Fahrerlose Transportsysteme

Optimierte Produktionsabläufe und Flexibilität durch Anlagenmodernisierung

25.03.2008 | Autor / Redakteur: Gerhard Weber / Volker Unruh

Durch Erneuerung und Erweiterung eines bestehenden fahrerlosen Transportsystems konnte Eberspächer die Produktivität in Fertigung und Logistik erheblich steigern. Bild: PSB
Durch Erneuerung und Erweiterung eines bestehenden fahrerlosen Transportsystems konnte Eberspächer die Produktivität in Fertigung und Logistik erheblich steigern. Bild: PSB

Fahrerlose Transportsysteme zählen oft zu den Herzstücken innerbetrieblicher Logistik. Das Beispiel Eberspächer zeigt, wie auch in die Jahre gekommene Systeme effizient modernisiert und flexibel neuen Produktionskonzepten angepasst werden können.

Die Eberspächer Gmbh & CO. KG in Neunkirchen an der Saar ist ein unabhängiges Unternehmen in Familienbesitz. Mit der Konzentration auf Abgastechnik und Fahrzeugheizungen, die auch selbst produziert werden, hat sich Eberspächer zu einem der bedeutendsten deutschen Automobilzulieferer entwickelt. Der anhaltende Preisdruck in den für Eberspächer relevanten Märkten zwang das Unternehmen zur Erhöhung der Produktivität in Fertigung und Logistik. Daher wurde in Neunkirchen, dem größten Standort des Abgasbereichs, das sogenannte Werksstrukturkonzept 2006 umgesetzt.

Unter dem Motto „Ideen für eine dynamische Welt“ wurde das Herzstück der innerbetrieblichen Logistik, ein fahrerloses Transportsystem (FTS), erneuert und erweitert. Dieses FTS hatte bereits seit geraumer Zeit den überwiegenden Teil des Materialflusses zwischen den einzelnen Werksteilen bei Eberspächer erledigt und sollte nun den gestiegenen Anforderungen angepasst werden. Mit der Überarbeitung wurde die PSB Intralogistics GmbH aus Pirmasens beauftragt. Folgende Ziele und Verbesserungsmaßnahmen wurden für die Anlagenmodernisierung gesetzt und ergriffen:

  • Neue fahrerlose Transportfahrzeuge des Typs Carobot von PSB
  • Erhöhung der Flexibilität durch Navigation ohne Leitdraht im Boden
  • Aufnahme und Abgabe von Gitterboxen direkt auf Flur- und Überflurhöhe
  • Transport von Gestellwagen für Großgebinde
  • Installation von WLAN-Clients zur Kommunikation mit Leitrechner über IP-Protokoll
  • Einrichtung eines modernen AGV-Leitsystems

Das System ist ausgelegt für unterschiedliche Warenträger

Eberspächer setzt derzeit 26 fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) des Typs Carobot CAR-806 von PSB ein, mit denen im Dreischichtbetrieb eine automatische Maschinen- und Arbeitsplatzbeschickung durchgeführt wird. Die FTF basieren auf einem standardmäßigen Gabelhubwagenchassis von Jungheinrich. Ihr Lastaufnahmemittel (LAM) ist zur Beförderung unterschiedlicher Transporthilfsmittel (THM) wie einfach und doppelt gestapelte Gitterboxen oder Rollpaletten ausgelegt. Zudem sind sind sie mit einer Vorrichtung ausgestattet, mit der spezielle Transportwagen für größere Wannen bis 1200 kg angekoppelt werden können.

Die FTF verkehren zwischen Hochregallagern (HRL), Leergutpuffern, der Fertigung und dem Versandbereich. Entlang ihrer bis zu 3 km langen Fahrkurse sind bis zu 400 Lastwechselpositionen vorgesehen, darunter Übergabeplätze an der HRL-Fördertechnik und den Schwerkraft-Rollenförderern in der Fertigung oder Bodenstellplätze. Für diese Lastwechsel in unterschiedlichen Höhen verfügen die FTF über eine automatische Aufnahme- und Abgabefunktion. Gemäß ihren Fahraufträgen fahren die Carobots automatisch die gewählten Auf- und Abgabestellen an und übernehmen oder übergeben das Transporthilfsmittel (THM). Das kompakte Design der FTS ermöglicht das Aufnehmen und Absetzen der THM auch bei beengten Platzverhältnissen.

Eine Lasernavigation führt das System zielgenau durchs Werk

Für Eberspächer mussten die FTF hoch flexibel ausgelegt werden, da Fahrkursanpassungen aufgrund von Reorganisationen der Produktionsflächen oder Änderungen der Materialflussabläufe jederzeit möglich sind und daraus nötig werdende Fahrkurserweiterungen und -modifikationen vollständig in Kundenhand liegen sollten. Eine induktive Spurführung, für eine Kupferleitung im Boden hätte versenkt werden müssen, war daher bei Eberspächer nicht geeignet.

PSB stattete die FTF zur Fahrzeugnavigation mit dem Laser-Positioniersystem NAV200 von Sick aus, das sich an gespeicherten Positionen von Reflektorzylindern orientiert. Die Erfassung der Reflektorzylinder erfolgt beim NAV200 über Winkel- und Entfernungsmessung, was eine hochpräzise und gegen Fremdreflexe unempfindliche Positionserfassung ermöglicht. Mittels komfortabler Tools können Änderungen der Reflektoranordnung innerhalb kurzer Zeit eingemessen und in den Fahrzeugen aktiviert werden.

Alle FTF sind mit einem Fahrzeugrechner zur zentralen Verknüpfung aller Informationen ausgestattet, der über D/A-Wandler und Leistungsverstärker auch die Ansteuerung des Lenkmotors übernimmt. Dazu gehört auch die stufenlose digitale Regelung der Fahrgeschwindigkeit. Für einen redundanten Betrieb sorgt ein zweites unabhängiges Navigationssystem in Form einer inkrementalen Weg- und Winkelmessung.

Die einzelnen Fahrzeuge des FTS stehen in permanenter Kommunikation mit der zentralen EDV. Dazu wird die bereits vorhandene, flächendeckende WLAN-Installation genutzt. Durch die sparsame Auslegung des Kommunikationsprotokolls der Carobot-Kommunikation werden vorhandene WLAN-Applikationen wie mobile IP-Telefonie oder die kabellose Anbindung von Produktionsterminals praktisch nicht belastet. Die Schnittstelle zum Leitrechner des Carobots erfolgt für alle Transportaufträge über eine Oracle-Datenbank. Die Einlastung und Rückmeldung von Aufträgen kann erfolgen durch:

  • Taster an den Bahnhöfen im Bereich der Fertigung (Bedienung durch den Werker)
  • PDA oder Software-Clients auf Arbeitsplatzrechnern
  • bereits vorhandene oder zukünftige Systeme zur Produktions- und Materialflusssteuerung
  • direkt am Leitrechner des Carobots

Die in die Datenbank eingetragenen Transportaufträge werden vom Leitrechner nach Priorität, Fahrzeugdisposition und –verfügbarkeit abgearbeitet und deren Abschluss in die Datenbank zurückgeschrieben. Dadurch werden auch Unregelmäßigkeiten in den Materialflussprozessen ausgeschlossen. Ein Beispiel: Fährt ein beladenes FTF einen Gitterbox-Bodenstellplatz an, prüft es es via Laserscanner, ob dieser Platz belegt ist. Sollte dies der Fall sein, erfolgt eine automatische Umleitung zu einem Alternativziel. Das gesamte FTS und damit auch sämtliche Bewegungen der Fahrzeuge werden detailliert im Leitstand visualisiert.

Spezielle Ladestrategie ermöglicht den Dauerbetrieb

Für die bedarfsgerechte Energieversorgung der FTF sorgt die automatische Batterieladestrategie „Balance“. Grundlage dieses Konzepts ist eine präzise Kapazitätsüberwachung der Batteriezustände durch Verbrauchsmonitore. Basierend auf diesen Daten wählt das Leitsystem eine für wechselnde Lastzeiten frei konfigurierbare Anzahl von Fahrzeugen für Auffrischungsladungen aus. So hält das Leitsystem die Gesamt-Energiebilanz der Fahrzeuge auf konstantem Niveau und gewährleistet eine maximale Verfügbarkeit der FTS-Anlage. Sollte die Mindestkapazität der Panzerplattentraktionsbatterien (PzS) dennoch einmal unterschritten werden, fährt das FTF zur nächstliegenden der insgesamt 13 dezentralen Schnellladestationen bei Eberspächer, wo es automatisch kontaktiert und den Ladeprozess einleitet.

Die Implementierung der Gesamtanlage erfolgte parallel zur laufenden Umstrukturierung der Produktionsflächen, was eine hohe Flexibilität seitens PSB erforderte, da sich die äußeren Bedingungen ständig änderten. Durch die von PSB ausgeführte FTS-Modernisierung können die Produktionsabläufe bei Eberspächer nun erheblich flexibler gestaltet werden. Durch die Vielseitigkeit des Systems gelang eine großflächige Vernetzung des Materialflusses in den unterschiedlichen Produktions-, Lager und Auslieferungsstufen. Insbesondere aufgrund der Fähigkeit zur Bodenaufnahme und -abgabe sowie des Einsatzes lasernavigierter Fahrzeuge ohne aufwendige Festinstallationen kann der Materialfluss leicht an die sich permanent ändernden Produktionsanforderungen angepasst werden. Durch die frühe Einbindung des Instandhaltungspersonals in die Kurserstellung führt Eberspächer heute alle diesbezüglichen Änderungen völlig eigenständig durch.

Dipl.-Betriebswirt Gerhard Weber ist tätig im Vertrieb der PSB Intralogistics GmbH in Pirmasens, Tel. (0 63 31) 7 17-0, Fax (0 63 31) 7 17-1 99, gerhard.weber@psb-gmbh.de

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