Laut Dennis Senovich, Geschäftsführer von ES3, geht der Branchentrend in Richtung einer höheren Anzahl von Stock Keeping Units (SKU) mit niedrigerer Umschlagsgeschwindigkeit. Das Schäfer Case Picking (SCP) ist ein technisch höchst ausgefeiltes Automationssystem, das die komplexen Probleme von Kommissioniervorgängen und einer stabilen Palettenbildung löst. ES3 suchte eine kompakte, ganzheitliche Lösung, die neben der Automation der Lagerprozesse auch eine Automation des auftragsbezogenen Case Pickings und der Versandfertigung der Sendungen ermöglichte.

Schäfer Case Picking und Schäfer Tray System erweisen sich als optimal

Die optimale Lösung für den geplanten Erweiterungsbau bot das innovative SCP-Konzept kombiniert mit dem Schäfer Tray System (STS). Die Lösung von SSI Schäfer bietet knapp 90.000 Tray-Stellplätze mit variablen Höhenklassen in seinem SCP-Hochregallager. Materialflüsse und Kommissionierplätze befinden sich auf unterschiedlichen Geschossebenen, was einen Durchsatz von mehr als 100.000 Warenkartons pro Tag ermöglicht. ES3 verfügt somit über eines der größten, modernsten und effizientesten automatischen Case-Pick-Systeme in den USA.

Das Schäfer Case Picking ist eine ganzheitlich ausgerichtete, modular konzipierte und beliebig erweiterbare Systemlösung. Damit konnte SSI Schäfer für ES3 eine Automationslösung konzipieren, die den gesamten Prozess von der Warenannahme über die Lagerung bis hin zur volumenoptimierten Palettenbildung umfasst. Körperlich belastende Lagerarbeiten fallen für die Mitarbeiter dort nicht mehr an. In dem gewaltigen SCP-Lagerbereich werden nun lediglich zwölf Mitarbeiter pro Schicht benötigt, die sich überwiegend mit der Prozesssteuerung und Anlagenwartung befassen.

Packmustergenerator errechnet den optimalen Palettenbauplan

Dazu hat SSI Schäfer drei der modular konzipierten Schäfer-Case-Picking-Systeme, das Lagerverwaltungssystem Ant sowie ein intelligentes Steuerungssystem mit dem Packmustergenerator Schäfer Pack Pattern Generator (SPPG) installiert. Im Zusammenspiel mit den Daten des WMS errechnet der SPPG zur Laufzeit innerhalb kürzester Zeit den optimalen Palettenbauplan für die Versandpaletten. Mit diesen Informationen leitet das WMS dann die operativen Prozesse für die automatisierte Palettenbildung ein.

Zur Konzeption des SCP-Bereichs wurden von SSI Schäfer zunächst die Materialflüsse für Wareneingang, Lagerung und Warenausgang konsequent entkoppelt und auf drei Etagen getrennt. Auf der mittleren Etage befindet sich der Wareneingangsbereich. Die Waren werden auf Paletten angeliefert – bis zu 1300 Paletten pro Tag.

Start mit Teach-in-Prozess für die IT-Stammdatenerfassung

Durch einen Mitarbeiter im Wareneingang erfolgt bei der Warenannahme zunächst ein Teach-in-Prozess für die IT-Stammdatenerfassung. Dabei werden mithilfe von Lichtgittern, einer Waage und einer Kamera mit Machine-Vision-Technologie die Maße, das Gewicht und das Aussehen der Waren erfasst und als Grundmuster des Packstücks in der Artikeldatenbank hinterlegt. Durch das optische Kontrollsystem der Machine-Vision-Technologie, das auch bei der Auftragskommissionierung im SCP zum Einsatz kommt, entfällt die Notwendigkeit weiterer, interner Kennzeichnungen, wie etwa einer Barcodeetikettierung.

Nach der Vereinnahmung werden die Paletten an eine kurze Förderstrecke übergeben. Sie führt die Paletten zu zwei Depalettierrobotern. Die beiden Roboter nehmen die Warenkartons lagenweise von der Palette und setzen sie auf Trays ab, die auf einer Förderstrecke vorgehalten werden – durchschnittlich 16 Kartons auf einem Tray.

Automatische Depalettierung dynamisch und produktschonend

Durch Kombination der bewährten Greifprinzipien, der Vakuum-Multigrip-Technologie und der Vakuum-Kammer mit mechanischem Klemmprinzip, ermöglicht die automatisierte Depalettierung eine hohe Dynamik und hohe Funktionssicherheit bei gleichzeitig schonendem Produkthandling – ohne dass ein Werkzeugwechsel für den Greifer notwendig wäre. Die jeweils dynamischen Parameter wie Geschwindigkeit und Beschleunigung sowie die Greiferparameter Vakuum, Luftstrom und Klemmkraft sind dabei stets den Produkteigenschaften angepasst und ebenfalls in der Artikeldatenbank hinterlegt.

Liftsysteme und Regalfahrzeuge ermöglichen kompakte Raumnutzung

Auf der Förderstrecke gelangen die Trays an sechs Übergabeplätze, die zur Einlagerung in das SCP-Hochregallager führen. Im IT-System werden die Trays angesichts ihrer Bestückung mit mehreren Kartons ähnlich wie Behälter geführt. SSI Schäfer nutzt zur Übernahme und Einlagerung in das 36-gassige Hochregallager keine herkömmlichen Regalbediengeräte. Vielmehr kommen dabei Liftsysteme und Regalfahrzeuge zum Einsatz, die eine kompakte Raumnutzung ermöglichen.

Anders als bei herkömmlichen Regalbediengeräten werden die Trays nicht unterfahren, sondern mit einer Greif- und Ziehvorrichtung bewegt und in der Regalanlage an STS-Fahrzeuge übergeben, die das Lagergut im Regal verfahren. Dies führt zur Reduzierung erforderlicher Freiräume in der Regalanlage. Die Trays werden über integrierte Tray-Lifte auf der jeweiligen Regalebene an Übergabeplätzen bereitgestellt und von Regalfahrzeugen abtransportiert.

Horizontale Lagerbewegungen von senkrechten Sequenzierbewegungen entkoppelt

Die Entkoppelung der horizontalen Lagerbewegungen durch die Regalfahrzeuge von den senkrecht arbeitenden Liften, die die Sequenzierung übernehmen, macht die Anlage bei Ein- und Auslagerungen äußerst dynamisch und effizient. 36 solcher STS-Regaleinheiten, im Vier-Meter-Raster jeweils 6 × 6 übereinander, sind in der Regalanlage installiert. Sie ragt insgesamt 24 m in die Höhe und bietet dabei knapp 90.000 Tray-Stellplätze, in denen SKU redundant in mehreren Gassen eingelagert werden. Damit erzielt das System bei der sequenziellen Kommissionierung eine höchstmögliche Dynamik.

Kundenfokus und ein hoher Servicegrad sind Leitlinien der Lebensmittelindustrie. Dazu gehört auch die Auslieferung filialgerecht zusammengestellter Paletten. Mit dem SCP bietet SSI Schäfer dafür exakt die richtigen Anlagenkomponenten, mit denen sich die Prozesse vom Warenein- bis zum Warenausgang vollständig automatisiert und höchst effizient realisieren lassen. In York ist das System dabei mit Trays von 120 cm ×100 cm und einer Auslegung von bis zu230 kg pro Stellplatz optimal auf das differenzierte Artikelspektrum ausgerichtet, das ES3 für C&S und andere Kunden verteilt.

Beliebige Anzahl der Lagerlifte macht Leistung skalierbar

Gesteuert vom Lagerverwaltungssystem erfolgt die entsprechende, auftragsbezogene Auslagerung über 48 Case-Wheeler-Lifte, die in das SCP-System integriert sind – eine einzigartige Besonderheit der SCP-Konzeption. Während herkömmliche Lager lediglich stirnseitig von Liften bedient werden können, kann das SCP-System durch eine beliebige Anzahl von Liften längs des Regals seine Leistung bis zur vollen Auslastung der Regalfahrzeuge skalieren.

Die Trays werden von den Regalfahrzeugen aus dem STS-Regal ausgelagert und von den Case-Wheeler-Liften übernommen – bis zu 4500 Trays pro Stunde. Sie befördern die Trays auf eine separate Packing-Ebene. Dort wird die Artikelanzahl auf den Trays mit der Machine-Vision-Technologie erfasst, die erforderliche Anzahl identifiziert und die entsprechende Kartonmenge – nach Vorgabe des vom Rechner ermittelten Packmusters – sequenziert in eine von drei übereinander angelegten Shoot-out-Ebenen eingefördert. Die drei Förderbänder bedienen pro SCP-Modul drei Palettierroboter, sodass die Kartons in der SCP-Anlage an insgesamt neun Palettierrobotern auftragsbezogen konsolidiert werden.

Roboter bepacken bis zu 74 Paletten pro Stunde mit 5350 Cases

Links und rechts neben den Robotern befinden sich Leerpaletten, die nacheinander von den Robotern bepackt werden. Dabei ist das System auf einen Durchsatz von bis zu 74 Paletten pro Stunde mit 5350 Cases ausgelegt.

Das von der IT vorgegebene Packmuster berücksichtigt zunächst die Produktart. Über hinterlegte Ausschlussverfahren wird auf diese Weise vermieden, dass etwa chemische Produkte auf Lebensmittel gepackt werden. Nächstes Packkriterium ist die Tragfähigkeit der Produkte. Das unterstützt die Qualitätssicherung und die Stabilität der Palette. Diesem Gedanken folgt schließlich auch die Berücksichtigung des Gewichtes der Artikel – schwere Kartons werden vor leichteren aufgelegt. Darüber hinaus bestimmen das sogenannte Family Grouping, mit dem ähnliche Artikel zusammengehalten werden, und eine maximale Volumennutzung den Algorithmus.

Die jeweils zu beladenden Paletten stehen auf Spiralhebern, die die gemischten Paletten nach jeder Packlage leicht absenken können, bis das vorgegebene Palettenpackmuster vollständig abgearbeitet ist. Die gefüllten Paletten werden von den 18 Spiralhebern auf die Warenausgangsebene abgesenkt, dabei zur weiteren Stabilität automatisch von einem integrierten Folienstretcher umwickelt und schließlich werden die fertigen Paletten über eine Palettenförderstrecke auf zwei Staustrecken im Warenausgangsbereich bereitgestellt. Zur Verladung übernehmen schließlich Stapler die Paletten.

Effizientes Gesamtsystem für eine hochdynamische Lebensmittellogistik

Bei der Installation für ES3 handelt es sich um eine intelligente, durchgängige Systemkonzeption für automatisierte Prozesse in der Lebensmittelbranche – vom Wareneingang über die Lagerprozesse und die Kommissionierung bis hin zur filialgerechten, volumenoptimierten Palettenbildung ein effizientes Gesamtsystem für eine hochdynamische Intralogistik.

Den Erfolg der Lösung bestätigte unlängst das renommierte Research Strategies Committee (RSC) des US-amerikanischen Council of Supply Chain Management Professionals, Illinois. Die Vereinigung von Supply-Chain-Managern zeichnete ES3 unter anderem für das Yorker Erweiterungsprojekt als „beste und innovativste Logistiklösung“ mit dem „Supply Chain Innovation Award 2011“ aus. Damit setzt SSI Schäfer auch auf dem amerikanischen Kontinent neue Maßstäbe für die intelligente Intralogistik.

* Christoph Schenk ist Senior Vice President and Managing Director Automated Systems Division bei SSI Schaefer Systems Int. Inc. in Charlotte (USA)

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