraverse. Je nach Anwendungsfall sind Ein- oder Zweimastversionen (RahmengerĂ€te) möglich. Entlang des Mastes wird der Hubschlitten gefĂŒhrt. Der Mast enthĂ€lt aber noch weitere Komponenten wie das Hubwerk mit dem Seil- oder Kettentrieb, den Hauptschaltschrank, Podeste und Aufstiegsleitern mit der Persönlichen SchutzausrĂŒstung (PSA), StromzufĂŒhrungen zum Hauptschaltschrank und zum Hubschlitten ĂŒber Schleifleitungen oder Kabelketten.

Hubschlitten

Der Hubschlitten trĂ€gt primĂ€r die zu befördernde Last und ist mit Einrichtungen zur Aufnahme und Abgabe der Last, dem sogenannten Lastaufnahmemittel, ausgerĂŒstet.

Bei automatischen RBG findet sich am Hubschlitten meist ein Notsteuerstand (zur Störungsbehebung). Bei manuellen RBG ist oft eine Kabine mit mehr oder weniger umfangreicher Ausstattung (PSA, Sitz, Regale, PC, Scanner, Feuerlöscher 
) angebracht. Ein wichtiges Thema ist hier auch die Gestaltung des Fluchtweges.

Die Hubbewegung erfolgt ĂŒber einen Seil-, Riemen- oder Kettentrieb. Damit die Hubbewegung bei einer mechanischen Blockade des Hubschlittens automatisch abgeschaltet wird, sind in den AufhĂ€ngungen Sicherheitsschalter zur Erkennung von Schlaffseil bzw. Überlast angebracht. Am Hubschlitten sind Einrichtungen zur Verhinderung eines Absturzes bei Seil- oder Kettenbruch vorhanden. Diese Fangvorrichtung ist vor allem wichtig, wenn Personen mit dem RBG mitfahren können.

Kopftraverse

Die Kopftraverse enthĂ€lt das obere Fahrwerk und verbindet ggf. die beiden Masten. Das obere Fahrwerk besteht aus FĂŒhrungsrollen, die in einer Schiene am Regaljoch (obere Verbindungskonstruktion der Regalzeilen) gefĂŒhrt werden. Bei nicht kurvengĂ€ngigen EinmastgerĂ€ten kann die Kopftraverse sogar entfallen.

Die Kopftraverse ist besonders wichtig, wenn sich mehrere kurvengĂ€ngige RBG in einer Schienenanlage befinden. In diesem Fall muss eine Kollision verhindert werden. Die Einrichtungen zum Antistoß sind in der Kopftraverse eingebaut, gleichzeitig dient diese als Puffer.

Antrieb und Leistungsbedarf

Die Fahr- und Hubantriebe sind heute ĂŒberwiegend drehzahlgeregelte Elektromotoren, wobei die Fahrleistungen immer höher werden, um die Zugriffszeiten zu senken und die Systemleistung zu erhöhen. Hydraulische Antriebe werden wegen der hohen Verschmutzungsgefahr, vor allem auch fĂŒr die Ware, kaum mehr eingesetzt.

Steuerungsarten der RegalbediengerÀte (RGB)

Manuelle Steuerung

Bei der manuellen Steuerung werden alle Bewegungsachsen vom mitfahrenden Bediener ĂŒber Joystick oder Taster gesteuert. Bei dieser Steuerungsart muss im Normalbetrieb durch logische und elektrische Verriegelungen verhindert sein, dass alle Bewegungen jederzeit möglich sind. Aufgrund des stetig steigenden Automatisierungsgrades spielen manuell bediente RBG heute keine wesentliche Rolle mehr. Insbesondere fĂŒr Kommissionierarbeiten werden aber noch mannbediente GerĂ€te eingesetzt.

Halbautomatische Steuerung

Bei dieser Steuerungsart sind gewisse BewegungsablÀufe automatisiert. Sehr hilfreich ist z. B. der sogenannte Gabelzyklus, bei dem die Bedienperson das betreffende Fach anfÀhrt und mit einem Tastendruck folgenden Zyklus startet:

Teleskopgabel ausfahren → Teleskopgabel heben → Teleskopgabel einfahren

Automatische Steuerung

Bei der automatischen Steuerung werden alle Bewegungen des RBG autonom am RegalbediengerĂ€t gesteuert und ĂŒberwacht. Die Bewegung wird durch die Auftragsdaten vom Lagerverwaltungssystem koordiniert. Die DatenĂŒbertragung zwischen den Funktionseinheiten kann dabei z. B. ĂŒber Kabel, Lichtstrecken (Infrarot) oder ĂŒber Funk erfolgen.

Eine manuelle Bewegung jedes RBG ist ĂŒber einen Notsteuerstand möglich, mit dem die Verbindung zum Lagerverwaltungssystem ĂŒbersteuert werden kann.

Investitionen

Die Kosten fĂŒr ein RBG hĂ€ngen stark vom Automatisierungsgrad, den Abmessungen, der StĂŒckzahl und den Leistungsdaten ab. Ein kleineres automatisches RBG liegt im Bereich von 100.000 Euro, fĂŒr ein RBG wie im Beispiel oben liegen die Investitionen im Bereich von 300.000 Euro.

Vorteile eines automatisches Lager- und Bereitstellungssystem (ASRS oder AS/RS)

Ein effektives automatisiertes Lager- und Bereitstellungssystem bietet mehrere Vorteile fĂŒr das Supply Chain Management:

  • Ein effizientes RegalbediengerĂ€t hilft Unternehmen, Kosten zu senken, indem es die Menge an unnötigen Teilen und Produkten im Lager minimiert und die Organisation des Lagerinhalts verbessert. Durch automatisierte Prozesse wird außerdem mehr LagerflĂ€che durch eine hochverdichtete Lagerung, schmalere GĂ€nge usw. geschaffen.
  • Die Automatisierung senkt die Arbeitskosten bei gleichzeitiger Verringerung des Personalbedarfs und Erhöhung der Sicherheit.
  • Modellierung und Verwaltung der logischen Darstellung der physischen Lagereinrichtungen (z. B. Regale, etc.). Wenn z. B. bestimmte Produkte hĂ€ufig zusammen verkauft werden oder beliebter sind als andere, können diese Produkte gruppiert oder in der NĂ€he des Lieferbereichs platziert werden, um den Prozess der Kommissionierung, Verpackung und des Versands an die Kunden zu beschleunigen.
  • Ermöglichung einer nahtlosen VerknĂŒpfung mit der Auftragsbearbeitung und dem Logistikmanagement, um Produkte zu kommissionieren, zu verpacken und aus dem Werk zu versenden.
  • Nachverfolgung, wo die Produkte gelagert werden, von welchen Lieferanten sie stammen und wie lange sie gelagert werden. Durch die Analyse solcher Daten können Unternehmen die LagerbestĂ€nde kontrollieren und die Nutzung der LagerflĂ€che maximieren. DarĂŒber hinaus sind die Firmen besser auf die Nachfrage und das Angebot des Marktes vorbereitet, insbesondere bei besonderen UmstĂ€nden, wie z. B. einer Hochsaison in einem bestimmten Monat. Durch die von einem AS/RS-System generierten Berichte sind Firmen auch in der Lage, wichtige Daten zu sammeln, die in ein Modell eingefĂŒgt und analysiert werden können.

Horizontal Karussell bzw. Karusselllager - 'Drehlager/Drehregal'

Ein horizontales Karussell ist eine Reihe von BehĂ€ltern, die sich auf einer ovalen Schiene drehen. Jeder BehĂ€lter hat FĂ€cher, die einstellbar sind und fĂŒr eine Vielzahl von Standard- und Spezialanwendungen konfiguriert werden können. Der Bediener gibt einfach die Nummer des BehĂ€lters, die Teilenummer oder die Position der Zelle ein und das Karussell dreht sich auf dem kĂŒrzesten Weg. Mehrere horizontale Karussells, die mit Pick-to-Light-Technologie und Lagerverwaltungssoftware integriert sind (ein Karussell-Pod), werden fĂŒr die Auftragsabwicklung verwendet.

Die Menge der AuftrĂ€ge wird an den Pod gesendet. Eine Gruppe von AuftrĂ€gen wird ausgewĂ€hlt, um eine Charge zu erstellen. Der Bediener folgt einfach den Lichtern und wĂ€hlt die Karussells aus und platziert die Artikel in einer dahinter liegenden Batch-Station. Jedes Karussell ist vorpositioniert und dreht sich bei der Entnahme. Durch die Anwendung des “Produkt-zur-Person”-Prinzips muss sich der Bediener nicht von seiner Position entfernen, um den Auftrag vorzubereiten.

Wenn die Charge vollstĂ€ndig ist, wird eine neue Charge zugefĂŒhrt und der Prozess wiederholt sich. Horizontale Karusselle können bis zu 75 % der StellflĂ€che einsparen, die ProduktivitĂ€t um 2/3 steigern, eine Genauigkeit von 99,9 %+ erreichen und einen Durchsatz von bis zu 750 Zeilen pro Stunde und Bediener erreichen.

Horizontale Karussellsysteme ĂŒbertreffen im Allgemeinen Robotersysteme fĂŒr einen Bruchteil der Kosten. Horizontale Karusselle sind das kostengĂŒnstigste verfĂŒgbare RegalbediengerĂ€t.

Roboter-Ein-/Ausschleusvorrichtungen können auch fĂŒr horizontale Karussells verwendet werden. Das RobotergerĂ€t wird an der Vorder- oder RĂŒckseite von bis zu drei horizontalen Karussells in Etagenhöhe positioniert. Der Roboter greift den im Auftrag benötigten BehĂ€lter und fĂŒllt oft gleichzeitig nach, um den Durchsatz zu beschleunigen. Der oder die BehĂ€lter werden dann an ein Förderband ĂŒbergeben, das sie zu einer Arbeitsstation zur Kommissionierung oder zum NachfĂŒllen leitet. Es können bis zu acht Transaktionen pro Minute und Einheit durchgefĂŒhrt werden. Es können BehĂ€lter bis zu einer GrĂ¶ĂŸe von 36″ x 36″ x 36″ in einem System verwendet werden.

Vereinfacht gesagt, werden Horizontalkarusselle auch oft als “Drehregal” eingesetzt. Mit einem einfachen “Holen”-Befehl werden die Artikel zum Bediener gebracht und der sonst verschwendete Platz wird eliminiert.

AS/RS-Anwendungen: Die meisten Anwendungen der RegalbediengerÀte-Technologie werden mit Lager- und DistributionsvorgÀngen in Verbindung gebracht. Ein RegalbediengerÀt kann aber auch zur Lagerung von Rohstoffen und unfertigen Erzeugnissen in der Fertigung eingesetzt werden.

Es können drei Anwendungsbereiche fĂŒr RegalbediengerĂ€te unterschieden werden:

  • StĂŒckgutlagerung und -handling,
  • Kommissionierung und
  • Lagerung von Ware in Arbeit.

StĂŒckgutlager- und RegalbediengerĂ€te werden durch RegalbediengerĂ€te und RegalbediengerĂ€te mit tiefen Gassen reprĂ€sentiert. Diese Art von Anwendungen findet man ĂŒblicherweise in der Lagerhaltung fĂŒr Fertigwaren in einem Distributionszentrum, selten in der Fertigung. Tiefbahnsysteme werden in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Wie oben beschrieben, geht es bei der Kommissionierung um die Entnahme von Materialien in weniger als der vollen StĂŒckgutmenge. FĂŒr diesen zweiten Anwendungsbereich werden Miniload-, Man-on-Board- und Item-Retrieval-Systeme eingesetzt.

Eine neuere Anwendung der automatisierten Lagertechnik ist das Work-in-Process-Lager. Obwohl es wĂŒnschenswert ist, die Menge an unfertiger Arbeit zu minimieren, ist WIP (Work in process / Ware in Arbeit – Umlaufbestand) unvermeidbar und muss effektiv verwaltet werden. Automatisierte Lagersysteme, entweder automatische RegalbediengerĂ€te oder Karussellsysteme, stellen eine effiziente Möglichkeit dar, Materialien zwischen den Bearbeitungsschritten zu lagern, insbesondere in der Batch- und Job-Shop-Produktion. In der Großserienfertigung wird die Ware in Arbeit oft mit Hilfe von Fördersystemen zwischen den Arbeitsschritten transportiert, die sowohl Lager- als auch Transportfunktionen erfĂŒllen.

Work in process / Ware in Arbeit – Umlaufbestand

Als Umlaufbestand wird in der Betriebswirtschaftslehre die Menge an BestĂ€nden bezeichnet, welche durch freigegebene AuftrĂ€ge in den einzelnen Stufen der laufenden Produktion gebunden ist. Damit sind in Arbeit befindliche Materialien ebenso gemeint wie in Warteschlangen oder Puffern liegende. Als Übernahme des englischen Begriffes „Work in process“ etabliert sich auch der Begriff „Ware-in-Arbeit“ zunehmend im Deutschen.

Eine wesentliche Aufgabe der Produktionsplanung und -steuerung (PPS) ist es, UmlaufbestÀnde möglichst gering zu halten. Sie binden LiquiditÀt, Kapital und Platz, verursachen oft zusÀtzliche Transporte und gelten, soweit sie nicht unmittelbar in Bearbeitung sind, grundsÀtzlich als Verschwendung (Muda). Aufgrund des Zusammenhanges von Umlaufbestand und Durchlaufzeit (Gesetz von Little) beschrÀnken UmlaufbestÀnde auch die FlexibilitÀt.

GegenstĂŒck zu umlaufenden BestĂ€nden ist das Umlaufvermögen.

Vertikale Liftsysteme - Vertikales Liftmodul (VLM)

VLMs können recht hoch gebaut werden, um dem verfĂŒgbaren Platz in einer Einrichtung zu entsprechen. Mehrere Einheiten können in “Gondeln” platziert werden, wobei ein Bediener GegenstĂ€nde aus einer Einheit entnehmen kann, wĂ€hrend sich die anderen Einheiten bewegen. Die Varianten umfassen Breite, Höhe, Last, Geschwindigkeit und ein Steuerungssystem.

Das VLM ist ein platinengesteuertes, automatisches Vertikalliftmodul. Das Inventar innerhalb des VLM wird auf vorderen und hinteren TablarplĂ€tzen oder Schienen gelagert. Wenn ein Tablar angefordert wird, entweder durch Eingabe einer Tablarnummer in das eingebaute Steuerkreuz oder durch Anforderung eines Teils ĂŒber die Software, fĂ€hrt ein Extraktor vertikal zwischen den beiden TablarsĂ€ulen und zieht das angeforderte Tablar aus seiner Position und bringt es zu einem Zugriffspunkt. Der Bediener kommissioniert dann oder fĂŒllt den Bestand auf und das Tray wird nach der BestĂ€tigung an seinen Platz zurĂŒckgebracht.

VLM-Systeme werden in zahlreichen Konfigurationen verkauft, die in verschiedenen Branchen, in der Logistik sowie in BĂŒroumgebungen eingesetzt werden können. Die VLM-Systeme können so angepasst werden, dass sie die Höhe der Einrichtung voll ausnutzen, sogar ĂŒber mehrere Etagen. Mit der Möglichkeit, mehrere Zugangsöffnungen auf verschiedenen Etagen zu schaffen, kann das VLM-System eine innovative Lösung fĂŒr die Ein- und Auslagerung bieten. Die schnelle Bewegung des EntnahmegerĂ€ts sowie die Bestandsverwaltungssoftware können die Effizienz des Kommissioniervorgangs drastisch erhöhen. Dies geschieht durch gleichzeitiges Auslagern und Einlagern von Tablaren in mehreren Einheiten. Im Gegensatz zu großen RegalbediengerĂ€ten, die eine komplette Überholung des Lagers oder der Produktionslinie erfordern, sind die Vertikallift-Module modular aufgebaut und können leicht in das bestehende System integriert oder schrittweise in verschiedenen Phasen eingefĂŒhrt werden.

Zu den hÀufigsten Anwendungen gehören: MRO (Maintenance, Repair and Operations), Auftragskommissionierung, Konsolidierung, Kitting, Teilehandhabung, Pufferung, Bestandslagerung, WIP, Pufferspeicher und viele mehr.

VLMs bieten Platzersparnis, erhöhte ArbeitsproduktivitÀt und Kommissioniergenauigkeit, verbesserte Mitarbeiterergonomie und kontrollierte Prozesse.

Die meisten VLMs bieten eine dynamische Raumlagerung, bei der das Fach jedes Mal gemessen wird, wenn es zum GerĂ€t zurĂŒckgebracht wird, um den Raum zu optimieren, Sicherheitsfunktionen bieten eine kippbare Fachablage fĂŒr eine bessere ergonomische ZugĂ€nglichkeit sowie Laserpointer, die den genauen Artikel anzeigen, der auf jedem Fach entnommen werden soll.

Kitting

Beim Kitting werden im Vorfeld alle Materialien eines Produktes zusammengetragen, zu einem Set gebĂŒndelt und fĂŒr die Montagelinie vorbereitet, um von dort montiert zu werden.

RegalbediengerÀte Varianten

Vertikal-Lift-Storage-Module (VLSM)

Diese werden auch als Vertikal-Lift-Automatic Storage/Retrieval Systems bezeichnet. Alle folgenden RegalbediengerĂ€te-Typen sind um einen horizontalen Gang herum aufgebaut. Es wird das gleiche Prinzip des Mittelgangs fĂŒr den Zugriff auf die Lasten verwendet, mit dem Unterschied, dass der Gang vertikal verlĂ€uft. Vertikallift-Lagermodule, einige mit Höhen von 10 Metern oder mehr, sind in der Lage, große BestĂ€nde aufzunehmen und gleichzeitig wertvolle BodenflĂ€che in der Fabrik zu sparen.

StĂŒckgutstapler

Der StĂŒckgutstapler ist typischerweise ein großes automatisiertes System, das fĂŒr die Handhabung von StĂŒckgut, das auf Paletten oder in anderen StandardbehĂ€ltern gelagert wird, konzipiert ist. Das System ist computergesteuert, und die RegalbediengerĂ€te sind automatisiert und fĂŒr die Handhabung der StĂŒckgutbehĂ€lter ausgelegt.

RBG-Portalroboter

Dies ist eine Art von automatisierten RegalbediengerĂ€ten, die in der Lagerhaltung und Logistik eingesetzt werden. Sie werden hĂ€ufig in der Reifenindustrie zum Stapeln von ReifenbestĂ€nden eingesetzt. Die meisten dieser Systeme haben eine Breite von 50-60 Fuß und eine durchschnittliche LĂ€nge von 200-300 Fuß. Diese Systeme verwenden Endeffektoren, auch bekannt als “End of Arm Tooling”, um die Reifenstapel von FörderbĂ€ndern aufzunehmen und zu platzieren.

Mann-an-Bord-Systeme

Ein Mann-Bord-System kann im Vergleich zu manuellen oder Gabelstapler-Operationen erhebliche FlĂ€cheneinsparungen bieten, ist aber kein echtes RegalbediengerĂ€t, da der Vorgang immer noch manuell ist. Die Höhe des Lagersystems ist nicht durch die Greifhöhe des Kommissionierers begrenzt, da der Kommissionierer auf der Plattform mitfĂ€hrt, wĂ€hrend er vertikal oder horizontal zu den verschiedenen LagerplĂ€tzen bewegt wird. Die Regale oder LagerschrĂ€nke können so hoch gestapelt werden, wie es die Bodenbelastung, die GewichtskapazitĂ€t, die Durchsatzanforderungen und/oder die Deckenhöhen zulassen. Man-Board-RegalbediengerĂ€te sind mit Abstand die teuerste Variante der KommissioniergerĂ€te, aber preiswerter als ein vollautomatisches System. Ganggebundene RegalbediengerĂ€te, die eine Höhe von bis zu 12 Meter erreichen, kosten etwa 125.000 $. Daher muss eine ausreichende Lagerdichte und/oder ProduktivitĂ€tsverbesserung gegenĂŒber der Kommissionierung mit Wagen und BehĂ€ltern gegeben sein, um die Investition zu rechtfertigen. Da die vertikale Bewegung im Vergleich zur horizontalen Bewegung langsam ist, liegen die typischen Kommissionierraten bei der Kommissionierung an Bord zwischen 40 und 250 Zeilen pro Personenstunde. Die Spanne ist groß, weil es eine große Vielfalt an Betriebsschemata fĂŒr Man-Aboard-Systeme gibt. Man-Board-Systeme sind typischerweise fĂŒr langsam bewegte Artikel geeignet, bei denen der Platz relativ teuer ist.

Hochregallager (HLR)

Mehr dazu hier:

  • Hochregallager (HRL) – High-bay Warehouse (HBW)

Automatisches Kleinteilelager (AKL)

Mehr dazu hier:

  • Automatisches Kleinteilelager (AKL)  – Automatic mini-load system – Vertical Buffer System / Module

Passend dazu:

  • Pufferlager: FĂŒr E-Commerce, Retail und Fertigungsindustrie

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