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Kleinladungsträger Innovative Schienen für den optimierten Materialfluss

| Autor / Redakteur: Andrea Lochmahr, Dr. Oleg Dachtchenko, Saskia Nemeth / Robert Weber

In der Automobilindustrie sind ausgeklügelte Intralogistiklandschaften und neuartige Versorgungsstrategien gefragt. Die Daimler AG hat deshalb ein patentiertes Verfahren zur automatisierten Versorgung der KLT-Regale entwickelt. Zum Einsatz kommt ein schienengebundenes System.

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In der Automobilindustrie sind effiziente Prozesse gefragt. Auch Daimler setzt auf innovative Materialflusstransporte, um die Montageversorgung mit Kleinladungsträgern zu optimieren. (Bild: Daimler)
In der Automobilindustrie sind effiziente Prozesse gefragt. Auch Daimler setzt auf innovative Materialflusstransporte, um die Montageversorgung mit Kleinladungsträgern zu optimieren. (Bild: Daimler)

Die Logistik wandelt sich zusehends zur Managementfunktion mit Dienstleistungscharakter. Zunehmende Umweltorientierung, erhebliche Ressourcenverknappung sowie die Dynamik des technologischen Wandels, insbesondere die Elektrifizierung und Elektronifizierung, prägen erfolgreiches Handeln. Der Leistungsumfang der Logistik von ehemals überwiegend physischen Abläufen der Transport-, Lager- und Umschlaglogistik zu prozess- und kundenorientierten Integrationsaufgaben des Supply Chain Management spiegelt den dynamischen Veränderungsprozess wider. Diese Entwicklung hin zu einer serviceorientierten Logistik zeigt, dass zukünftig vorrangig Flexibilität und Adaptivität logistischer Systeme sicherzustellen sind.

Logistikkompetenz schafft individualisierte Massenproduktion

Insbesondere in der Automobilindustrie wird die Logistik mehr und mehr zur Kernkompetenz, da Flexibilität hinsichtlich Logistik- und Beschaffungskonzepten sowie hohe Liefertreue mit dem Anspruch an qualitativ hochwertige Produkte in einer individualisierten Massenproduktion vereinbart werden müssen. Diese Entwicklung zeigt sich beispielhaft an der aktuellen und optimierten Ausgestaltung des intralogistischen Materialflusses der Kleinladungsträger-Produktionsversorgung im Automobilbau. Neben der Materialbereitstellung am Montageband mittels Sonder- oder Großladungsträger ist einer der aufwendigsten intralogistischen Prozesse die Montageversorgung mit Kleinladungsträgern (KLT). Die KLT werden meist verbrauchsgesteuert nach dem Pull-Prinzip in getakteten Routenzügen transportiert. Die Routen bilden den gesamten Bandversorgungskreislauf ab: die Bereitstellung des Vollguts an die Verbraucherorte oder an die der Montage vorgeschalteten Kommissionierzonen oder Supermärkte sowie die Mitnahme und Rückführung des Leerguts.

Die Schiene verbindet Logistik- und Produktionsprozesse

Der Grundgedanke der intralogistischen Optimierung ist der Ersatz des manuellen, mitarbeitergebundenen Versorgungskonzepts durch ein automatisches, schienengebundenes System. Das Monoschienen-Transportsystem mit selbstfahrenden Werkstückträgern der Montech AG (Montrac-System) dient als stetiges Fördermittel dem automatischen Transport von kleineren Objekten. Es verbindet auf einfache, aber smarte Weise Logistik- und Produktionsprozesse. Das Montrac-System ist aus einzelnen, standardisierten Elementen aufgebaut. Durch die baukastenartige Konzeption können jederzeit schnell und einfach Prozessmodifikationen im intralogistischen Materialfluss angepasst werden. Einzelne Baukastenelemente unterschiedlicher Abmessungen und Schienenführungen können flexibel miteinander kombiniert und den spezifischen Gegebenheiten in der Produktion angepasst werden. Dadurch bietet das System höchste Flexibilität für nahezu jede Art der Produktionsversorgung.

Daimler vertraut der Lösung für seine KLT-Versorgung

Auf einer Monoschiene (Trac) fahren Werkstückträger (Shuttles) mit einer konstanten Geschwindigkeit von einem Aufnahmeort A zu einem Abgabeort B. Die Besonderheit liegt in der Intelligenz des Systems das bedeutet die Shuttles steuern sich über Chaos-Technologie selbst. Dieses Steuerungssystem entkoppelt die Fahrstrecke zur optimalen Materialversorgung vom eigentlichen Versorgungsprozess. Die selbstfahrenden Shuttles kommunizieren anhand eines Adresssystems via Infrarot mit der Fahrstrecke. Simpel ausgedrückt: Durch eine intelligente Programmierung kennt jedes Shuttle sein Ziel und damit auch seinen Weg. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, Informationen zu speichern, sodass ein Shuttle erkennen kann, ob es den korrekten Inhalt befördert oder nicht.

Basierend auf dem vorhandenen Baukastensystem wurde bei der Daimler AG ein patentiertes Verfahren zur automatisierten Versorgung der KLT-Regale entwickelt. Dabei werden die KLT auf ein Shuttle verladen und über die Monoschienenstrecke direkt an den Verbraucherort des Montagebands transportiert, wo sie wiederum automatisch in ein entsprechendes Regalfach entladen werden. Die Shuttles überwinden hierbei die vertikale Ebene mittels eines Liftes. Die Shuttles selbst sind mit einem Förderband ausgestattet, welches einen automatischen Ein- und Ausstieg der Objekte auf dem Shuttle in ein oder von einem KLT-Durchlaufregal ermöglicht.

Die Steuerung des Montrac-Systems kann in jedes bereits bestehende Lagersteuerungssystem eingebunden werden. So ist es möglich, aus einem automatischen Kleinteilelager ausgelagerte KLT über einen zwischengeschalteten Rollenförderer direkt auf das Monoschienentransportsystem zu verladen. Auch im Supermarkt oder den Kommissionierzonen kann das System angebunden werden. Die Shuttles werden entweder automatisch über die Rollenbahn der Durchlaufregale bestückt oder aber manuell durch einen Mitarbeiter. Vorschriften zur Arbeits- und Verkehrssicherheit bilden den Rahmen für den physikalischen Aufbau des Monoschienentransportsystems. Oftmals stehen die Vorgaben der Großladungsträgerversorgung der Anbindung eines automatisierten Systems entgegen. Das Montrac-System kann in jeglicher Höhe verlaufen und dabei eine Steigung von 8% überbrücken (Bild 1). Für größere Höhenunterschiede kommen Lifte zum Einsatz. Dadurch kann eine Behinderung des Verkehrs in den Montagehallen ausgeschlossen werden. Damit die KLT automatisch ent-, be- und verladen werden können, sind KLT-Durchlaufregale am Verbraucherort notwendig. Über eine schiefe Ebene ist ein automatisiertes Handling möglich.

Um jeden KLT an seinen exakten Regalplatz am Verbraucherort transportieren zu können, müssen die Shuttles, die zu überwindende Strecke und das bestehende Lagerverwaltungssystem miteinander vernetzt werden. Jedes Shuttle ist mit einem selbststeuernden Intelligent-Routing-Modul ausgestattet. Das garantiert den Transport an den richtigen Regalplatz. Über die Vernetzung mit dem Lagerverwaltungssystem wird bei Bedarf automatisch ein Abruf generiert und die Bestandsverrechnung durchgeführt.

Der Abruf der KLT wird durch ein spezielles Hebelverfahren gewährleistet, das physische Kanban-Handling somit durch E-Kanban ersetzt. In jedem Fach am KLT-Regal wird eine Leiste mit Hebeln installiert. Diese Hebel sind auf zwei Stellungen programmiert. Sobald sich im Regalfach alle KLT befinden, liegt der Hebel horizontal. Das bedeutet eine Nachversorgung ist nicht notwendig. Wird ein KLT aus dem Regal entnommen, richtet sich der Hebel auf. Daraufhin wird automatisch über ein W-Lan-Modul ein Abruf an das Lagersteuerungssystem gesendet und ein neuer KLT bestellt.

Die Leergutrückführung erfolgt ebenfalls über das Monoschienentransportsystem. Sobald ein KLT leer ist, entnimmt der Montagemitarbeiter diesen und stellt ihn in die Leergutebene. Bringt ein Shuttle einen vollen KLT, wird dieser in das entsprechende Regal hineingeschoben, das Leergut aus der Leergutebene aufgenommen und zur Leergutsammelstelle transportiert

Autonom agierende Werkstückträger sind die Zukunft

Jede Veränderung im Materialfluss bedeutet operativ einen Mehraufwand in Form einer investiven Ausgabe. Die Umgestaltung des KLT-Produktionsversorgungsprozesses erfordert Veränderungen im Fabriklayout. Wesentliche Vorteile des innovativen Prozesses sind die Reduzierung der Handlingstufen, die Vermeidung von Fehlern durch falsches manuelles Handling sowie die Erhöhung der Lieferqualität und -treue am Verbraucherort. Durch die Anbindung des Montrac-Systems entstehen wiederum Freiflächen, die für andere Zwecke genutzt werden können.

Die Anwendung in der Daimler-Montageversorgung zeigt: Die Zukunft der Intralogistik liegt vielleicht nicht in der stetigen Fördertechnik, sondern wird von intelligenten, autonom agierenden Werkstückträgern gestaltet. Im Fokus einer automatisierten Intralogistik werden maximale Flexibilität und Zielerreichung stehen. MM

* Prof. Dr. Andrea Lochmahr verantwortet an der Hochschule für Technik in Stuttgart die Fachgebiete Beschaffung und Logistik , Dr. Oleg Dachtchenko arbeitet bei der Daimler AG

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