Regalbediengerät „Automated storage and retrieval system“ – AS/RS (Automatisches Lager- und Abholsysteme)
Ein Regalbediengerät (RBG), Stacker crane (STC) oder Storage and retrieval machine – S/R machine ist ein schienengeführtes, 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 über ein Weichensystem das gesamte Lager bedienen können (kurvengängige RBG für niedrigere Leistungen), bzw. mit einem Umsetzer die Gasse wechseln und solche, die nur in einem Gang operieren (gassengebundene RBG für hohe Leistungen). Der Automatisierungsgrad reicht je nach Anwendungsfall von manuell bis vollständig automatisiert.
Die Bewegung eines RBG erfolgt in folgenden drei Achsen:
- x = Ganglängsrichtung (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 Lagerplätzen. Automatisierte Regalbediengeräte (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 Schäden an der Ladung
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Ein Regalbediengerät (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. Darüber hinaus können Prüfungen der Richtigkeit des Inhaltsinventars auf den Inhalt einer einzelnen Metallbox beschränkt werden, anstatt die gesamte Einrichtung von oben bis unten nach einem einzelnen Gegenstand zu durchsuchen.
Automatisierten Regallager-Regalbediengeräte
Die automatisierten Regallager-Regalbediengeräte sind für 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 zunächst auf schwere Palettenlasten, aber mit der Weiterentwicklung der Technologie sind die zu handhabenden Lasten kleiner geworden. Die Systeme arbeiten computergesteuert und führen 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 Regalbediengerät zu dem Ort, an dem der Artikel gelagert ist, und weist das Gerät 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 Regalbediengerätes. 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 für das System platziert, die Informationen für die Inventarisierung werden in ein Computerterminal eingegeben und das Regalbediengerät bewegt die Last in den Lagerbereich, bestimmt einen geeigneten Platz für 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 Regalbediengerätes gehören reduzierter Arbeitsaufwand für den Transport von Artikeln in und aus dem Lager, reduzierte Lagerbestände, 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 hängen, die an Ketten/Antrieben befestigt sind, um sich auf und ab zu bewegen. Zur Ausstattung eines Regalbediengerätes gehört ein Regalbediengerät (RBG), das für 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 Verfügbarkeit der Produktionsmittel auf Unterpalettenebene, und das Regalbediengerät ist eine viel schnellere Möglichkeit, die Lagerung kleinerer Artikel neben den Produktionslinien zu organisieren.
Das Material Handling Institute of America (MHIA), der gemeinnützige Handelsverband für 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 Gegenständen, nutzen aber unterschiedliche Technologien. Jede Technologie hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Fixed Aisle-Systeme sind charakteristischerweise größere Systeme, während Karussells und Vertical Lift Modules einzeln oder gruppiert, aber in kleinen bis mittleren Anwendungen eingesetzt werden.
Ein Regalbediengerät mit festem Gang gibt es in zwei Hauptausführungen:
- einmastig oder
- zweimastig
Die meisten stützen sich auf eine Schiene und die Decke, die oben durch Führungsschienen oder Kanäle geführt wird, um eine genaue vertikale Ausrichtung zu gewährleisten, einige sind jedoch auch von der Decke abgehängt. 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, während 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 Regalbediengeräte-Technologie ist die sogenannte Shuttle-Technologie. Bei dieser Technologie erfolgt die horizontale Bewegung durch unabhängige Shuttles, die jeweils auf einer Ebene des Regals arbeiten, während ein Lift an einer festen Position im Regal für die vertikale Bewegung verantwortlich ist. Durch den Einsatz von zwei separaten Maschinen für diese beiden Achsen ist die Shuttle-Technologie in der Lage, höhere Durchsatzraten zu erzielen als Regalbediengeräte.
Regalbediengeräte nehmen Lasten an bestimmten Stationen auf oder geben sie an den Rest des unterstützenden Transportsystems ab, wo ein- und ausgehende Lasten für die richtige Handhabung präzise positioniert werden.
Darüber hinaus gibt es verschiedene Arten von automatischen Regalbediengeräten, die als
- Unit-Load-Regalbediengerät, Mid-Load-Regalbediengerät
- Mini-Load-Regalbediengerät, 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 für die grundlegende Nutzung oder eine Bestandsverwaltungssoftware.
Diese Systeme sind ideal, um die Platzausnutzung um bis zu 90 %, die Produktivität 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 Regalbediengeräte (RGB)
Mit dem Einzug der Massenproduktion in der Industrie wurden auch die Anforderungen an den innerbetrieblichen Materialfluss und damit an die Lagertechnik immer größer. Aus der Forderung, auf kleiner Fläche immer mehr lagern zu können, entstanden in den 1950er Jahren die Blocklager. Die Blocklager wurden mit Stapelkranen bedient, welche schon wesentlich weniger Platz für die Gassen benötigten und Höhen erreichten, die mit einem Gabelstapler oder einem Schubmaststapler nicht möglich waren.
In den 1960er Jahren entstanden die ersten Regalbediengeräte, welche im Gegensatz zu den Stapelkranen gassengebunden waren und somit kein Portal zum Überfahren der gesamten Halle benötigten. Damit stieg nicht nur die Lagerkapazität durch erhöhte Raumnutzung, sondern auch die Leistung, da jetzt für jede Gasse ein separates RBG verfügbar war. Anfangs fuhren die RBG wie kleine Portalkrane an der Hallendecke und wurden am Boden geführt. Man ging aber bald dazu über, die Kraft nicht über das Regal oder die Hallendecke, sondern über 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 Regalbediengeräte.
Dies führte 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 Regalbediengerätes RBG
Das Regalbediengerät ist keine Kombination von Flurförderzeug und Hebezeug, sondern wegen der Führung oben und unten ein typisches Hebezeug, welches sich selbst in Fahrtrichtung (X-Achse) und den Hubschlitten in Hubrichtung (Y-Achse) bewegt. Das Regalbediengerät tritt nie alleine auf, sondern immer in Kombination mit einem sog. Lastaufnahmemittel, welches die Ladung direkt oder die sog. Ladehilfsmittel, welche als Träger der Ladung fungieren, (in Z-Richtung) manipuliert.
In der Regel wird ein Regalbediengerät für jede Regalgasse eingebaut. Der Wechsel der Regalgasse würde eine erheblich komplexere Konstruktion erfordern und die Zugriffszeiten zu einem Regalfach erheblich steigern; trotzdem werden sie hergestellt (meist als ‚kurvengängige‘ RBG bezeichnet). Werden Ein- und Auslagerung seitenweise getrennt, sind auch Paare von Regalbediengeräten für jede Regalgasse sinnfällig. Nicht nur die gewünschte Bedienzeit bestimmt die Auswahl der Lösungen, sondern auch Nutzlasten, Gebäudehöhen, Lagerstrategien etc.
Fahrwerk
Das einspurige Fahrwerk verbindet die beiden Laufräder mit dem Mast bzw. dem Rahmen. Die Laufräder werden auf Schienen geführt und sind bei kurvengängigen RBG drehbar gelagert. Je nach Schienentyp (warmgewalzte Profile wie z. B. U-Profile, I-Profile und Eisenbahnschienen) und Radlast werden Stahl-, Kunststoff- oder Vulkollanräder (Stahlnabe mit angegossener Elastomer-Lauffläche) in Einfach- oder Doppelradkästen eingesetzt. Je nach Leistungsbedarf sind eines oder beide Räder angetrieben.
Mast
Der Mast (Säule) verbindet das Fahrwerk mit der Kopftraverse. Je nach Anwendungsfall sind Ein- oder Zweimastversionen (Rahmengeräte) möglich. Entlang des Mastes wird der Hubschlitten geführt. Der Mast enthält aber noch weitere Komponenten wie das Hubwerk mit dem Seil- oder Kettentrieb, den Hauptschaltschrank, Podeste und Aufstiegsleitern mit der Persönlichen Schutzausrüstung (PSA), Stromzuführungen zum Hauptschaltschrank und zum Hubschlitten über Schleifleitungen oder Kabelketten.
Hubschlitten
Der Hubschlitten trägt primär die zu befördernde Last und ist mit Einrichtungen zur Aufnahme und Abgabe der Last, dem sogenannten Lastaufnahmemittel, ausgerüstet.
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 über einen Seil-, Riemen- oder Kettentrieb. Damit die Hubbewegung bei einer mechanischen Blockade des Hubschlittens automatisch abgeschaltet wird, sind in den Aufhängungen 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 enthält das obere Fahrwerk und verbindet ggf. die beiden Masten. Das obere Fahrwerk besteht aus Führungsrollen, die in einer Schiene am Regaljoch (obere Verbindungskonstruktion der Regalzeilen) geführt werden. Bei nicht kurvengängigen Einmastgeräten kann die Kopftraverse sogar entfallen.
Die Kopftraverse ist besonders wichtig, wenn sich mehrere kurvengängige 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 überwiegend 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 für die Ware, kaum mehr eingesetzt.
Steuerungsarten der Regalbediengeräte (RGB)
Manuelle Steuerung
Bei der manuellen Steuerung werden alle Bewegungsachsen vom mitfahrenden Bediener über 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 für Kommissionierarbeiten werden aber noch mannbediente Geräte eingesetzt.
Halbautomatische Steuerung
Bei dieser Steuerungsart sind gewisse Bewegungsabläufe automatisiert. Sehr hilfreich ist z. B. der sogenannte Gabelzyklus, bei dem die Bedienperson das betreffende Fach anfährt 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 Regalbediengerät gesteuert und überwacht. Die Bewegung wird durch die Auftragsdaten vom Lagerverwaltungssystem koordiniert. Die Datenübertragung zwischen den Funktionseinheiten kann dabei z. B. über Kabel, Lichtstrecken (Infrarot) oder über Funk erfolgen.
Eine manuelle Bewegung jedes RBG ist über einen Notsteuerstand möglich, mit dem die Verbindung zum Lagerverwaltungssystem übersteuert werden kann.
Investitionen
Die Kosten für ein RBG hängen stark vom Automatisierungsgrad, den Abmessungen, der Stückzahl und den Leistungsdaten ab. Ein kleineres automatisches RBG liegt im Bereich von 100.000 Euro, für 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 für das Supply Chain Management:
- Ein effizientes Regalbediengerät 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 Lagerfläche durch eine hochverdichtete Lagerung, schmalere Gänge 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 häufig zusammen verkauft werden oder beliebter sind als andere, können diese Produkte gruppiert oder in der Nähe des Lieferbereichs platziert werden, um den Prozess der Kommissionierung, Verpackung und des Versands an die Kunden zu beschleunigen.
- Ermöglichung einer nahtlosen Verknüpfung 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 Lagerbestände kontrollieren und die Nutzung der Lagerfläche maximieren. Darüber hinaus sind die Firmen besser auf die Nachfrage und das Angebot des Marktes vorbereitet, insbesondere bei besonderen Umständen, 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 eingefügt und analysiert werden können.
Horizontal Karussell bzw. Karusselllager - 'Drehlager/Drehregal'
Ein horizontales Karussell ist eine Reihe von Behältern, die sich auf einer ovalen Schiene drehen. Jeder Behälter hat Fächer, die einstellbar sind und für eine Vielzahl von Standard- und Spezialanwendungen konfiguriert werden können. Der Bediener gibt einfach die Nummer des Behälters, die Teilenummer oder die Position der Zelle ein und das Karussell dreht sich auf dem kürzesten Weg. Mehrere horizontale Karussells, die mit Pick-to-Light-Technologie und Lagerverwaltungssoftware integriert sind (ein Karussell-Pod), werden für die Auftragsabwicklung verwendet.
Die Menge der Aufträge wird an den Pod gesendet. Eine Gruppe von Aufträgen wird ausgewählt, um eine Charge zu erstellen. Der Bediener folgt einfach den Lichtern und wählt 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 vollständig ist, wird eine neue Charge zugeführt und der Prozess wiederholt sich. Horizontale Karusselle können bis zu 75 % der Stellfläche einsparen, die Produktivität 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 übertreffen im Allgemeinen Robotersysteme für einen Bruchteil der Kosten. Horizontale Karusselle sind das kostengünstigste verfügbare Regalbediengerät.
Roboter-Ein-/Ausschleusvorrichtungen können auch für horizontale Karussells verwendet werden. Das Robotergerät wird an der Vorder- oder Rückseite von bis zu drei horizontalen Karussells in Etagenhöhe positioniert. Der Roboter greift den im Auftrag benötigten Behälter und füllt oft gleichzeitig nach, um den Durchsatz zu beschleunigen. Der oder die Behälter werden dann an ein Förderband übergeben, das sie zu einer Arbeitsstation zur Kommissionierung oder zum Nachfüllen leitet. Es können bis zu acht Transaktionen pro Minute und Einheit durchgeführt werden. Es können Behälter bis zu einer Größe 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 Regalbediengeräte-Technologie werden mit Lager- und Distributionsvorgängen in Verbindung gebracht. Ein Regalbediengerät kann aber auch zur Lagerung von Rohstoffen und unfertigen Erzeugnissen in der Fertigung eingesetzt werden.
Es können drei Anwendungsbereiche für Regalbediengeräte unterschieden werden:
- Stückgutlagerung und -handling,
- Kommissionierung und
- Lagerung von Ware in Arbeit.
Stückgutlager- und Regalbediengeräte werden durch Regalbediengeräte und Regalbediengeräte mit tiefen Gassen repräsentiert. Diese Art von Anwendungen findet man üblicherweise in der Lagerhaltung für 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 Stückgutmenge. Für 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 wünschenswert 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 Regalbediengeräte 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 erfüllen.
Work in process / Ware in Arbeit – Umlaufbestand
Als Umlaufbestand wird in der Betriebswirtschaftslehre die Menge an Beständen bezeichnet, welche durch freigegebene Aufträge 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, Umlaufbestände möglichst gering zu halten. Sie binden Liquidität, Kapital und Platz, verursachen oft zusätzliche Transporte und gelten, soweit sie nicht unmittelbar in Bearbeitung sind, grundsätzlich als Verschwendung (Muda). Aufgrund des Zusammenhanges von Umlaufbestand und Durchlaufzeit (Gesetz von Little) beschränken Umlaufbestände auch die Flexibilität.
Gegenstück zu umlaufenden Beständen ist das Umlaufvermögen.
Vertikale Liftsysteme - Vertikales Liftmodul (VLM)
VLMs können recht hoch gebaut werden, um dem verfügbaren Platz in einer Einrichtung zu entsprechen. Mehrere Einheiten können in „Gondeln“ platziert werden, wobei ein Bediener Gegenstände aus einer Einheit entnehmen kann, während 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 Tablarplätzen oder Schienen gelagert. Wenn ein Tablar angefordert wird, entweder durch Eingabe einer Tablarnummer in das eingebaute Steuerkreuz oder durch Anforderung eines Teils über die Software, fährt ein Extraktor vertikal zwischen den beiden Tablarsäulen und zieht das angeforderte Tablar aus seiner Position und bringt es zu einem Zugriffspunkt. Der Bediener kommissioniert dann oder füllt den Bestand auf und das Tray wird nach der Bestätigung an seinen Platz zurückgebracht.
VLM-Systeme werden in zahlreichen Konfigurationen verkauft, die in verschiedenen Branchen, in der Logistik sowie in Büroumgebungen eingesetzt werden können. Die VLM-Systeme können so angepasst werden, dass sie die Höhe der Einrichtung voll ausnutzen, sogar über mehrere Etagen. Mit der Möglichkeit, mehrere Zugangsöffnungen auf verschiedenen Etagen zu schaffen, kann das VLM-System eine innovative Lösung für die Ein- und Auslagerung bieten. Die schnelle Bewegung des Entnahmegeräts 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 Regalbediengeräten, 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 eingeführt werden.
Zu den häufigsten Anwendungen gehören: MRO (Maintenance, Repair and Operations), Auftragskommissionierung, Konsolidierung, Kitting, Teilehandhabung, Pufferung, Bestandslagerung, WIP, Pufferspeicher und viele mehr.
VLMs bieten Platzersparnis, erhöhte Arbeitsproduktivität 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 Gerät zurückgebracht wird, um den Raum zu optimieren, Sicherheitsfunktionen bieten eine kippbare Fachablage für eine bessere ergonomische Zugänglichkeit 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 gebündelt und für die Montagelinie vorbereitet, um von dort montiert zu werden.
Regalbediengeräte Varianten
Vertikal-Lift-Storage-Module (VLSM)
Diese werden auch als Vertikal-Lift-Automatic Storage/Retrieval Systems bezeichnet. Alle folgenden Regalbediengeräte-Typen sind um einen horizontalen Gang herum aufgebaut. Es wird das gleiche Prinzip des Mittelgangs für den Zugriff auf die Lasten verwendet, mit dem Unterschied, dass der Gang vertikal verläuft. Vertikallift-Lagermodule, einige mit Höhen von 10 Metern oder mehr, sind in der Lage, große Bestände aufzunehmen und gleichzeitig wertvolle Bodenfläche in der Fabrik zu sparen.
Stückgutstapler
Der Stückgutstapler ist typischerweise ein großes automatisiertes System, das für die Handhabung von Stückgut, das auf Paletten oder in anderen Standardbehältern gelagert wird, konzipiert ist. Das System ist computergesteuert, und die Regalbediengeräte sind automatisiert und für die Handhabung der Stückgutbehälter ausgelegt.
RBG-Portalroboter
Dies ist eine Art von automatisierten Regalbediengeräten, die in der Lagerhaltung und Logistik eingesetzt werden. Sie werden häufig in der Reifenindustrie zum Stapeln von Reifenbeständen eingesetzt. Die meisten dieser Systeme haben eine Breite von 50-60 Fuß und eine durchschnittliche Länge von 200-300 Fuß. Diese Systeme verwenden Endeffektoren, auch bekannt als „End of Arm Tooling“, um die Reifenstapel von Förderbändern aufzunehmen und zu platzieren.
Mann-an-Bord-Systeme
Ein Mann-Bord-System kann im Vergleich zu manuellen oder Gabelstapler-Operationen erhebliche Flächeneinsparungen bieten, ist aber kein echtes Regalbediengerät, 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 mitfährt, während er vertikal oder horizontal zu den verschiedenen Lagerplätzen bewegt wird. Die Regale oder Lagerschränke können so hoch gestapelt werden, wie es die Bodenbelastung, die Gewichtskapazität, die Durchsatzanforderungen und/oder die Deckenhöhen zulassen. Man-Board-Regalbediengeräte sind mit Abstand die teuerste Variante der Kommissioniergeräte, aber preiswerter als ein vollautomatisches System. Ganggebundene Regalbediengeräte, die eine Höhe von bis zu 12 Meter erreichen, kosten etwa 125.000 $. Daher muss eine ausreichende Lagerdichte und/oder Produktivitätsverbesserung gegenüber der Kommissionierung mit Wagen und Behältern 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 für Man-Aboard-Systeme gibt. Man-Board-Systeme sind typischerweise für langsam bewegte Artikel geeignet, bei denen der Platz relativ teuer ist.
Hochregallager (HLR)
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