Post on 23-Oct-2019
Naturwissenschaftlich‐Technische Fakultät
Logistik für Produktionsunternehmen Prof. Dr.‐Ing. Dipl.‐Oec. Ulrich Stache
STUDIENARBEIT von
Andreas Martini
Systemvergleich innovativer
Konzepte der automatischen Kleinteillagerung
Siegen, im Juli 2011
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Oec. Ulrich Stache
Betreuer: Dipl.-Wirt.-Ing. Florian Trenker
Inhaltsverzeichnis I
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis...............................................................................................................I
Abbildungsverzeichnis ................................................................................................... IV
Tabellenverzeichnis......................................................................................................... VI
Abkürzungsverzeichnis ................................................................................................ VIII
Kurzfassung..................................................................................................................... IX
1 Einleitung......................................................................................................................1
1.1 Problemstellung .....................................................................................................1
1.2 Vorgehensweise ....................................................................................................2
1.3 Aufbau der Arbeit ...................................................................................................3
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung.......4
2.1 Stöcklin BOXer ......................................................................................................4
2.1.1 Komponenten ...........................................................................................4
2.1.1.1 Regalbediengerät und Fahrschiene...........................................4
2.1.1.2 Lastaufnahmemittel und Behälter ..............................................6
2.1.1.3 Regal..........................................................................................7
2.1.1.4 Steuerung ..................................................................................8
2.1.2 Funktionsweise .........................................................................................8
2.1.3 Vor- und Nachteile ....................................................................................9
2.2 SSI Schäfer Carousel System (SCS) ..................................................................12
2.2.1 Komponenten .........................................................................................12
2.2.1.1 Behälter....................................................................................13
2.2.1.2 Heber .......................................................................................14
2.2.1.3 Steuerung ................................................................................14
2.2.2 Funktionsweise .......................................................................................14
2.2.3 Vor- und Nachteile ..................................................................................16
2.3 SSI Schäfer Quad System (SQS)........................................................................18
2.3.1 Komponenten .........................................................................................18
2.3.1.1 Regal und Fahrschienen..........................................................18
2.3.1.2 Shuttle......................................................................................20
2.3.1.3 Behälter....................................................................................21
2.3.1.4 Lift ............................................................................................21
2.3.1.5 Steuerung ................................................................................21
Inhaltsverzeichnis II
2.3.2 Funktionsweise .......................................................................................22
2.3.3 Vor- und Nachteile ..................................................................................26
2.4 Dematic Multishuttle ............................................................................................28
2.4.1 Komponenten .........................................................................................28
2.4.1.1 Regal und Fahrschienen..........................................................28
2.4.1.2 Lifte ..........................................................................................29
2.4.1.3 Shuttles ....................................................................................29
2.4.1.4 Behälter....................................................................................30
2.4.1.5 Steuerung ................................................................................31
2.4.2 Funktionsweise .......................................................................................31
2.4.3 Vor- und Nachteile ..................................................................................36
2.5 Kardex Shuttle XPlus...........................................................................................38
2.5.1 Komponenten .........................................................................................39
2.5.1.1 Shuttle-Module.........................................................................39
2.5.1.2 Tablare.....................................................................................40
2.5.1.3 Extraktor...................................................................................41
2.5.1.4 Bedienöffnung..........................................................................42
2.5.1.5 Steuerung ................................................................................43
2.5.2 Funktionsweise .......................................................................................43
2.5.3 Vor- und Nachteile ..................................................................................45
2.6 Hatteland Autostore .............................................................................................47
2.6.1 Komponenten .........................................................................................48
2.6.1.1 Raster ......................................................................................48
2.6.1.2 Behälter....................................................................................49
2.6.1.3 Roboter ....................................................................................50
2.6.1.4 Arbeitsplätze ............................................................................52
2.6.1.5 Steuerung ................................................................................53
2.6.2 Funktionsweise .......................................................................................54
2.6.3 Vor- und Nachteile ..................................................................................56
3 Systemvergleich.........................................................................................................58
3.1 Definition der Vergleichskriterien .........................................................................58
3.2 Identifizierung der Merkmalsausprägungen.........................................................61
3.3 Vergleichsmatrix aufstellen..................................................................................61
4 Fallbeispiele................................................................................................................66
Inhaltsverzeichnis III
4.1 Fallbeispiele definieren ........................................................................................66
4.2 Berechnung .........................................................................................................67
4.3 Ergebnisse...........................................................................................................69
5 Interpretation ..............................................................................................................72
6 Schlussbemerkung und Ausblick ............................................................................74
Quellenverzeichnis ..........................................................................................................77
Anhang .............................................................................................................................79
A1 Vergleichsmatrix der Kommissioniersysteme ......................................................79
A2 Fallbeispiel 1........................................................................................................80
A3 Fallbeispiel 2........................................................................................................93
A4 Visitenkarten der persönlichen Kontakte ...........................................................106
Abbildungsverzeichnis IV
Abbildungsverzeichnis
Bild 2.1: Basis-Ausführungen des BOXer-Kleinteilegeräts ............................................5
Bild 2.2: LAM für doppeltiefe Lagerung von Behältern, Kartons oder Tablaren .............6
Bild 2.3: BOXer in Einmast-Ausführung für doppeltiefe Lagerung von Standardbehältern ............................................................................................7
Bild 2.4: SCS mit Heber für die Ein- und Auslagerung .................................................13
Bild 2.5: Ausschnitt eines SQS-Regals mit Fahrschiene und Shuttle ..........................19
Bild 2.6: Shuttle des Schäfer Quad System mit vier Lastaufnahmemitteln ..................20
Bild 2.7: SQS mit vier übereinander eingesetzten Shuttles und einem Lift ..................22
Bild 2.8: Gasse eines Multishuttle-Regals für Standardbehälter mit jeweils einem Shuttle pro Regalebene .................................................................................29
Bild 2.9: Multishuttle Flex mit aufgenommenem Standardbehälter ..............................30
Bild 2.10: Möglicher Aufbau eines Multishuttle Captive .................................................32
Bild 2.11: Möglicher Aufbau eines Multishuttle Roaming ...............................................35
Bild 2.12: Schematische Darstellung eines Shuttle-Moduls ...........................................39
Bild 2.13: Praxisbeispiel eines modular aufgebauten Kardex Lagersystems .................40
Bild 2.14: Darstellung der Bewegung von Hubbalken und Extraktor .............................41
Bild 2.15: Bedienöffnung eines Shuttle XP mit bereitgestelltem Tablar .........................42
Bild 2.16: Schematische Darstellung eines Autostore Systems .....................................48
Bild 2.17: Raster eines Autostore Systems inkl. Roboter auf der CeMAT 2011 ............49
Bild 2.18: Vorderansicht eines Roboters mit aufgenommenem Behälter .......................50
Bild 2.19: Beispielhafte Anordnung von Arbeitsplätzen in einem Autostore System .....53
Bild 2.20: Zwei Autostore-Roboter während des Umlagervorgangs ..............................54
Bild 6.1: Darstellung des Funktionsprinzips des Multishuttle Move .............................75
Bild A2.1: Layout des Stöcklin BOXer (Fallbeispiel 1).....................................................81
Bild A2.2: Layout des SCS (Fallbeispiel 1)......................................................................83
Bild A2.3: Layout des SQS (Fallbeispiel 1)......................................................................85
Bild A2.4: Layout des Dematic Multishuttle (Fallbeispiel 1).............................................87
Bild A2.5: Layout des Kardex Shuttle XPlus (Fallbeispiel 1) ...........................................89
Bild A2.6: Layout des Autostore System (Fallbeispiel 1).................................................91
Bild A3.1: Layout des Stöcklin BOXer (Fallbeispiel 2).....................................................94
Bild A3.2: Layout des SCS (Fallbeispiel 2)......................................................................96
Bild A3.3: Layout des SQS (Fallbeispiel 2)......................................................................98
Bild A3.4: Layout des Dematic Multishuttle (Fallbeispiel 2)...........................................100
Abbildungsverzeichnis V
Bild A3.5: Layout des Kardex Shuttle XPlus (Fallbeispiel 2) .........................................102
Bild A3.6: Layout des Autostore System (Fallbeispiel 2)...............................................104
Bild A4.1: Visitenkarten der persönlichen Kontakte.......................................................106
Tabellenverzeichnis VI
Tabellenverzeichnis
Tabelle 2.1: Berechnung der Kommissionierleistung der BOXer-Baureihe von Stöcklin ....................................................................................................10
Tabelle 2.2: Vor- und Nachteile der BOXer-Baureihe von Stöcklin .............................12
Tabelle 2.3: Berechnung der Kommissionierleistung des SCS ..................................16
Tabelle 2.4: Vor- und Nachteile des Schäfer Carousel System ..................................18
Tabelle 2.5: Berechnung der Einzelspiele pro Stunde und Shuttle für das SQS ........24
Tabelle 2.6: Berechnung der Doppelspiele pro Stunde und Shuttle für das SQS ......25
Tabelle 2.7: Berechnung der Doppelspiele pro Stunde bei Bündelung der Behälter ..25
Tabelle 2.8: Vor- und Nachteile des Schäfer Quad System ........................................27
Tabelle 2.9: Berechnung der Kommissionierleistung des Dematic Multishuttle Captive ....................................................................................................33
Tabelle 2.10: Berechnung der Kommissionierleistung des Lifts ...................................34
Tabelle 2.11: Vor- und Nachteile des Multishuttle Systems ..........................................38
Tabelle 2.12: Berechnung der Kommissionierleistung des Kardex Shuttle XPlus ........45
Tabelle 2.13: Vor- und Nachteile des Kardex Shuttle XPlus .........................................47
Tabelle 2.14: Berechnung der Kommissionierleistung eines Autostore Roboters ........52
Tabelle 2.15: Vor- und Nachteile des Autostore Systems ............................................57
Tabelle 3.1: Vergleichsmatrix der Lager- und Kommissioniersysteme (1) ..................63
Tabelle 3.2: Vergleichsmatrix der Lager- und Kommissioniersysteme (2) ..................64
Tabelle 3.3: Vergleichsmatrix der Lager- und Kommissioniersysteme (3) ..................65
Tabelle 4.1: Ergebnisse der Berechnungen zu den Fallbeispielen .............................69
Tabelle A1.1: Vergleichsmatrix der Lager- und Kommissioniersysteme ........................79
Tabelle A2.1: Allgemeine Annahmen bezüglich des Fallbeispiels 1 ..............................80
Tabelle A2.2: Anzahl der Lagerplätze des Stöcklin BOXer (Fallbeispiel 1)....................81
Tabelle A2.3: Erreichbare Kommissionierleistung des Stöcklin BOXer (Fallbeispiel 1)..........................................................................................82
Tabelle A2.4: Anzahl der Lagerplätze des SCS (Fallbeispiel 1).....................................83
Tabelle A2.5: Erreichbare Kommissionierleistung des SCS (Fallbeispiel 1) ..................84
Tabelle A2.6: Anzahl der Lagerplätze des SQS (Fallbeispiel 1) ....................................85
Tabelle A2.7: Erreichbare Kommissionierleistung des SQS (Fallbeispiel 1) ..................86
Tabelle A2.8: Anzahl der Lagerplätze des Dematic Multishuttle (Fallbeispiel 1)............87
Tabelle A2.9: Erreichbare Kommissionierleistung des Dematic Multishuttle (Fallbeispiel 1)..........................................................................................88
Tabellenverzeichnis VII
Tabelle A2.10: Anzahl der Lagerplätze des Kardex Shuttle XPlus (Fallbeispiel 1) ..........89
Tabelle A2.11: Erreichbare Kommissionierleistung des Kardex Shuttle XPlus (Fallbeispiel 1)..........................................................................................90
Tabelle A2.12: Anzahl der Lagerplätze des Autostore System (Fallbeispiel 1)................91
Tabelle A2.13: Erreichbare Kommissionierleistung des Autostore System (Fallbeispiel 1)..........................................................................................92
Tabelle A3.1: Allgemeine Annahmen bezüglich des Fallbeispiels 2 ..............................93
Tabelle A3.2: Anzahl der Lagerplätze des Stöcklin BOXer (Fallbeispiel 2)....................94
Tabelle A3.3: Erreichbare Kommissionierleistung des Stöcklin BOXer (Fallbeispiel 2)..........................................................................................95
Tabelle A3.4: Anzahl der Lagerplätze des SCS (Fallbeispiel 2).....................................96
Tabelle A3.5: Erreichbare Kommissionierleistung des SCS (Fallbeispiel 2) ..................97
Tabelle A3.6: Anzahl der Lagerplätze des SQS (Fallbeispiel 2) ....................................98
Tabelle A3.7: Erreichbare Kommissionierleistung des SQS (Fallbeispiel 2) ..................99
Tabelle A3.8: Anzahl der Lagerplätze des Dematic Multishuttle (Fallbeispiel 2)..........100
Tabelle A3.9: Erreichbare Kommissionierleistung des Dematic Multishuttle (Fallbeispiel 2)........................................................................................101
Tabelle A3.10: Anzahl der Lagerplätze des Kardex Shuttle XPlus (Fallbeispiel 2) ........102
Tabelle A3.11: Erreichbare Kommissionierleistung des Kardex Shuttle XPlus (Fallbeispiel 2)........................................................................................103
Tabelle A3.12: Anzahl der Lagerplätze des Autostore System (Fallbeispiel 2)..............104
Tabelle A3.13: Erreichbare Kommissionierleistung des Autostore System (Fallbeispiel 2)........................................................................................105
Abkürzungsverzeichnis VIII
Abkürzungsverzeichnis
AKL Automatisches Kleinteilelager
bzw. beziehungsweise
ca. circa
CD Compact Disc
d.h. das heißt
ERP Enterprise Resource Planning
evtl. eventuell
ggf. gegebenenfalls
IML Institut für Materialfluss und Logistik
inkl. inklusive
kg Kilogramm
K.O. Knock out
LAM Lastaufnahmemittel
m Meter
mm Millimeter
RBG Regalbediengerät
s Sekunden
SCS SSI Schäfer Carousel System
SPS Speicherprogrammierbare Steuerung
SQS SSI Schäfer Quad System
u.a. unter anderem
WLAN Wireless Local Area Network
z.B. zum Beispiel
Kurzfassung IX
Kurzfassung
Innovative Konzepte zur automatischen Kleinteillagerung können eine sinnvolle Alternati-
ve zum klassischen automatischen Kleinteilelager (AKL) mit Regalbediengerät (RBG)
sein. Ein Vergleich von sechs Systemen, die das Lagern und Kommissionieren mit unter-
schiedlichen technischen Lösungen realisieren, soll die jeweiligen Vor- und Nachteile of-
fenlegen und eine Entscheidungshilfe bieten. Im Fokus der Betrachtung stehen das AKL
Stöcklin BOXer, das horizontale Umlaufregal SSI Schäfer Carousel System (SCS), die
drei Shuttle-Systeme SSI Schäfer Quad System (SQS), Dematic Multishuttle und Kardex
Shuttle XPlus sowie das Autostore System von Hatteland. Der Systemvergleich hinsicht-
lich entscheidungsrelevanter Kriterien führt zu einer Vergleichsmatrix, die es dem Leser
ermöglicht, die für einen speziellen Anwendungsfall geeigneten Lager- und Kommissio-
niersysteme zu identifizieren. Die Berechnung eines Fallbeispiels gibt weiterhin Auf-
schluss über die tendenziellen Eigenschaften bezüglich der Lagerkapazitäten und er-
reichbaren Kommissionierleistungen. Im Ergebnis zeigt sich, dass jedes der untersuchten
Systeme Charakteristika aufweist, die eine Anwendung bei bestimmten Rahmenbedin-
gungen als sinnvoll erscheinen lässt.
1 Einleitung 1
1 Einleitung
Wie lagern und kommissionieren wir unsere Produkte am sinnvollsten, um weiterhin wett-
bewerbsfähig zu sein? Diese Frage müssen sich Logistikleiter und Unternehmer immer
häufiger stellen. Wurden Kommissionierlager für Kleinteile bisher vielfach nach dem
Mann-zur-Ware-Prinzip realisiert, erscheint diese Form aufgrund sich ändernder Auftrags-
strukturen immer häufiger als ungeeignet. Kürzere Produktlebenszyklen und der Kunden-
wunsch nach mehr Produktdifferenzierung führen zu einer wachsenden Sortimentsbreite.1
Das vielfältige Warenangebot muss wiederum kurzfristig verfügbar sein, was große Lager-
flächen erforderlich macht. Hinzu kommt die Atomisierung der Sendungsstruktur, d.h.
kleinere Bestellmengen bei steigender Anzahl der Aufträge. Grund dafür ist beispielswei-
se der reduzierte Bestellaufwand sowie geringe Versandkosten beim E-Commerce. Das
alles spricht für eine Kommissionierung nach dem Ware-zum-Mann-Prinzip.2
1.1 Problemstellung
Mit der Entscheidung für die Ware-zum-Mann-Kommissionierung ergeben sich weitere
Fragen, beispielsweise welche Systeme es überhaupt auf dem Markt gibt. Automatische
Kleinteilelager (AKL) mit gassengebundenen Regalbediengeräten (RBG) sind die klassi-
sche Umsetzung des Ware-zum-Mann-Prinzips, werden von vielen Herstellern angeboten
und ermöglichen zunehmende Kommissionierleistungen. Für die Lagerung und Kommis-
sionierung in der Pharma-, Kosmetik- oder Tabak-Industrie werden hingegen oftmals
hochdynamische Kommissionier-Automaten eingesetzt.3 Doch der Markt bietet mittlerwei-
le eine Vielzahl von Alternativen der automatischen Kleinteillagerung für einen breiten
Leistungsbereich, von denen einige noch kaum bekannt sind. Zudem gibt es bisher in der
Literatur noch keine vergleichende Gegenüberstellung unterschiedlicher Konzepte der au-
tomatischen Kleinteillagerung.
Um dem Leser einen Überblick über verschiedene Lager- und Kommissioniersysteme zu
geben, die mit unterschiedlichen technischen Lösungen das Ware-zum Mann-Prinzip rea-
lisieren, soll in dieser Studienarbeit eine Auswahl von sechs Systemen vorgestellt werden.
Das sind das AKL Stöcklin BOXer, das horizontale Umlaufregal SSI Schäfer Carousel
1 Vgl. Dulz, O.: Lager-Vergleiche zahlen sich aus. In: Materialfluss, Nr. 3, 2005, S. 10 2 Vgl. Hansl, R.: RBG-Systeme als Basis hochdynamischer Kommissionierung. In: Intralogistik bewegt, 2007, Nr. 1978, S. 54 3 Vgl. Produktbeschreibung „Kommissionier-Automaten“. Erhältlich unter: www.ssi-schaefer.de [Stand: 27.05.2011]
1 Einleitung 2
System (SCS), die drei Shuttle-Systeme SSI Schäfer Quad System (SQS), Dematic Multi-
shuttle und Kardex Shuttle XPlus sowie das Lager- und Kommissioniersystem Autostore
von Hatteland. Dabei sollen die Funktionsweisen und technischen Parameter im Detail er-
läutert sowie die spezifischen Vor- und Nachteile identifiziert werden.
Mit Hilfe der Systembeschreibungen ist die Frage zu beantworten, welche der vorgestell-
ten Systeme für welche Anwendungsfälle geeignet sind. Vorteilhaft und praktikabler wäre
allerdings eine Übersicht, die es erlaubt die geeigneten Systeme in kürzester Zeit zu er-
kennen. In diesem Zusammenhang erscheint die Darstellung in Matrixform mit Gegen-
überstellung der Merkmalsausprägungen aller Systeme bezüglich entscheidungsrelevan-
ter Kriterien als sinnvoll. Deshalb ist das Ziel dieser Studienarbeit die Erarbeitung einer
Vergleichsmatrix der Lager- und Kommissioniersysteme, anhand der sich die für einen
spezifischen Anwendungsfall geeigneten Systeme schnell erkennen lassen. Da in der
Praxis aber häufig die Anzahl der Lagerplätze und die erreichbare Kommissionierleistung
ausschlaggebend sind, sollen die Systeme zusätzlich anhand eines Fallbeispiels hinsicht-
lich dieser beiden Kriterien überprüft werden.
Die Aufgabenstellung dieser Studienarbeit bezieht sich lediglich auf die Untersuchung der
technischen Merkmale der Lagersysteme. Es sollen sowohl die wirtschaftlichen Gesichts-
punkte hinsichtlich Investitionskosten, Betriebskosten, etc. als auch der eigentliche Kom-
missioniervorgang unberücksichtigt bleiben.
1.2 Vorgehensweise
Im Vorfeld dieser Studienarbeit wurde bereits der Betrachtungsbereich und somit die the-
matische Einordnung der Arbeit festgelegt, indem die zu untersuchenden Systeme be-
stimmt wurden. Auf Basis dieser Auswahl erfolgte im ersten Schritt die Einarbeitung in das
Thema und das Sammeln relevanter Informationen mittels Literaturrecherche. Im Ergeb-
nis konnten ausschließlich Artikel in Fachzeitschriften gefunden werden, die zwar über die
allgemeinen Funktionsweisen und bestimmte praktische Anwendungen der Systeme in-
formierten, allerdings wenig Auskunft über deren technische Daten, Vor- und Nachteile
oder spezifische Anwendungsfelder gaben. Im zweiten Schritt wurden deshalb Informati-
onsmaterialien der Hersteller wie z.B. Internetauftritte, Broschüren und Videos gesichtet.
Hierbei konnten zum Teil ausgiebige technische Daten und Details über die Systeme ge-
sammelt werden. Weiterhin fand während der Bearbeitung dieser Arbeit die CeMAT,
Messe zum Thema Intralogistik, in Hannover statt. Dabei ergab sich bei einem Besuch im
1 Einleitung 3
Mai 2011 die Gelegenheit persönlich mit den Herstellern der Systeme Kontakt aufzuneh-
men, einen Teil der Systeme in Aktion zu sehen und gezielt Fragen zu stellen. Zudem
konnten noch offene Fragen im Nachhinein der Messe telefonisch oder per Email geklärt
werden.
1.3 Aufbau der Arbeit
Das Kapitel 2 beschreibt zunächst die ausgewählten automatischen Lager- und Kommis-
sioniersysteme. Hier wird jeweils auf die Komponenten der Systeme und die allgemeine
Funktionsweise eingegangen. Aus diesen Informationen lassen sich anschließend die
Charakteristika mit den jeweiligen Vor- und Nachteilen ableiten.
Auf die Systembeschreibungen folgt in Kapitel 3 der Systemvergleich. Voraussetzung da-
für ist die zu Beginn stattfindende Definition der Kriterien, die für den Vergleich und die
Auswahl eines der vorgestellten Systeme relevant sind. Im nächsten Schritt werden die
Merkmalsausprägungen der Systeme bezüglich jedes Kriteriums ermittelt. Im letzten Ab-
schnitt dieses Kapitels werden die Merkmalsausprägungen aller Systeme in einer über-
sichtlichen Matrix dargestellt, so dass sich der Leser möglichst schnell ein grobes Bild von
den Systemen machen kann und die für den jeweiligen Anwendungsfall und die gestellten
Anforderungen geeigneten Systeme identifizieren kann.
Das Kapitel 4 behandelt zwei Fallbeispiele anhand derer die Anzahl der Lagerplätze so-
wie die erreichbaren Kommissionierleistungen der Systeme miteinander verglichen wer-
den. Dazu werden zuerst die Fallbeispiele mit den spezifischen Rahmenbedingungen de-
finiert. Anschließend werden die Berechnungen durchgeführt und die Ergebnisse zusam-
mengefasst dargestellt.
In Kapitel 5 erfolgt die Interpretation und Diskussion der Ergebnisse, die aus dem Sys-
temvergleich und den Fallbeispielen resultieren. Hier wird kritisch Stellung genommen,
welche Erkenntnisse aus dem Systemvergleich und damit aus dieser Studienarbeit ge-
wonnen werden können.
Abschließend erfolgen in Kapitel 6 die Schlussbemerkung mit einer Zusammenfassung
der Ergebnisse sowie ein Ausblick hinsichtlich der zukünftig zu erwartenden Entwicklung
der automatischen Kleinteillagerung.
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 4
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen
Kleinteillagerung
In den folgenden Abschnitten werden die sechs ausgewählten Konzepte der automati-
schen Kleinteillagerung und deren Eigenschaften in einheitlicher Weise beschrieben. Es
erfolgt zunächst jeweils eine Übersicht der Systemkomponenten mit anschließender Be-
schreibung der Funktionsweise. Daraufhin werden die spezifischen Vor- und Nachteile
zusammengetragen.
2.1 Stöcklin BOXer
Die BOXer-Baureihe von Stöcklin stellt ein klassisches Kleinteile-Regalbediengerät für ein
AKL dar. Der BOXer ist hinsichtlich der Fahrgeschwindigkeit und Fahrbeschleunigung des
Regalbediengerätes eines der dynamischsten Systeme auf dem Markt und wurde deshalb
für diesen Vergleich als Referenz ausgewählt.4
2.1.1 Komponenten
Ein Gesamtsystem der BOXer-Baureihe ist modular aufgebaut und besteht aus einem
Regalbediengerät, der Fahrschiene, dem Lastaufnahmemittel (LAM), den Behältern, dem
Regal und der Steuerung.
2.1.1.1 Regalbediengerät und Fahrschiene
Das RBG BOXer wird von Stöcklin in vier Basis-Ausführungen angeboten, die in Bild 2.1
dargestellt sind. Diese lassen sich in Geräte für einfach- und doppeltiefe Lagerung unter-
teilen, wobei jeweils noch einmal zwischen Einmast- und Zweimastausführungen unter-
schieden werden kann. Die Höhe der Einmast-Geräte beträgt dabei 5-18 m, die der
Zweimast-Geräte 5-22 m.5 Die Maststruktur besteht aus vier Aluminiumprofilen und einer
wabenförmigen Verfachung, was zu einem starren Verhalten bei hohen Fahr- und Be-
schleunigungswerten führt.6
4 Vergleich mit anderen Hersteller, z.B. TGW, SSI Schäfer, Viastore 5 Information Hr. Bernd Mutterer, Vertriebsleiter Stöcklin Logistik AG (Visitenkarte im Anhang) 6 Vgl. Grafe, W.: Plattform für Hochleistungsvarianten. In: Hebezeuge und Fördermittel, Bd. 45, 2005, Nr. 1/2, S. 33
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 5
Bild 2.1: Basis-Ausführungen des BOXer-Kleinteilegeräts 7
Angetrieben wird der BOXer über zwei synchronisierte, frequenzgeregelte Zahnriemenan-
triebe für die horizontale und die vertikale Bewegung des LAM. Der Mast wird auf einer
Bodenschiene aus Aluminium geführt und kann bei sehr hohen Kleinteilegeräten (15-22
m) zudem durch einen zusätzlichen Antipendelantrieb am Mastkopf angetrieben werden.
Dadurch können Mastschwingungen weitestgehend verhindert werden.8
Die Energieversorgung der Antriebe erfolgt mittels Schleifleitungen in der Bodenschiene.
Bei einem Gewicht von unter einer Tonne erreicht der BOXer horizontale Fahrgeschwin-
digkeiten von 6 m/s bei Beschleunigungen von bis zu 4 m/s². Die Hubgeschwindigkeit des
LAM in vertikaler Richtung beträgt maximal 3 m/s bei Beschleunigungen bis zu 3 m/s².9
Diese Werte sind natürlich auch abhängig von den zu transportierenden Behältern bzw.
den darin gelagerten Gütern.
7 Quelle: www.stoecklin.com [Stand: 24.05.2011] 8 Vgl. Broschüre Stöcklin: Behälter lagern mit dem BOXer; Der BOXer mit Antipendel 9 Vgl. Broschüre Stöcklin: Behälter lagern mit dem BOXer; Leistungsmerkmale des BOXers
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 6
2.1.1.2 Lastaufnahmemittel und Behälter
Das LAM bewegt sich in vertikaler Richtung entlang des Mastes und lagert die Behälter
ein bzw. aus. Bei Zweimastgeräten sind die LAM zudem durch zwei unabhängig fahrende
Hubantriebe entkoppelt.10 Aufgrund der großen Typenvielfalt angebotener LAM verfügt
der BOXer über eine hohe Flexibilität bezüglich der handhabbaren Behälter. Es können
sowohl Standardbehälter mit den Grundmaßen 600x400 bzw. 300x400 mm als auch Son-
derbehälter, Tablare oder Kartons mit Breiten von 400-1200 mm gehandhabt werden.
Weiterhin lassen sich wahlweise ein, zwei oder vier Behälter und sogar unterschiedliche
Behältertypen mit einem LAM transportieren. Das ist durch vier unabhängig voneinander
arbeitende Riemenförderer möglich.11 Die Traglast reicht dabei von 35 kg bis zu 250 kg,
je nach verwendetem Modell. Die Lastaufnahme kann entweder durch Riemenförderer,
Kettenförderer oder Greiferteleskope erfolgen, wobei die Greifer für das Kartonhandling
über 90% der Kartonlänge abdecken, so dass auch ungleiche Gewichtsverteilungen kein
Problem darstellen.12 Bild 2.2 zeigt beispielhaft ein LAM mit Greiferteleskopen und Dop-
pel-Gurtförderer für doppeltiefe Lagerung von Behältern, Kartons oder Tablaren bis zu
2x35 kg.
Bild 2.2: LAM für doppeltiefe Lagerung von Behältern, Kartons oder Tablaren 13
10 Vgl. Grafe, W.: Den Teiletourismus im Griff. In: Intelligenter produzieren, 2005, Nr. 4, S. 14 11 Vgl. Broschüre Stöcklin: Behälter lagern mit dem BOXer; Standard Lastaufnahmemittel (LAM) 12 Information Hr. Bernd Mutterer, Vertriebsleiter Stöcklin Logistik AG (Visitenkarte im Anhang) 13 Quelle: www.stoecklin.com [Stand: 24.05.2011]
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 7
2.1.1.3 Regal
Die Regale der BOXer Baureihe für Standardbehälter sind modular aufgebaute Regalzei-
len mit Gassen, in denen die Regalbediengeräte auf Bodenschienen fahren. Die Regale
sind generell in Länge und Höhe variabel, allerdings sollte für eine optimale Ausnutzung
das Verhältnis von Länge zu Höhe ungefähr 2:1 betragen. Das resultiert aus den Fahrge-
schwindigkeiten in horizontaler und vertikaler Richtung. Die Regale können sowohl auf
einfachtiefe als auch doppeltiefe Lagerung ausgelegt werden. Vierfachtiefe Lagerung mit
kleinen Standardbehältern (300x400 mm) und Kartons ist ebenfalls möglich. Da die Rega-
le auf Wunsch auch speziell angefertigt werden können, lassen sich Lagerplätze für Son-
derbehälter und gemischte Behältertypen realisieren.14 Ein Beispiel für einen BOXer in
Einmast-Ausführung mit Behälter-Regal für doppeltiefe Lagerung von Standardbehältern
zeigt Bild 2.3. Die Gesamtanlage wurde auf der CeMAT 2011 in Hannover präsentiert und
hatte eine Höhe von 7,8 m, eine Länge von 14,6 m und eine Gassenbreite von 1,45 m.
Bild 2.3: BOXer in Einmast-Ausführung für doppeltiefe Lagerung von Standardbehältern 15
14 Information Hr. Bernd Mutterer, Vertriebsleiter Stöcklin Logistik AG (Visitenkarte im Anhang) 15 Quelle: Eigenes Bild (CeMAT 2011)
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 8
2.1.1.4 Steuerung
Ein übergeordnetes ERP-System, z.B. SAP, gibt Aufträge für Ein- und Auslagerungen an
den erforderlichen Materialflussrechner weiter. Dieser besitzt eine eigene Datenbank,
übernimmt die Lagerplatzverwaltung und gibt entsprechende Befehle an die Siemens S7
Steuerung weiter. Die mitfahrende Steuerung sitzt auf dem Regalbediengerät und kom-
muniziert mit dem Materialflussrechner mittels Datenfunk. Die Antriebssteuerung ermög-
licht voreingestellte Beschleunigungswerte oder eine auf die zu transportierenden Güter
angepasste Fahrkurvenregelung. Die Bedienung und Überwachung des gesamten Sys-
tems erfolgt über die Standard-Software von Stöcklin, die durch kundenspezifische Bau-
steine ergänzt werden kann.16
2.1.2 Funktionsweise
Erhält das RBG einen Auslagerungsauftrag, fährt es an den entsprechenden Lagerplatz
und entnimmt den Behälter, Karton oder das Tablar mit Hilfe des LAM (vgl. Abschnitt
2.1.1.2). Die Auf- und Abgabe nimmt ca. 2 s (einfachtiefe Lagerung) bzw. 3,5 s (doppeltie-
fe Lagerung) in Anspruch. Das Lagergut wird anschließend an die Ein-/Auslagerungs-
station übergeben, die sich stets an einer der Stirnseiten der Anlage befindet. Hier werden
auch die zurückzuführenden Produkte wieder vom RBG aufgenommen. Die Übergabe
von aus- und einzulagerndem Behälter, Karton oder Tablar erfolgt dabei zeitgleich, so
dass hierfür lediglich 4 s benötigt werden. Von der Ein-/Auslagerungsstation transportiert
eine geeignete Fördertechnik die Güter zu den Kommissionierplätzen.17
Bei lediglich einer Gasse werden die Güter in der Regel nach ABC-Verteilung gelagert, so
dass die am häufigsten nachgefragten Produkte nahe an der Auslagerungsstation gela-
gert werden, um lange Transportzeiten zu vermeiden. Bei mehreren Gassen werden iden-
tische Güter meist über mehrere Gassen verteilt, weil sich dadurch die Ausfallsicherheit
sowie die Flexibilität erhöht. Kommen zudem Mehrfach-LAM zum Einsatz, ist oftmals ein
chaotisches Lagerprinzip sinnvoll, weil dann nebeneinanderliegende Fächer oder Spalten
angefahren werden können, wodurch sich die Kommissionierleistung erhöhen lässt.18 Je
nach Artikel- und Auftragsstruktur lassen sich weitere Ein- und Auslagerungsstrategien
über das Lagerverwaltungssystem realisieren. Die Ausnutzung des Lagervolumens sollte
16 Information Hr. Bernd Mutterer, Vertriebsleiter Stöcklin Logistik AG (Visitenkarte im Anhang) 17 Information Hr. Bernd Mutterer, Vertriebsleiter Stöcklin Logistik AG (Visitenkarte im Anhang) 18 Vgl. Grafe, W.: Plattform für Hochleistungsvarianten. In: Hebezeuge und Fördermittel, Bd. 45, 2005, Nr. 1/2, S. 31 f.
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 9
bei einfachtiefer Lagerung 100% betragen, bei doppeltiefer Lagerung ca. 93-95% auf-
grund der erforderlichen Umlagerungen.19
Die erreichbare Kommissionierleistung ist z.B. abhängig vom verwendeten BOXer-Typ,
dessen Höhe oder dem Artikelgewicht. Nach Herstellerangaben sind in der Regel ca. 220
Einzelspiele bzw. 160 Doppelspiele pro Stunde und Regalgasse zu erwarten. Eine Über-
prüfung dieser Angaben zeigt die Tabelle 2.1.
Auf Basis der getroffenen Annahmen bezüglich des Systems sowie der gegebenen Ge-
schwindigkeiten, Beschleunigungen und Behälterwechselzeiten wird die Zeit für ein Ein-
zel- bzw. Doppelspiel rechnerisch bestimmt. Daraus lässt sich die Kommissionierleistung
pro Stunde ableiten. Begrenzend wirkt unter den getroffenen Annahmen (50 m Länge; 15
m Höhe) die horizontale Geschwindigkeit und Beschleunigung des RBGs, weshalb ledig-
lich diese Werte berücksichtigt werden. Als durchschnittlicher Verfahrweg des RBGs wird
die Hälfte der Gassenlänge angesetzt (25 m).
Im Ergebnis zeigt sich, dass die Kommissionierleistung bei den getroffenen Annahmen
bezüglich des Systems 208 Einzelspiele bzw. 158 Doppelspiele pro Stunde beträgt. Die
Herstellerangaben sind somit realistisch und bei kleineren Systemen durchaus erreichbar.
2.1.3 Vor- und Nachteile
Der größte Vorteil des Stöcklin BOXers ist die große Typenvielfalt der angebotenen LAM
und die dadurch erreichbare Flexibilität hinsichtlich der verwendbaren Behälter. So kön-
nen Standardbehälter für automatische Kleinteilelager, Sonderbehälter, Kartons oder
Tablare unterschiedlicher Geometrien gehandhabt werden. Damit können manuelle Um-
packarbeiten auf ein Minimum reduziert werden, da sich angelieferte Produkte direkt im
Karton oder dem jeweiligen Behälter einlagern lassen. Hinzu kommt, dass der BOXer vier
Packstücke, sogar unterschiedlichen Typs, gleichzeitig mit einem LAM transportieren
kann. Schlussendlich besticht das System durch die sehr hohe Zuladung von bis zu 250
kg pro LAM.
Aufgrund der modularen Bauweise des Regalsystems lässt sich die Anzahl der Lagerplät-
ze beliebig skalieren und das Regal in Länge und Höhe an den verfügbaren Bauraum an-
passen. Vorteilhaft ist hier vor allem die gute Ausnutzbarkeit der Gebäudehöhe bis 22 m.
19 Information Hr. Bernd Mutterer, Vertriebsleiter Stöcklin Logistik AG (Visitenkarte im Anhang)
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 10
Annahmen bezüglich des Systems
Anzahl Regalgassen 1
Anzahl Regalzeilen 2
Regallänge 50 m
Regalhöhe 15 m
Zeit für das Verfahren zwischen zwei nahe zusammenliegenden Lagerplätzen 2 s
Es wird einfachtief gelagert
Der durchschnittlicher Verfahrweg des RBGs beträgt die Hälfte der Regallänge
Gegebene Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Zeiten
Geschwindigkeit horizontal 6 m/s
Beschleunigung horizontal 4 m/s²
Ein‐/Auslagerungszeit (Regal) 2 s
Ein‐/Auslagerungszeit (Station) 4 s
Berechnung von Beschleunigungszeit und ‐weg
Beschleunigungszeit 1,5 s
Beschleunigungsweg 4,5 m
Berechnung der Zeit für ein Einzelspiel
Beschleunigen (Ein‐/Auslagerungsstation) 1,5 s
Verfahren (Ein‐/Auslagerungsstation ‐‐> Mitte Regal) 2,7 s
Bremsen (Mitte Regal) 1,5 s
Auslagern von einem Behälter aus Regal 2 s
Beschleunigen (Mitte Regal) 1,5 s
Verfahren (Mitte Regal ‐‐> Ein‐/Auslagerungsstation) 2,7 s
Bremsen (Ein‐/Auslagerungsstation) 1,5 s
Behälterabgabe an Ein‐/Auslagerungsstation 4 s
Gesamtzeit pro Einzelspiel 17,3 s
Einzelspiele pro Stunde 208
Berechnung der Zeit für ein Doppelspiel
Beschleunigen (Ein‐/Auslagerungsstation) 1,5 s
Verfahren (Ein‐/Auslagerungsstation ‐‐> Mitte Regal) 2,7 s
Bremsen (Mitte Regal) 1,5 s
Einlagern von einem Behälter ins Regal 3,5 s
Verfahren zu auszulagerndem Behälter 2 s
Auslagern von einem Behälter aus Regal 2 s
Beschleunigen (Mitte Regal) 1,5 s
Verfahren (Mitte Regal ‐‐> Ein‐/Auslagerungsstation) 2,7 s
Bremsen (Ein‐/Auslagerungsstation) 1,5 s
Behälterwechsel an Ein‐/Auslagerungsstation 4 s
Gesamtzeit pro Doppelspiel 22,8 s
Doppelspiele pro Stunde 158
Tabelle 2.1: Berechnung der Kommissionierleistung der BOXer-Baureihe von Stöcklin 20
20 Eigene Tabelle
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 11
Der größte Nachteil des BOXers ist die geringe Kommissionierleistung im Vergleich zu
anderen in dieser Arbeit vorgestellten Systemen. Eine Erhöhung der Kommissionierleis-
tung ist zudem nur durch zusätzliche Regalgassen und RGBs möglich, was das System
wiederum unflexibel hinsichtlich zukünftiger Veränderungen der Artikel- oder Auftrags-
struktur macht. Ebenfalls unflexibel ist das System bezüglich des Hallenlayouts, da auf-
grund des RBGs stets eine quaderförmige Bauweise des Lagers erforderlich ist. Somit
können weder Höhendifferenzen noch Nischen oder Ecken integriert werden. Hinzu
kommt, dass die Lage der Ein-/Auslagerungsstationen vorgegeben ist, so dass die Kom-
missionierplätze möglichst stirnseitig angeordnet werden sollten.
Nachteilig ist ebenfalls die geringe Ausfallsicherheit des Systems bei Störung eines
RBGs.21 Fällt ein RBG aus, so können in der betroffenen Gasse keine Ein- oder Auslage-
rungen erfolgen. Bei einem System mit lediglich einer Gasse führt eine Störung somit zum
Komplettausfall.
Zwei weitere Nachteile lassen sich auf die Verwendung des RBGs zurückführen. Zum Ei-
nen sind die zu bewegenden Massen durch das Eigengewicht des RBGs hoch, so dass
daraus ein relativ hoher Energieverbauch resultiert. Zum Anderen ist der Flächennut-
zungsgrad aufgrund der erforderlichen Gassenbreite für das RBG niedrig. Die Tabelle 2.2
fasst die genannten Vor- und Nachteile erstmalig zusammen.
21 Die Ausfallsicherheit bezieht sich im Folgenden auf die Wirkung einer Störung, nicht auf deren Eintritts-wahrscheinlichkeit
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 12
Stöcklin - BOXer
Vorteile Nachteile
Hohe Flexibilität hinsichtlich der Behälter durch spezielle Lastaufnahmemittel
Vergleichsweise geringe Kommissionierleistung
Viele Varianten von Behältern/Kartons ohne Umpacken verwendbar
Kommissionierleistung nur durch zusätzliche Gassen und Regalbediengeräte steigerbar
Bis zu vier Behälter gleichzeitig transpor-tierbar
Geringe Flexibilität bezüglich des Hallenlayouts
Sehr hohe Zuladung pro Lastaufnahmemittel (bis zu 250 kg)
Lage von Ein- und Auslagerungsstationen vorgegeben
Anzahl der Lagerplätze des Systems beliebig skalierbar
Geringe Ausfallsicherheit
Höhe gut ausnutzbar (bis 22 m) Große bewegte Masse
Bewährte Technik Geringer Flächennutzungsgrad aufgrund des Platzbedarfs für das RBG
Bis zu vierfachtiefe Lagerung möglich
Tabelle 2.2: Vor- und Nachteile der BOXer-Baureihe von Stöcklin 22
2.2 SSI Schäfer Carousel System (SCS)
Das SCS wurde speziell für die Stückkommissionierung im Hochleistungsbereich entwi-
ckelt und arbeitet nach dem Prinzip horizontaler Umlaufregale. Somit gibt es bei diesem
System kein RBG im engeren Sinn, das die Behälter auslagert. Stattdessen bewegt sich
das gesamte Regal.
2.2.1 Komponenten
Das SCS lässt sich in die Komponenten Karussell, Behälter, Heber und Steuerung unter-
teilen, die im Folgenden erläutert werden.
Ein SCS besteht aus mindestens vier Karussellen, die als horizontale Umlaufregale je-
weils 1500 Behälterplätze pro Karussell zur Verfügung stellen.23 Die Systemhöhe beträgt
dabei standardmäßig 4,9 m. Ein Standardsystem mit vier Karussellen benötigt weiterhin
eine Stellfläche von 10,5 m Breite und 15 m Länge. Damit beträgt die Grundfläche für
22 Eigene Tabelle 23 Es werden vom Hersteller lediglich Systeme mit mindestens vier Karussellen angeboten
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 13
6000 Stellplätze ca. 160 m². Die Drehgeschwindigkeit eines Karussells beträgt maximal
0,6 m/s bei Beschleunigungen von bis zu 0,2 m/s². Die Karusselle sind allerdings nur für
einfachtiefe Lagerung geeignet.24 Ein Karussell mitsamt Heber für die Ein- und Auslage-
rung der Behälter zeigt Bild 2.4. Gut zu erkennen ist die kompakte Lagerung der Behälter
im Karussell.
Bild 2.4: SCS mit Heber für die Ein- und Auslagerung 25
2.2.1.1 Behälter
Das SCS lagert Standardbehälter oder Tablare mit den Grundmaßen 600x400 mm und
Höhen bis 280 mm. Die Kunststoffbehälter lassen sich bei Bedarf noch einmal in 16 Fä-
24 Information Hr. Martin Fackelmann, Produktmanager SSI Schäfer Noell GmbH (Visitenkarte im Anhang) 25 Quelle: www.directindustry.de [Stand: 25.05.2011]
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 14
cher unterteilen. Das Gütergewicht darf allerdings 25 kg pro Behälter nicht überschreiten.
Kartons können mit dem SCS nicht gehandhabt werden.26
2.2.1.2 Heber
Die Heber lagern die Behälter an der Stirnseite der Karusselle mithilfe eines Standard-
LAM ein bzw. aus. Jedes Karussell besitzt dazu einen eigenen Heber, der an die weitere
Fördertechnik angebunden und vom Karussell völlig entkoppelt ist. Es können jeweils
zwei Behälter gleichzeitig transportiert werden, so dass durch gleichzeitige Aufnahme des
auszulagernden und des einzulagernden Behälters die Wechselzeit bei Doppelspielen re-
duziert wird. Die Übergabezeit pro Behälter beträgt 2 s.27
2.2.1.3 Steuerung
Ein übergeordnetes Lagerverwaltungssystem löst den Bedarf aus und gibt diesen an ei-
nen zusätzlichen Materialflussrechner weiter. Dieser verwaltet die Lagerplatzvergabe,
sorgt für die Bestandsführung in Echtzeit und gibt die Informationen über die ein- und
auszulagernden Behälter an die Siemens S7 Steuerung weiter. Die Steuerung setzt die
Informationen in Fahrbefehle für die Karusselle und die Heber um. Als Software wird in
der Regel die Lagerverwaltungssoftware „ant“ von Schäfer in Kombination mit einer zu-
sätzlichen Oracle-Datenbank verwendet.28 Eine Anbindung an bestehende Warenwirt-
schaftssysteme oder SAP ohne zusätzliche Datenbank ist ebenfalls möglich.29
2.2.2 Funktionsweise
Erhält das SCS einen Befehl über einen auszulagernden Behälter, dreht sich das Karus-
sell mitsamt allen eingelagerten Behältern horizontal bis sich der ausgewählte Behälter
stirnseitig vor dem Heber befindet. Die Drehrichtung hängt davon ab, in welcher Reihen-
folge die Behälter ausgelagert werden sollen und in welcher Richtung die Verfahrwege
optimiert werden. Gleichzeitig verfährt dieser in die entsprechende Höhe und entnimmt
den Behälter mit Hilfe des LAM sobald das Karussell in der gewünschten Position zum
stehen gekommen ist. In den freien Lagerplatz kann dann ein zurückgeführter Behälter
26 Information Hr. Martin Fackelmann, Produktmanager SSI Schäfer Noell GmbH (Visitenkarte im Anhang) 27 Information Hr. Martin Fackelmann, Produktmanager SSI Schäfer Noell GmbH (Visitenkarte im Anhang) 28 Vgl. Heuer, H.-J.: Das optimale Kommissionierkonzept mit RFID-Unterstützung. In: Intralogistik bewegt, 2007,Nr. 1978, S. 153 29 Vgl. Broschüre SSI Schäfer: Automatisierte Systeme; IT nach Maß
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 15
eingelagert werden. Dazu wird der Heber horizontal verfahren, um den einzulagernden
Behälter vor dem Karussell zu positionieren. Der Heber wird anschließend auf Höhe der
angebundenen Fördertechnik gefahren und gibt den auszulagernden Behälter ab bzw.
nimmt einen einzulagernden Behälter auf. Währenddessen dreht sich das Karussell be-
reits in die Position für die nächste Aus- und Einlagerung.
Die Lagerung der Behälter erfolgt in der Regel nach chaotischem Prinzip, wobei auch
ABC-Zonen und Artikelgruppierungen möglich sind, falls solche Anordnungen aufgrund
der Artikel- und Auftragsstruktur sinnvoll erscheinen. Da ein System mindestens aus vier
Karussellen besteht ist allerdings eine Querverteilung der Artikel oftmals sinnvoller und
erhöht zudem die Ausfallsicherheit.30
Das SCS ermöglicht laut Hersteller Kommissionierleistungen von 250 Behältern pro Stun-
de und Karussell. Bei einem System mit vier Karussellen sollen somit 1.000 Doppelspiele
pro Stunde realisierbar sein. Diese Angaben werden in Tabelle 2.3 durch Berechnung der
Kommissionierleistung eines Karussells überprüft. Vorausgesetzt wird allerdings, dass
das Karussell und nicht der Heber die Kommissionierleistung begrenzt, was aufgrund der
geringen Systemhöhe und der zu erwartenden Dynamik des Hebers realistisch erscheint.
Für den durchschnittlichen Verfahrweg eines Karussells wird ein Viertel der Karusselllän-
ge angesetzt (3,75 m). Damit wird berücksichtigt, dass die Auslagerung der Behälter nicht
zufällig, sondern wegeoptimiert in bestimmter Sequenz erfolgt. Weiterhin wird die Zeit für
das horizontale Verfahren des Hebers auf 2 s geschätzt. Mithilfe der Geschwindigkeiten,
Beschleunigungen und Übergabezeiten lässt sich die Gesamtzeit für ein Doppelspiel und
damit die Anzahl der Doppelspiele pro Stunde bestimmen. Letztendlich ergibt sich eine
rechnerische Kommissionierleistung von 236 Doppelspielen pro Stunde. Das entspricht
nahezu der Herstellerangabe für die Kommissionierleistung eines Karussells.
Die Kommissionierleistung pro Karussell ist nicht steigerbar, durch Erweiterung mit zu-
sätzlichen Karussellen ist allerdings die Erhöhung der Leistung des Gesamtsystems mög-
lich. 31 Grenzen sind dabei nicht gesetzt, sofern ausreichend Fläche zur Verfügung steht.
Bis zu 6.000 Doppelspiele pro Stunde wurden bereits mit Systemen bestehend aus 24
Karussellen praktisch umgesetzt.32
30 Information Hr. Martin Fackelmann, Produktmanager SSI Schäfer Noell GmbH (Visitenkarte im Anhang) 31 Vgl. Broschüre SSI Schäfer: SCS Modulares Hochleistungslagersystem, S.3 32 Vgl. Heuer, H.-J.: Das optimale Kommissionierkonzept mit RFID-Unterstützung. In: Intralogistik bewegt, 2007,Nr. 1978, S. 153
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 16
Annahmen
Das Karussell begrenzt die Kommissionierleistung
Der durchschnittliche Verfahrweg des Karussells beträgt ein Viertel der Länge
Zeit für das Verfahren des Hebers für den Behälterwechsel 2 s
Gegebene Daten
Karusselllänge 15 m
Geschwindigkeit horizontal 0,6 m/s
Beschleunigung horizontal 0,2 m/s²
Übergabezeit pro Behälter 2 s
Berechnung von Beschleunigungszeit und ‐weg
Beschleunigungszeit 3 s
Beschleunigungsweg 0,9 m
Berechnung der Zeit für ein Doppelspiel
Beschleunigen 3 s
Verfahren 3,3 s
Bremsen 3 s
Auslagern von einem Behälter aus Regal 2 s
Verfahren des Hebers 2 s
Einlagern von einem Behälter ins Regal 2 s
Gesamtzeit pro Doppelspiel 15,3 s
Doppelspiele pro Stunde 236
Tabelle 2.3: Berechnung der Kommissionierleistung des SCS 33
2.2.3 Vor- und Nachteile
Der größte Vorteil des SCS ist die hohe Lagerverdichtung durch kompakte Umlaufsyste-
me. Aufgrund des Entfalls von Regalgassen können die einzelnen Karusselle direkt an-
einander gestellt werden, so dass der Flächennutzungsgrad deutlich höher ist als bei Sys-
temen mit Regalgassen. Das führt zu einer hohen Anzahl Lagerplätze bei geringem Flä-
chenbedarf.
Weiterhin spricht für das SCS die hohe Kommissionierleistung von 1.000 Doppelspielen
pro Stunde bei vier Karussellen. Diese lässt sich zudem nahezu ohne Grenzen erweitern.
Durch das Hinzufügen von weiteren Karussellmodulen können somit Kommissionierleis-
tungen von mehreren Tausend Doppelspielen pro Stunde erreicht werden. Damit einher-
33 Eigene Tabelle
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 17
gehend erhöht sich auch die Anzahl der Lagerplätze, so dass sich das System besonders
für ein großes Produktspektrum eignet.
Ein gravierender Nachteil des SCS ist die geringe Flexibilität. Es lassen sich zwar die
Kommissionierleistungen und die Lagerplätze erweitern, allerdings nur durch Hinzufügen
zusätzlicher Karusselle. Eine Anpassung der Leistung bestehender Karusselle ist lediglich
durch geeignete Zugriffsstrategien möglich, nicht aber durch bauliche Maßnahmen. Wei-
terhin lässt sich die Anzahl der Lagerplätze lediglich in Sprüngen von 1.500 Plätzen ska-
lieren.
Die geringe Flexibilität spiegelt sich auch in den Anforderungen an das Hallenlayout wi-
der. Wichtigster Punkt dabei ist die zwingend erforderliche quaderförmige Bauweise, so
dass weder Säulen, Absätze oder Ecken integriert werden können. Die Maße der Karus-
selle sind in Länge und Breite standardisiert und erfordern deshalb genügend freie Stell-
fläche. Hinzu kommt, dass die Lage der Ein- und Auslagerungsstationen vorgegeben ist,
weshalb die Kommissionierzone möglichst stirnseitig angeordnet werden sollte.
Nachteilig ist ebenfalls die Notwendigkeit stets Standardbehälter verwenden zu müssen.
Kartons oder andere Gebinde können nicht gehandhabt werden, was zu erhöhtem Auf-
wand für das Umpacken von angelieferten Waren führen kann. Zusätzlich sind die zu la-
gernden Güter hinsichtlich des Gewichts auf maximal 25 kg pro Behälter begrenzt.
Ein weiterer Nachteil des SCS ist die geringe Ausfallsicherheit. Zwar besteht ein System
mindestens aus vier Karussellen, so dass durch Querverteilung bei mehr als zwei Behäl-
tern pro Artikel stets jeder Artikel verfügbar bleibt, auch wenn einmal ein Karussell ausfal-
len sollte. Trotzdem steht bei einer Störung das gesamte Karussell still.
Ein wichtiger Aspekt, gerade aus energetischer Sicht, ist die zu bewegende Masse für die
Ein- bzw. Auslagerung eines Behälters. Hier wird das schlechte Verhältnis von bewegter
Masse zu aus- bzw. einzulagerndem Behälter deutlich. Um einen Behälter aus- bzw. ein-
zulagern wird das Karussell mitsamt allen eingelagerten Behältern gedreht. Bei 1.500 Be-
hälterplätzen pro Karussell werden im ungünstigsten Fall 37,5 t für die Aus- bzw. Einlage-
rung eines Behälters bewegt. Die Tabelle 2.4 stellt die genannten Vorteile den Nachteilen
gegenüber.
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 18
SSI Schäfer – Carousel System (SCS)
Vorteile Nachteile
Hohe Anzahl Lagerplätze bei geringem Flächenbedarf
Anzahl der Lagerplätze des Systems lediglich in Sprüngen von 1.500 Plätzen skalierbar
Hohe Kommissionierleistung Kommissionierleistung nur durch zusätzliche Karusselle steigerbar
Nahezu ohne Grenzen erweiterbar Keine Flexibilität bezüglich des Hallenlayouts
Lage von Ein- und Auslagerungsstationen vorgegeben
Standardbehälter erforderlich
Umpacken von Kartons, Behältern notwendig
Maximales Gütergewicht von 25 kg
Geringe Ausfallsicherheit
Große bewegte Masse
Keine Doppeltiefe Lagerung möglich
Tabelle 2.4: Vor- und Nachteile des Schäfer Carousel System 34
2.3 SSI Schäfer Quad System (SQS)
Das SQS ist ein System für die Lagerung und Kommissionierung von Standardbehältern.
Basis des Systems sind die schienengeführten Shuttles mit jeweils vier Lastaufnahmemit-
teln.
2.3.1 Komponenten
Das SQS lässt sich aufteilen in das Regal, die Fahrschienen, die Shuttles, die Behälter,
den Lift und die Steuerung. Die folgenden Abschnitte erläutern die Komponenten im De-
tail.
2.3.1.1 Regal und Fahrschienen
Das Regal des SQS ist modular aufgebaut und besteht jeweils aus zwei Regalzeilen und
einer Gasse, in denen sich die Shuttles bewegen. Ein Modul besteht jeweils aus zehn
34 Eigene Tabelle
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 19
übereinander angeordneten Behälterebenen. Es lassen sich sechs Regalmodule überein-
ander anordnen, so dass bei einer Modulhöhe von 4 m eine maximale Regalhöhe von 24
m möglich ist. In der Länge sind die Regale individuell anpassbar, wohingegen die Tiefe
auf einfachtiefe Lagerung beschränkt ist. Die Gassenbreite für die Shuttles beträgt 850
mm.35
Die horizontalen Fahrschienen, auf denen sich die Shuttles bewegen, sind in die Regale
integriert. Wie in Bild 2.5 zu erkennen ist, befinden sich die Fahrschienen in der Mitte ei-
nes Regalmoduls, so dass sich jeweils fünf Regalebenen über und unter der Fahrschiene
befinden. Diese Ebenen werden von einem einzigen Shuttle bedient. In die Fahrschiene
ist weiterhin die Schleifleitung für die Energieversorgung der Shuttles integriert.36
Bild 2.5: Ausschnitt eines SQS-Regals mit Fahrschiene und Shuttle 37
35 Information Hr. Martin Fackelmann, Produktmanager SSI Schäfer Noell GmbH (Visitenkarte im Anhang) 36 Vgl. Broschüre SSI Schäfer: Schäfer Quad System: SQS , S.7 37 Quelle: www.ssi-schaefer.de [Stand: 27.05.2011]
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 20
2.3.1.2 Shuttle
Die Shuttles des SQS bewegen sich mittels Rädern auf den Fahrschienen und lagern die
Behälter im Regal ein bzw. aus. Dabei können durch das Hubwerk bis zu zehn überein-
anderliegende Regalebenen eines Regalmoduls abgedeckt werden. Jedes Shuttle besitzt
vier LAM mit jeweils vier unabhängig voneinander arbeitenden Ziehvorrichtungen. Diese
werden über Ketten angetrieben, greifen die Behälter mit Haken von unten und ziehen sie
auf den Wagen bzw. schieben dieselben in das Regal. Dabei wird auf komplexe Tele-
skopgreifer verzichtet. Die Ein- bzw. Auslagerungszeit beträgt mit dieser Technik ca. 3 s.
Da ein Shuttle immer nur ein Regalmodul abdeckt, können bis zu sechs Verfahr-wagen
übereinander in einer Regalgasse eingesetzt werden.38 In Bild 2.6 ist ein Quad-Shuttle
mitsamt Fahrwerk, Hubwerk und LAM dargestellt.
Bild 2.6: Shuttle des Schäfer Quad System mit vier Lastaufnahmemitteln 39
Die Maße eines Shuttles betragen ca. 3x0,8x2,5 m (HxBxL) bei einem Gewicht von ca. 1
t. Damit erreicht es Fahrgeschwindigkeiten von 5 m/s bei Beschleunigungen von bis zu
2,8 m/s². Die Hubgeschwindigkeit beträgt 2,0 m/s bei Beschleunigungen von 1,25 m/s².40
38 Information Hr. Martin Fackelmann, Produktmanager SSI Schäfer Noell GmbH (Visitenkarte im Anhang) 39 Quelle: www.ssi-schaefer.de [Stand: 27.05.2011]
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 21
2.3.1.3 Behälter
Das SQS kann lediglich Standardbehälter mit den Grundmaßen 600x400 mm handhaben.
Das liegt an den Ziehvorrichtungen der Shuttles, die auf diese Größe ausgelegt sind. Die
Behälter sind weiterhin in der Höhe auf 280 mm begrenzt, da die Regalmodule auf diese
Größe standardisiert sind. Eine Unterteilung der Behälter in 16 Fächer ist hingegen prob-
lemlos möglich. Die maximale Lastaufnahme pro Behälter liegt bei 50 kg.41
2.3.1.4 Lift
Der Lift ist jeweils an der Außenseite einer Regalzeile montiert und lagert die vom Shuttle
bereitgestellten Behälter aus den Regalen aus bzw. die zurückgeführten Behälter ein. Er
kann dabei ebenfalls vier Behälter gleichzeitig aufnehmen und deckt zwei Spalten sowie
die gesamte Regalhöhe ab. Somit dienen 20 Regalfächer pro Regalmodul als Aus- bzw.
Einlagerungsstationen, die jeweils ein Shuttle bedient. Die Lifte sind allerdings von den
Shuttles entkoppelt. Als Folge sind in den Auslagerungsstationen auch umfangreiche Se-
quenzierungen möglich, womit sich das System speziell als Zwischen- und Versandpuffer
bei gleichzeitig hohen Leistungen eignet.42
Die Lifte können nach Ort und Anzahl beliebig in die Regalzeilen integriert werden.43 Der
Einsatz mehrerer Lifte erscheint vor allem bei sehr langen Regalen sinnvoll, um die Wege
der Shuttles zu verkürzen. In Bild 2.7 ist ein SQS mit vier übereinander eingesetzten Shut-
tles dargestellt. Gut zu erkennen ist der Lift auf der linken Seite, der die gesamte Höhe
des Regals abdeckt.
2.3.1.5 Steuerung
Die Steuerung des SQS erfolgt hinsichtlich der Struktur analog zum SCS (vgl. Abschnitt
2.2.1.3), wobei der Materialflussrechner bzw. das übergeordnete ERP-System die ver-
schiedenen Fahraufträge koordiniert und an die Steuerung weitergibt. Diese übermittelt
wiederum die Fahrbefehle mittels WLAN an die Shuttles und die Lifte.44
40 Information Hr. Martin Fackelmann, Produktmanager SSI Schäfer Noell GmbH (Visitenkarte im Anhang) 41 Information Hr. Martin Fackelmann, Produktmanager SSI Schäfer Noell GmbH (Visitenkarte im Anhang) 42 Vgl. Broschüre SSI Schäfer: Schäfer Quad System: SQS , S.5 43 Information Hr. Martin Fackelmann, Produktmanager SSI Schäfer Noell GmbH (Visitenkarte im Anhang) 44 Information Hr. Martin Fackelmann, Produktmanager SSI Schäfer Noell GmbH (Visitenkarte im Anhang)
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 22
Bild 2.7: SQS mit vier übereinander eingesetzten Shuttles und einem Lift 45
2.3.2 Funktionsweise
Die Auslagerungsaufträge werden vom Materialflussrechner so auf die Shuttles verteilt,
dass diese möglichst wegeoptimiert die Behälter aus den Regalen entnehmen können.
Für die Entnahme fährt das entsprechende Shuttle horizontal bis zu der Spalte mit dem
angeforderten Behälter. Gleichzeitig wird ein freies LAM mit Hilfe des Hubwerks auf die
richtige Höhe gebracht. Die Ausziehvorrichtung greift nun den Behälter von unten und
zieht ihn auf das LAM. Der gesamte Ablauf wiederholt sich für die weiteren drei LAM. Hat
jedes LAM einen Behälter aufgenommen, fährt das Shuttle zum Lift und schiebt die Behäl-
ter in die freien Behälterplätze. Das Shuttle kann nun am Lift vier Behälter aufnehmen, die
eingelagert werden sollen. Diese werden an die entsprechenden Lagerplätze gefahren
und mit Hilfe der Ausziehvorrichtungen in umgekehrter Richtung in das Regal geschoben.
45 Quelle: www.ssi-schaefer.de [Stand: 27.05.2011]
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 23
Der Lift nimmt die bereitgestellten Behälter im Regal auf und gibt sie an der Ausgabestati-
on an die Fördertechnik, die mit den Kommissionierplätzen verbunden ist, ab. Anschlie-
ßend nimmt er vier einzulagernde Behälter auf und stellt sie in den Regalfächern für die
Shuttles bereit. Sowohl das Ein- als auch das Auslagern können sequenziert und entkop-
pelt von den Shuttles erfolgen. D.h. die Shuttles können hinsichtlich ihrer zurückzulegen-
den Strecken optimiert werden, während der Lift die Behälter aus dem Puffer in der ge-
wünschten Reihenfolge entnimmt.46
Das SQS erreicht laut SSI Schäfer Kommissionierleistungen von ca. 280 Einzelspielen
bzw. 230-250 Doppelspielen pro Stunde und Shuttle. Eine maßgebliche Rolle spielt dabei
die Verteilung der Artikel im Regal. In der Regel erfolgt diese bei mehreren Behältern pro
Artikel über mehrere Module, um die Shuttles gleichmäßig auszulasten und die Ausfallsi-
cherheit zu erhöhen. Eine ABC-Verteilung ist zudem möglich und wirkt sich positiv auf die
Kommissionierleistung aus.47
Die angegebenen Kommissionierleistungen sollen auch für das SQS rechnerisch über-
prüft werden. Dazu wird eine Regallänge von 50 m angenommen. Aufgrund der geringen
Höhe eines Regalmoduls im Vergleich zur Länge begrenzt das horizontale Verfahren die
Kommissionierleistung. Weiterhin befindet sich die Ein- bzw. Auslagerungsstation am En-
de der Gasse. Damit ergibt sich ein durchschnittlicher Verfahrweg von 12,5 m, der vier
Mal zurückgelegt wird bevor das Shuttle vom Ende der Gasse zur Ein-/Auslagerungs-
station fährt. Die Berechnung in Tabelle 2.5 ergibt eine Gesamtzeit von 43,9 s für das
Auslagern von vier Behältern. Das sind 328 Einzelspiele pro Stunde, also rechnerisch
mehr als die Herstellerangabe.
Nun soll analog die Anzahl der Doppelspiele pro Stunde berechnet werden. Dazu wird
noch einmal eine Zeitpauschale von 2 s pro Auslagerung hinzugerechnet, weil das Shuttle
zuvor an einen freien Lagerplatz in der Nähe des auszulagernden Behälters fahren muss.
Weiterhin kommen jeweils 3 s Einlagerungszeit hinzu sowie einmalig 3 s für die Aufnahme
der einzulagernden Behälter. Mit 215 Doppelspielen pro Stunde und Shuttle liegt das Er-
gebnis aus Tabelle 2.6 ebenfalls im Bereich der Herstellerangabe.
Besonders effizient arbeitet das SQS, wenn eine Bündelung erfolgt, so dass bei einem
Stopp des Shuttles immer Blöcke mit vier Behältern aus- bzw. eingelagert werden. Das ist
46 Information Hr. Martin Fackelmann, Produktmanager SSI Schäfer Noell GmbH (Visitenkarte im Anhang) 47 Information Hr. Martin Fackelmann, Produktmanager SSI Schäfer Noell GmbH (Visitenkarte im Anhang)
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 24
vor allem in Zwischen- und Versandpuffern möglich, in denen die spätere Entnahmerei-
henfolge bereits im Vorfeld bekannt ist und die Behälter vorsortiert werden können. Damit
ist laut Hersteller eine Steigerung des Durchsatzes auf bis zu 500 Behälter pro Stunde
und Shuttle möglich.48 Zu guter Letzt soll diese Angabe für die Bündelung rechnerisch
überprüft werden. Die Berechnung vereinfacht sich für diesen Fall, da lediglich ein Mal pro
Fahrt gestoppt wird. Deshalb kann auch ein durchschnittlicher Verfahrweg von der Hälfte
der Gassenlänge angenommen werden. Die in Tabelle 2.7 berechneten 522 Doppelspiele
bestätigen die Herstellerangabe.
Annahmen bezüglich des Systems
Anzahl Regalgassen 1
Anzahl Regalzeilen 2
Regallänge 50 m
Zeit für das Verfahren zwischen zwei nahe zusammenliegenden Lagerplätzen 2 s
Der Lift für die Ein‐/Auslagerung befindet sich am Ende der Gasse
Die Horizontale Verfahrgeschwindigkeit begrenzt die Kommissionierleistung
Die Auslagerungen erfolgen im Durchschnitt nach 12,5/25/37,5/50 m
Gegebene Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Zeiten
Geschwindigkeit horizontal 5 m/s
Beschleunigung horizontal 2,8 m/s²
Ein‐/Auslagerungszeit 3 s
Berechnung von Beschleunigungs‐ und Bremswerten
Beschleunigungs‐/Bremszeit 1,8 s
Beschleunigungs‐/Bremsweg 4,5 m
Berechnung der Zeit für das Bereitstellen von 4 Behältern
4 x Beschleunigen 7,1 s
4 x Verfahren 2,9 s
4 x Bremsen 7,1 s
4 x Auslagern von einem Behälter aus Regal 12 s
Beschleunigen (Ende Regal) 1,8 s
Verfahren (Ende Regal ‐‐> Ein‐/Auslagerungsstation) 8,2 s
Bremsen (Ein‐/Auslagerungsstation) 1,8 s
Behälterabgabe an Ein‐/Auslagerungsstation (4 Behälter gleichzeitig) 3 s
Gesamtzeit für 4 Behälter 43,9 s
Behälter pro Stunde 328
Tabelle 2.5: Berechnung der Einzelspiele pro Stunde und Shuttle für das SQS 49
48 Information Hr. Martin Fackelmann, Produktmanager SSI Schäfer Noell GmbH (Visitenkarte im Anhang) 49 Eigene Tabelle
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 25
Berechnung der Zeit für das Ein‐ und Auslagern von 4 Behältern
Behälteraufnahme an Ein‐/Auslagerungsstation (4 Behälter gleichzeitig) 3 s
4 x Beschleunigen 7,1 s
4 x Verfahren 2,9 s
4 x Bremsen 7,1 s
4 x Einlagern von einem Behälter in das Regal 12 s
4 x Pauschale für Verfahren an naheliegenden Lagerplatz 8 s
4 x Auslagern von einem Behälter aus Regal 12 s
Beschleunigen (Ende Regal) 1,8 s
Verfahren (Ende Regal ‐‐> Ein‐/Auslagerungsstation) 8,2 s
Bremsen (Ein‐/Auslagerungsstation) 1,8 s
Behälterabgabe an Ein‐/Auslagerungsstation (4 Behälter gleichzeitig) 3 s
Gesamtzeit für 4 Behälter 66,9 s
Doppelspiele pro Stunde 215
Tabelle 2.6: Berechnung der Doppelspiele pro Stunde und Shuttle für das SQS 50
Annahmen bezüglich des Systems
Regallänge 50 m
Jeweils 4 Behälter werden gebündelt und mit einem Stopp aufgenommen
Der durchschnittliche Verfahrweg beträgt die Hälfte der Gassenlänge
Berechnung der Zeit für das Ein‐ und Auslagern von 4 Behältern
Behälteraufnahme an Ein‐/Auslagerungsstation (4 Behälter gleichzeitig) 3 s
Beschleunigen (Ein‐/Auslagerungsstation) 1,8 s
Verfahren (Ein‐/Auslagerungsstation ‐‐> Mitte Regal) 3,2 s
Bremsen (Mitte Regal) 1,8 s
Einlagern von 4 Behältern in das Regal (gleichzeitig) 3 s
Pauschale für Verfahren an naheliegende Lagerplätze 2 s
Auslagern von 4 Behältern aus Regal (gleichzeitig) 3 s
Beschleunigen (Mitte Regal) 1,8 s
Verfahren (Mitte Regal ‐‐> Ein‐/Auslagerungsstation) 3,2 s
Bremsen (Ein‐/Auslagerungsstation) 1,8 s
Behälterabgabe an Ein‐/Auslagerungsstation (4 Behälter gleichzeitig) 3 s
Gesamtzeit für 4 Behälter 27,6 s
Doppelspiele pro Stunde 522
Tabelle 2.7: Berechnung der Doppelspiele pro Stunde bei Bündelung der Behälter 51
50 Eigene Tabelle 51 Eigene Tabelle
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 26
2.3.3 Vor- und Nachteile
Ein großer Vorteil des SQS ist die Möglichkeit gleichzeitig vier Behälter pro Shuttle trans-
portieren zu können. Damit können Fahrwege und Energieverbrauch im Vergleich zum
klassischen RBG verringert werden. Zudem können bis zu sechs Shuttles pro Regalgasse
eingesetzt werden, so dass sich die Durchsatzleistung weiter erhöhen lässt. Damit sind
pro Regalgasse Leistungen bis zu 1.500, bei Vorsortierung sogar 3.000 Doppelspiele pro
Stunde, erreichbar. Durch zusätzliche Regalgassen ist eine Vervielfachung der Durch-
satzleistung problemlos möglich.
Ein zusätzlicher Vorteil ist die modulare Bauweise des Systems mit standardisierten Ele-
menten. Daraus resultiert ein geringer Erweiterungsaufwand, sofern eine bestehende Re-
galgasse ausgebaut werden soll. In diesem Fall lässt sich das Regal einfach im laufenden
Betrieb durch weitere Module in der Länge oder Höhe (bis 24 m) erweitern. Das Gleiche
gilt für die Anordnung der Lifte und damit der Ein-/Auslagerungsstationen, die an beliebi-
gen Stellen und in beliebiger Anzahl im Regal integriert werden können.
Hinsichtlich des Wartungsaufwands ist das SQS positiv hervorzuheben. Durch integrierte
Wartungsebenen ist es möglich die Regalmodule separat zu begehen. Dadurch kann ein
Shuttle im laufenden Betrieb gewartet werden. Während lediglich das Shuttle eines Re-
galmoduls stillsteht, führen die anderen Shuttles weiterhin Ein- und Auslagerungen durch.
Das wirkt sich zudem positiv auf die Ausfallsicherheit aus. Fällt ein Shuttle aufgrund einer
Störung aus, ist die Funktionalität des Gesamtsystems nicht gefährdet. Das entsprechen-
de Shuttle kann im laufenden Betrieb repariert bzw. ausgetauscht werden.
Aus der Verwendung von Standardbehältern resultieren sowohl Vor- als auch Nachteile.
Ein Vorteil ist das im Vergleich zu anderen Systemen relativ große maximale Güterge-
wicht von 50 kg pro Behälter. Zudem erleichtern Standardbehälter die Nachschubversor-
gung des Systems. Nachteilig sind hingegen die geringe Flexibilität aufgrund des Stan-
dardmaßes von 600x400 mm sowie die Notwendigkeit Artikel in Kartons oder anderen
Behältern vor dem Einlagern umpacken zu müssen. Aus der Konstruktion der Ausziehvor-
richtung für die Standardbehälter ergibt sich wiederum der Nachteil, dass keine doppeltie-
fe Lagerung möglich ist.
Das SQS weist insgesamt eine begrenzte Flexibilität bezüglich des Hallenlayouts auf.
Zwar sind die Ein-/Auslagerungsstationen frei positionierbar und auch die Überwindung
von Höhendifferenzen und die Integration von Säulen ist begrenzt möglich. Demgegen-
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 27
über steht allerdings die Notwendigkeit der quaderförmigen Bauweise aufgrund der gas-
sengebundenen Shuttles.
Ein weiterer Nachteil des SQS ist die ständige Energieversorgung der Shuttles über
Schleifleitungen. Das kann zu minimalem Abrieb führen, der sich in den Behältern und auf
den Produkten niederschlägt. Außerdem ist der Regalbau komplexer im Vergleich zum
klassischen AKL, der Stahlbedarf höher und der Aufwand für die zusätzliche Montage der
Fahrschienen größer. Hinzu kommt die große bewegte Masse aufgrund der hohen Eigen-
gewichte der Shuttles.
Es wurde bereits erwähnt, dass die Durchsatzleistung und damit die Effizienz des SQS
durch Blockbildung und damit einhergehende gleichzeitige Aus- und Einlagerung von vier
Behältern auf das doppelte gesteigert werden kann. Das ist aber vor allem bei Produkti-
onspuffern möglich. Da in dieser Arbeit Lagersysteme für die Kommissionierung mitein-
ander verglichen werden, ist dieser Punkt nicht relevant. Die Vor- und Nachteile sind in
Tabelle 2.8 noch einmal übersichtlich dargestellt.
SSI Schäfer – Quad System (SQS)
Vorteile Nachteile
Hohe Kommissionierleistung Standardbehälter mit Grundmaßen 600x400 mm erforderlich
Geringer Erweiterungsaufwand Umpacken von Kartons, Behältern notwendig
Höhe gut ausnutzbar (bis 24 m) Keine doppeltiefe Lagerung möglich
Beliebige Anordnung der Ein-/Auslagerungsstationen
Quaderförmige Bauweise erforderlich
Anzahl der Lagerplätze des Systems beliebig skalierbar
Ständige Energieversorgung über Schleifleitungen notwendig
Wartung des Systems im laufenden Betrieb möglich
Aufwändiger Regalbau
Hohe Ausfallsicherheit Große bewegte Masse
Gütergewicht bis 50 kg möglich
Tabelle 2.8: Vor- und Nachteile des Schäfer Quad System 52
52 Eigene Tabelle
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 28
2.4 Dematic Multishuttle
Das von Dematic im Jahr 2006 auf dem Markt eingeführte Multishuttle ist ein kombiniertes
Lager- und Transportsystem, das als Alternative zum klassischen AKL in Zusammenarbeit
mit dem Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik (IML) entwickelt wurde. Kern des
Systems sind die schienengeführten Fahrzeuge, die in den Regalebenen Behälter ein-
und auslagern.
2.4.1 Komponenten
Das Multishuttle System besteht aus den Komponenten Regal, Fahrschienen, Lifte, Shut-
tles, Behälter und Steuerung, die im Folgenden erläutert werden.
2.4.1.1 Regal und Fahrschienen
Die Lagerung der Behälter erfolgt in klassischen, modular aufgebauten Regalzeilen mit
Gassen, in denen sich die Multishuttles bewegen. Die Regale sind dabei in Höhe (max. 18
m), Länge und Tiefe variabel, so dass sowohl einfachtiefe als auch doppeltiefe Lagerung
von Standardbehältern realisiert werden kann. Behälter mit den Maßen 300x400 mm kön-
nen sogar vierfachtief gelagert werden. Auf Wunsch können die Regale auch für Sonder-
behälter individuell angefertigt werden. An den Regalzeilen sind in jeder Regalebene
Fahrschienen montiert, auf denen sich die Shuttles bewegen. Neben der Spurführung
dienen die Fahrschienen auch als Schleifleitungen und übernehmen die Energieversor-
gung der Shuttles.53 Bild 2.8 zeigt die Gasse eines Regals mit den angebrachten Fahr-
schienen und jeweils einem Shuttle pro Regalebene. Gut erkennbar ist die kompakte
Bauweise gegenüber dem klassischen AKL, da die Regalgasse gerade einmal die Breite
eines Shuttles aufweist.54
53 Information Hr. Manfred Kanitz, Head of Office Dematic GmbH (Visitenkarte im Anhang) 54 Information Hr. Manfred Kanitz, Head of Office Dematic GmbH (Visitenkarte im Anhang)
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 29
Bild 2.8: Gasse eines Multishuttle-Regals für Standardbehälter mit jeweils einem Shuttle
pro Regalebene 55
2.4.1.2 Lifte
An den Enden der Regalzeilen befinden sich Lifte, die entweder nur die übergebenen Be-
hälter oder aber Shuttles inkl. Behälter vertikal versetzen können. Die Lifte können dabei
entweder die Regalebenen anfahren oder die Behälter an einer Auslagerungsstation an
die weitere Fördertechnik übergeben. Bei Behälterliften können zwei Behälter gleichzeitig
aufgenommen werden, so dass Doppelspiele realisierbar sind. Die maximale vertikale
Fahrgeschwindigkeit der Lifte beträgt 2,0 m/s bei Beschleunigungen bis zu 4,0 m/s².56
2.4.1.3 Shuttles
Die Shuttles sind schienengeführte Fahrzeuge, die sich auf Rollen in den Regalebenen
bewegen, um Behälter ein- bzw. auszulagern. Es lassen sich hierbei zwei Varianten un-
terscheiden: Das Multishuttle Standard dient der Handhabung von Standardbehältern mit
den Maßen 600x400 mm bzw. 300x400 mm. Das Multishuttle Flex, dessen Aufnahmeflä-
che sich in der Breite im Bereich zwischen 200-625 mm stufenlos verstellen lässt, kann
auch Behälter mit variierender Breite aufnehmen. Das Multishuttle Standard wiegt ca. 80
55 Quelle: Eigenes Bild (CeMAT 2011) 56 Information Hr. Manfred Kanitz, Head of Office Dematic GmbH (Visitenkarte im Anhang)
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 30
kg, das Multishuttle Flex hingegen ca. 100 kg aufgrund der zusätzlichen Vorrichtung zum
verstellen der Breite. Weiterhin unterscheiden sich die Shuttletypen hinsichtlich der zuläs-
sigen Traglasten. Während das Multishuttle Standard bis zu 50 kg zusätzliches Gewicht
transportieren kann, sind es beim Multishuttle Flex 31,5 kg.
Beiden Shuttles gemeinsam sind die maximale Fahrgeschwindigkeit von 2,0 m/s sowie
die maximale Beschleunigung von 1 m/s². Die Lastübergabe erfolgt innerhalb von 3,7 s
mit Hilfe des LAM, bestehend aus zwei Teleskopschienen und einem klappbaren Finger-
system. Damit werden die Behälter entweder aus dem Regalfach gezogen oder hineinge-
schoben. Bild 2.9 zeigt ein Multishuttle Flex, dass auf der CeMAT 2011 in Hannover erst-
mals präsentiert wurde.
Bild 2.9: Multishuttle Flex mit aufgenommenem Standardbehälter 57
2.4.1.4 Behälter
Es kommen in der Regel Standardbehälter aus Kunststoff mit den Grundmaßen 600x400
oder 300x400 mm zum Einsatz, wobei die Mindesthöhe 220 mm betragen muss, damit
das Fingersystem die Behälter sicher ziehen bzw. drücken kann. Die Behälter können
noch einmal in 16 Fächer unterteilt werden. Weiterhin können Tablare oder Kartons mit
unterschiedlichen Geometrien verwendet werden. Das Regalsystem wird im Vorfeld an
die zu handhabenden Behälter angepasst.
57 Quelle: Eigenes Bild (CeMAT 2011)
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 31
2.4.1.5 Steuerung
Die Transportaufträge für Aus- und Einlagerungen werden von einem übergeordneten La-
gerverwaltungssystem ausgelöst und einem zwischengeschalteten Materialflussrechner
mit eigener Oracle-Datenbank übergeben. Der Materialflussrechner wiederum koordiniert
die entsprechenden Prozesse der Multishuttles und der Fördertechnik und gibt die Aufträ-
ge an die SPS weiter. Diese übermittelt die Fahrbefehle per WLAN an die Multishuttles.
Eine direkte Anbindung des Multishuttle Lagers an ein bestehendes ERP-System, z.B.
SAP, ist ohne Weiteres möglich. Das ERP-System kommuniziert hierbei ohne zwischen-
geschalteten Materialflussrechner direkt mit der Steuerung.58
2.4.2 Funktionsweise
Hinsichtlich der Funktionsweise lassen sich zwei Konzepte unterscheiden: Zum Einen das
Multishuttle Captive, zum Anderen das Multishuttle Roaming.
Das Multishuttle Captive ist für hohe Durchsatzleistungen in Kommissionier- und Konsoli-
dierungspuffern vorgesehen.59 Pro Regalebene kommt je ein eigenes Shuttle zum Ein-
satz, das sich lediglich um die Ein- und Auslagerungen in dieser Ebene kümmert. Bild
2.10 zeigt schematisch den Aufbau eines Multishuttle Captive.
Erhält ein Shuttle einen Auslagerungsauftrag, fährt es seitlich neben den jeweiligen Behäl-
ter und zieht diesen mithilfe der Teleskopschienen und des klappbaren Fingersystems
aus dem Regal. Das Shuttle fährt anschließend an das Ende der Regalzeile, übergibt den
Behälter an den Lift und nimmt gegebenenfalls einen einzulagernden Behälter vom Lift
auf. Dieser Behälter wird in analoger Weise in das Regal eingelagert, so dass anschlie-
ßend wieder eine Auslagerung durch das Shuttle erfolgen kann. Der Lift transportiert die
von den Shuttles abgegebenen Behälter an die Ein-/Auslagerungsstationen und übergibt
sie der mit den Kommissionierplätzen verbundenen Fördertechnik. Dabei können bei die-
ser Variante immer zwei Behälter gleichzeitig transportiert werden, so dass entweder zwei
Auslagerungen aus zwei verschiedenen Ebenen, oder aber eine Auslagerung und eine
Einlagerung eines zurückgeführten Behälters gleichzeitig erfolgen können.
58 Vgl. Broschüre Dematic: Dematic Multishuttle – damit in Ihrem Behälterhandling keine Fragen offen blei-ben, S. 6 59 Vgl. Broschüre Dematic: Dematic Multishuttle – damit in Ihrem Behälterhandling keine Fragen offen blei-ben, S. 4
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 32
Bild 2.10: Möglicher Aufbau eines Multishuttle Captive 60
Durch die bei dieser Variante möglichen simultanen Ein- und Auslagerungen können nach
Angabe von Dematic bei einer maximalen Systemhöhe von 18 m Kommissionierleistun-
gen von bis zu 600 Doppelspielen pro Stunde und Gasse erzielt werden. Durch zusätzli-
che Gassen lässt sich diese Leistung vervielfachen. Das Multishuttle Captive ist deshalb
besonders für schnelldrehende Waren geeignet. Durch die vollständige Entkopplung von
Shuttles und Liften ist weiterhin eine Sequenzierung der ausgelagerten Behälter mög-
lich.61
Die angegebene Kommissionierleistung soll auch für das Dematic Multishuttle rechnerisch
überprüft werden. Dazu wird die Annahme getroffen, dass das System aus einer Gasse
mit 2 Regalzeilen und 20 Ebenen besteht. Somit sind 20 Shuttles für die Ein- und Ausla-
gerung der Behälter zuständig. Die Regallänge wird wiederum auf eine Länge von 50 m
festgesetzt, woraus ein durchschnittlicher Verfahrweg von 25 m resultiert. Für das Verfah-
ren von dem Behälterplatz des einzulagernden Behälters zu dem Behälterplatz des aus-
60 Quelle: www.dematic.de [Stand: 26.05.2011] 61 Vgl. Broschüre Dematic: Dematic Multishuttle – damit in Ihrem Behälterhandling keine Fragen offen blei-ben, S. 4
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 33
zulagernden Behälters werden pauschal 4 s angesetzt. Interessanterweise ergibt die Be-
rechnung in Tabelle 2.9 eine Kommissionierleistung von 75 Doppelspielen pro Stunde und
Shuttle, was für das System eine theoretische Kommissionierleistung von 1506 Doppel-
spielen pro Stunde und Gasse bedeutet. Dieser Wert liegt weit über der Herstellerangabe
und würde bedeuten, dass im 2,4 Sekunden-Takt Behälter ausgelagert würden. Das ist
aber aufgrund des Liftes, der alle Behälter einer Gasse bereitstellen muss, nicht realis-
tisch. Deshalb lässt sich vermuten, dass der Lift den Engpass des Systems darstellt.
Annahmen bezüglich des Systems
Anzahl Regalgassen 1
Anzahl Regalzeilen 2
Regallänge 50 m
Anzahl Ebenen/Shuttles 20
Verfahrzeit von Einlagerplatz zu Auslagerplatz 4 s
Der durchschnittliche Verfahrweg beträgt die Hälfte der Regallänge
Gegebene Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Zeiten
Geschwindigkeit horizontal 2 m/s
Beschleunigung horizontal 1 m/s²
Ein‐/Auslagerungszeit 3,7 s
Berechnung von Beschleunigungs‐ und Bremswerten
Beschleunigungs‐/Bremszeit 2,0 s
Beschleunigungs‐/Bremsweg 2,0 m
Berechnung der Zeit für ein Doppelspiel eines Shuttles
Behälteraufnahme (Ein‐/Auslagerungsstation) 3,7 s
Beschleunigen (Ein‐/Auslagerungsstation) 2,0 s
Verfahren (Ein‐/Auslagerungsstation ‐‐> Mitte Regal) 10,5 s
Bremsen (Mitte Regal) 2,0 s
Einlagern von einem Behälter ins Regal 3,7 s
Pauschale für das Verfahren von Einlagerplatz zu Auslagerplatz 4 s
Einlagern von einem Behälter ins Regal 3,7 s
Beschleunigen (Ende Regal) 2,0 s
Verfahren (Ende Regal ‐‐> Ein‐/Auslagerungsstation) 10,5 s
Bremsen (Ein‐/Auslagerungsstation) 2,0 s
Behälterabgabe an Ein‐/Auslagerungsstation (4 Behälter gleichzeitig) 3,7 s
Gesamtzeit pro Behälter und Shuttle 47,8 s
Doppelspiele pro Stunde und Shuttle 75
Doppelspiele pro Stunde mit 20 Shuttles 1506
Tabelle 2.9: Berechnung der Kommissionierleistung des Dematic Multishuttle Captive 62
62 Eigene Tabelle
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 34
Es stellt sich demnach die Frage, welche Kommissionierleistung der Lift umsetzen kann.
Aus diesem Grund wird die Leistung des Lifts in Tabelle 2.10 ermittelt. Annahmegemäß
beträgt die Höhe einer Regalebene 0,5 m, so dass sich die gesamte Regalhöhe auf 10 m
beläuft. Der durchschnittliche Verfahrweg soll die Hälfte der Regalhöhe betragen. Es re-
sultiert eine rechnerische Kommissionierleistung von 316 Doppelspielen pro Stunde und
Lift. Dieser Wert liegt weit unter der Herstellerangabe, weshalb die Vermutung nahe liegt,
dass sich die Kommissionierleistung auf die Verwendung von zwei oder mehreren Liften
pro Regalgasse bezieht. Diese können übereinander angeordnet werden und lagern auf
zwei Ebenen Behälter ein und aus. Eine Fördertechnik führt die Behälter anschließend
zusammen und transportiert sie zu den Kommissionierplätzen. Damit sind Kommissionier-
leistungen von 600 Doppelspielen pro Stunde und Gasse durchaus erreichbar.
Annahmen bezüglich des Systems
Regalhöhe 10 m
Zeit für das Wechseln der Regalebene 2 s
Der durchschnittliche Verfahrweg beträgt die Hälfte der Regalhöhe
Gegebene Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Zeiten
Geschwindigkeit vertikal 2 m/s
Beschleunigung vertikal 4 m/s²
Ein‐/Auslagerungszeit 3,7 s
Berechnung von Beschleunigungs‐ und Bremswerten
Beschleunigungs‐/Bremszeit 0,5 s
Beschleunigungs‐/Bremsweg 0,5 m
Berechnung der Zeit für ein Doppelspiel eines Lifts (2 Behälter)
2 Behälter aufnehmen (Ein‐/Auslagerungsstation) 3,7 s
Beschleunigen (Ein‐/Auslagerungsstation) 0,5 s
Verfahren (Ein‐/Auslagerungsstation ‐‐> Mitte Regal) 2,0 s
Bremsen (Mitte Regal) 0,5 s
Abgeben/Aufnehmen eines Behälters 3,7 s
Wechseln der Regalebene 2 s
Abgeben/Aufnehmen eines Behälters 3,7 s
Beschleunigen (Ende Regal) 0,5 s
Verfahren (Ende Regal ‐‐> Ein‐/Auslagerungsstation) 2,0 s
Bremsen (Ein‐/Auslagerungsstation) 0,5 s
Behälterabgabe an Ein‐/Auslagerungsstation 3,7 s
Gesamtzeit für 2 Behälter 22,8 s
Doppelspiele pro Stunde und Lift 316
Tabelle 2.10: Berechnung der Kommissionierleistung des Lifts 63
63 Eigene Tabelle
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 35
Das Multishuttle Roaming ist für niedrige bis mittlere Durchsatzleistungen, aber hohe An-
forderungen an die Flexibilität vorgesehen. Die Shuttles sind hierbei nicht an eine Regal-
ebene gebunden, sondern können mithilfe von Shuttle-Liften zwischen den Ebenen einer
Gasse umgesetzt werden.64 Bild 2.11 zeigt schematisch den Aufbau dieser Variante.
Bild 2.11: Möglicher Aufbau eines Multishuttle Roaming 65
Die Auslagerung von Behältern aus dem Regal erfolgt analog zum Multishuttle Captive,
wobei nicht der Behälter an den Lift übergeben wird, sondern das gesamte Shuttle inkl.
Behälter zur Ein-/Auslagerungsstation befördert wird. Erst dort wird der auszulagernde
Behälter abgegeben und der einzulagernde Behälter aufgenommen. Mit dem Shuttle-Lift
wird das Shuttle in die nächste Regalebene, in der ein- bzw. ausgelagert werden soll,
transportiert.
Die Anzahl der Shuttles ist geringer als beim Multishuttle Captive (im Extremfall ein Shut-
tle für die gesamte Gasse), woraus geringere Kosten aber auch die niedrigere Durchsatz-
64 Vgl. Broschüre Dematic: Dematic Multishuttle – damit in Ihrem Behälterhandling keine Fragen offen blei-ben, S. 5 65 Quelle: www.dematic.de [Stand: 26.05.2011]
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 36
leistung resultieren. Damit eignet sich das System z.B. für Ersatzteillager, Archive oder
Montagepuffer, weil hier keine hohen Durchsätze, aber hohe Flexibilität bei kompaktem
Bauraum gefordert werden. Die Leistungsfähigkeit des Systems kann auch im Nachhinein
schrittweise durch den Einsatz zusätzlicher Shuttles angepasst werden.
Beide Systeme werden bei einfachtiefer Lagerung auf eine Ausnutzung des Lagervolu-
mens von 100% ausgelegt. Bei doppeltiefer Lagerung liegt dieser Wert bei ca. 90%, da im
gesamten System freie Lagerplätze für Umlagerungen zur Verfügung stehen müssen.66
2.4.3 Vor- und Nachteile
Der modulare Aufbau des Multishuttle Systems führt zu einer Reihe von Vorteilen, die sich
letztendlich in einer hohen Flexibilität widerspiegeln. Das System weist einen geringen
Erweiterungsaufwand auf, da die Anlagen im laufenden Betrieb erweitert werden können.
Das gilt sowohl für die Regalzeilen als auch für die Anzahl der Shuttles, die schrittweise
erhöht werden kann. Die Shuttles führen dazu lediglich Referenzfahrten aus und synchro-
nisieren sich anschließend selbst mit der Software. Eine aufwändige Programmierung ent-
fällt damit.67 Es können sogar mehrere Lifte pro Regalgasse eingesetzt werden, falls die-
se den Engpass darstellen sollten.68
Der geringe Erweiterungsaufwand führt wiederum zu einer guten Anpassbarkeit hinsicht-
lich der Anzahl der Lagerplätze und der realisierbaren Kommissionierleistung. Es sind
sowohl die Anzahl der Lagerplätze durch Hinzufügen von Regalmodulen als auch die
Kommissionierleistung durch Hinzufügen von Shuttles und Liften in weiten Bereichen ska-
lierbar. Weiterhin führt der modulare Aufbau zu einer hohen Flexibilität bezüglich des Hal-
lenlayouts. So lässt sich das System einfach an ungünstige räumliche Gegebenheiten,
z.B. Säulen, Höhendifferenzen, Höhenbeschränkungen oder auch Gänge, anpassen.69
Das Multishuttle Captive weist eine hohe Ausfallsicherheit auf, da bei Ausfall eines Shut-
tles lediglich die betroffene Regalebene ausfällt, die restliche Anlage hingegen von der
Störung nicht beeinflusst wird. Das Gleiche gilt für das Multishuttle Roaming, sofern hier
mehrere Shuttles pro Gasse eingesetzt werden. In beiden Fällen kann die Regalgasse
66 Information Hr. Manfred Kanitz, Head of Office Dematic GmbH (Visitenkarte im Anhang) 67 Information Hr. Manfred Kanitz, Head of Office Dematic GmbH (Visitenkarte im Anhang) 68 Information Hr. Manfred Kanitz, Head of Office Dematic GmbH (Visitenkarte im Anhang) 69 Vgl. Broschüre Dematic: Dematic Multishuttle – damit in Ihrem Behälterhandling keine Fragen offen blei-ben, S. 5
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 37
manuell begangen und das Shuttle entnommen und durch ein Reservefahrzeug ersetzt
werden.70
Beiden Varianten gemeinsam ist die Wartung im laufenden Betrieb. Hierzu wird lediglich
ein Shuttle des Systems durch ein Reservefahrzeug ersetzt, das dann die Aufgaben
übernimmt. Das gewartete Shuttle wird wiederum gegen ein anderes Shuttle ausge-
tauscht, so dass die Anlage ständig mit der gleichen Anzahl Shuttles in Betrieb bleibt. Für
die Regale und Schleifleitungen gibt es Wartungsebenen, so dass nur ein Teil der Regal-
ebenen während der Zeit der Wartung stillsteht. Das restliche System ist weiterhin voll
funktionsfähig.
Ein großer Vorteil des Multishuttle Systems ist die Fähigkeit unterschiedliche Behälter
handhaben zu können. So können beispielsweise Standardbehälter mit dem Multishuttle
Standard, aber auch Sonderbehälter oder unterschiedliche Kartons mit dem Multishuttle
Flex transportiert werden. Einzulagernde Waren, die beispielsweise in Kartons angeliefert
werden, müssen somit nicht umständlich in Standardbehälter umgelagert werden, sofern
sie die genannten Anforderungen erfüllen.71
Das günstige Verhältnis der Shuttles von Eigengewicht zu Nutzlast führt zum Einsatz von
kleinen Motoren und Liften und damit wiederum zu einem geringen Energieverbrauch.
Nicht zuletzt wirken sich die Leichtbauweise, kleine Motoren und die Verwendung von
Kunststoffrollen positiv auf die Geräuschemissionen aus.72
Die Flexibilität des Multishuttle Systems wird dadurch eingeschränkt, dass die Lage der
Ein- und Auslagerungsstationen standardmäßig vorgegeben ist. Diese liegen jeweils an
den Enden der Regalzeilen, so dass die Anordnung der Kommissionierplätze ebenfalls
dort erfolgen sollte. Ebenfalls einschränkend wirkt sich die relativ geringe Fahrgeschwin-
digkeit der Shuttles aus, so dass Gassen ab einer bestimmten Länge kaum sinnvoll er-
scheinen.73
Weitere Nachteile ergeben sich aus der Konstruktion der Fahrzeuge. Können mit einem
Multishuttle Standard noch Güter bis zu einem Gewicht von 50 kg transportiert werden,
sind es mit dem Multishuttle Flex nur noch 31,5 kg. Die Konstruktion des LAM mit dem 70 Vgl. Broschüre Dematic: Dematic Multishuttle – das skalierbare Höchstleistungssystem im Behälterhand-ling, S. 5 71 Information Hr. Manfred Kanitz, Head of Office Dematic GmbH (Visitenkarte im Anhang) 72 Information Hr. Manfred Kanitz, Head of Office Dematic GmbH (Visitenkarte im Anhang) 73 Information Hr. Manfred Kanitz, Head of Office Dematic GmbH (Visitenkarte im Anhang)
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 38
klappbaren Fingersystem grenzt zusätzlich die verwendbaren Behälter ein. Zudem müs-
sen die Shuttles ständig über Schleifleitungen mit Energie versorgt werden, was wieder-
um zu minimalem Abrieb führt, der sich in den Behältern und auf den Produkten nieder-
schlagen kann. Dazu kommt, dass der Regalbau durch den höheren Stahlbedarf und die
zusätzlich zu montierenden Fahrschienen aufwändig ist.74 Die Tabelle 2.11 stellt die ge-
nannten Vor- und Nachteile noch einmal übersichtlich dar.
Dematic – Multishuttle Captive/Roaming
Vorteile Nachteile
Anzahl der Lagerplätze des Systems beliebig skalierbar
Lage von Ein- und Auslagerungsstationen vorgegeben
Kommissionierleistung in weiten Bereichen skalierbar
Gassenlänge begrenzt
Geringer Erweiterungsaufwand Maximales Gütergewicht von 31,5 kg (Multishuttle Flex)
Verschiedene Behälter/Kartons verwendbar (Multishuttle Flex)
Ständige Energieversorgung über Schleifleitungen notwendig
Geringer Platzbedarf aufgrund schmaler Gassen
Behälterhöhe von mindestens 220 mm erforderlich
Hohe Flexibilität bezüglich des Hallenlayouts
Aufwändiger Regalbau
Hohe Ausfallsicherheit
Geringer Energieverbrauch der Shuttles
Geringe Geräuschemissionen
Doppeltiefe Lagerung möglich
Wartung des Systems im laufenden Betrieb möglich
Tabelle 2.11: Vor- und Nachteile des Multishuttle Systems 75
2.5 Kardex Shuttle XPlus
Das Kardex Shuttle XPlus ist ein aus drei bis vier Standardmodulen aufgebautes Hochre-
gallager für die Lagerung und Kommissionierung. Die Ein- und Auslagerungen der ver-
wendeten Tablare übernimmt eine Extraktorplattform auf einem Hubbalken.
74 Vgl. anonym: Invasion der Shuttles. In: LOGISTIK HEUTE, Bd. 33, 2011, Nr. 4, S. 23 75 Eigene Tabelle
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 39
2.5.1 Komponenten
Das Kardex Shuttle XPlus besteht aus den Shuttle-Modulen, den Tablaren, dem Extrak-
tor, der Bedienöffnung und der Steuerung. Den grundlegenden Aufbau und die Funktio-
nen der Komponenten erläutern die folgenden Abschnitte.
2.5.1.1 Shuttle-Module
Das Shuttle XPlus ist ein Verbund aus mehreren Shuttle XP-Modulen, die die Lagerberei-
che sowie die restlichen Komponenten beinhalten. Wie in Bild 2.12 zu sehen besteht ein
solches Modul immer aus vorderem und hinterem Lagerbereich und einem dazwischen-
liegendem Schacht, in dem sich der Extraktor bewegt. Die Lagerbereiche für die Tablare
beinhalten Lagerwinkel in einem 25 mm-Raster, so dass sich die Tablare in geringen Ab-
ständen einlagern lassen.76
Bild 2.12: Schematische Darstellung eines Shuttle-Moduls 77
76 Vgl. Broschüre Kardex: Shuttle XP und Shuttle XPlus mit „OptiFlex“, S. 5 77 Quelle: www.kardexremstar.com [Stand: 28.05.2011]
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 40
Die Shuttle-Module sind wiederum aus einzelnen Modulelementen aufgebaut, so dass die
Gesamthöhe der Anlage in 100 mm-Schritten skaliert werden kann. Die Höhe reicht dabei
von 2,55 bis 20 m. Die Tiefe des Systems beträgt standardmäßig 2,92 m, wohingegen die
Breite, je nach Tablarbreite, zwischen 6,44 m und 7,04 m variieren kann. Die Bruttonutz-
last beträgt 30 t pro Shuttle-Element.78 In Bild 2.13 ist ein Praxisbeispiel eines Kardex La-
gersystems zu sehen, das aus mehreren Shuttle XPlus sowie einzelnen Shuttle XP-
Elementen besteht.
Bild 2.13: Praxisbeispiel eines modular aufgebauten Kardex Lagersystems 79
2.5.1.2 Tablare
Die verwendeten Tablare dienen als Aufnahmemittel für Behälter, Kartons oder unver-
packte Waren und werden eingelagert bzw. vom Extraktor in den Bedienöffnungen bereit-
gestellt. Sie messen in der Tiefe 813 mm und in der Breite je nach Wunsch 1250, 1650
oder 1850 mm, wobei eine zusätzliche Fachunterteilung möglich ist. Die Tablarhöhe ist
variierbar zwischen 75 und 750 mm. Damit können Güter bis zu einer Höhe von 730 mm
eingelagert werden. Die Zuladung beträgt bis zu 500 kg pro Tablar.80
78 Vgl. Broschüre Kardex: Shuttle XP und Shuttle XPlus mit „OptiFlex“, S. 13 79 Quelle: www.kardexremstar.com [Stand: 28.05.2011] 80 Vgl. Broschüre Kardex: Shuttle XP und Shuttle XPlus mit „OptiFlex“, S. 13
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 41
2.5.1.3 Extraktor
Der Extraktor befördert das gewünschte Tablar mit dem Lagergut entweder zur Bedien-
öffnung oder zurück an einen freien Lagerplatz. Er bewegt sich dabei im Schacht zwi-
schen vorderem und hinterem Lagerbereich. Das besondere beim Shuttle XPlus ist die
diagonale Bewegung innerhalb der Shuttle-Elemente. Möglich ist das durch einen Hub-
balken, der die Shuttle-Module miteinander verbindet und die vertikale Bewegung aus-
führt. Auf dem Hubbalken befindet sich der Extraktor, der die horizontale Bewegung aus-
führt. Das Prinzip wird in Bild 2.14 noch einmal veranschaulicht. Der Antrieb von Extraktor
und Hubbalken erfolgt über Zahnriemen und eine 8-fach Rollenlagerung auf Führungs-
schienen. Damit lassen sich Vertikalgeschwindigkeiten von 1,7 m/s und Horizontalge-
schwindigkeiten von 1,3 m/s erreichen.81 Die Zeit für die Tablarbereitstellung beträgt somit
laut Hersteller Kardex maximal 28 Sekunden.82
Bild 2.14: Darstellung der Bewegung von Hubbalken und Extraktor 83
81 Vgl. Broschüre Kardex: Shuttle XP und Shuttle XPlus mit „OptiFlex“, S. 13 82 Vgl. Broschüre Kardex: Kardex Shuttle XPlus 83 Quelle: www.kardexremstar.com [Stand: 28.05.2011]
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 42
Der Extraktor nimmt die Tablare mit Hilfe eines speziellen Greifersystems auf bzw. gibt sie
ab. Mehrere Haken greifen dazu die Tablare von unten und ziehen sie auf den Extraktor.
Für die Abgabe wird das Tablar von den Haken in die Bedienöffnung bzw. den Lagerplatz
geschoben. Die Ein- und Auslagergeschwindigkeit ist hierbei bis zu 0,62 m/s einstellbar.84
2.5.1.4 Bedienöffnung
In der Bedienöffnung wird das Tablar mit der Ware bereitgestellt. Im hinteren Bereich der
Entnahmeöffnung befindet sich die automatische, zweiteilige Hubtür als Schutz für den
Bediener und das Lagergut. Diese bleibt geschlossen solange sich der Extraktor im
Schacht bewegt. Wenn ein Tablar bereitgestellt werden soll, öffnet sich die Hubtür auto-
matisch. Zusätzlichen Schutz bieten Lichtschranken an der Bedienöffnung.
An den Seiten sind in 50 mm-Abständen Lagerwinkelmodule angebracht, um die Bereit-
stellungshöhe der Tablare variabel einstellen zu können. In der Bedienöffnung ist weiter-
hin eine Höhenmessung integriert, die mittels Lichtgitter die Lagerguthöhen erfasst und
die Bestimmung des optimalen Lagerplatzes garantiert.85 Eine Bedienöffnung mit bereit-
gestelltem Tablar und unterschiedlichen Lagergütern zeigt Bild 2.15. Gut zu erkennen
sind das Lagerwinkelraster sowie die sich gerade öffnende Hubtür.
Bild 2.15: Bedienöffnung eines Shuttle XP mit bereitgestelltem Tablar 86
84 Vgl. Broschüre Kardex: Shuttle XP und Shuttle XPlus mit „OptiFlex“, S. 13 85 Vgl. Broschüre Kardex: Shuttle XP und Shuttle XPlus mit „OptiFlex“, S. 14 86 Quelle: Eigenes Bild (CeMAT 2011)
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 43
Die Bedienöffnungen sind generell in Anzahl und Position frei wählbar.87 So kann ein
Shuttle XPlus bestehend aus vier einzelnen Shuttlemodulen lediglich eine Bedienöffnung
besitzen (vgl. Bild 2.13), aber auch pro Modul mehrere Bedienöffnungen in unterschiedli-
chen Höhen. Letzteres ist beispielsweise sinnvoll, wenn die Anlage über mehrere Stock-
werke gebaut wird und Entnahmen auf jeder Ebene möglich sein sollen.
2.5.1.5 Steuerung
Die übergeordnete Lagerverwaltung des Shuttle XPlus erfolgt mit Hilfe der Kardex Soft-
ware PowerPick 5000. Diese verwaltet den Bedarf und Bestand und optimiert die Lager-
fläche des Systems. Die Steuerungsbefehle gibt sie direkt an die C3000 Steuerung weiter.
Die Ansteuerung kann dabei sowohl manuell über die Bedieneinheiten als auch automa-
tisch über ein externes Lagerverwaltungssystem erfolgen. Eine Anbindung eines beste-
henden ERP-Systems ist ebenfalls möglich.88
2.5.2 Funktionsweise
Soll ein Lagergut bereitgestellt werden, fährt der Extraktor vor das entsprechende Tablar
und zieht dieses mit Hilfe der Greifvorrichtung von den Lagerwinkeln herunter. Das Tablar
wird nun hinter die Hubtür der gewünschten Bedienöffnung gefahren. Ist der Bereich in
der Bedienöffnung durch die Sicherheitstechnik freigegeben, öffnet sich die Hubtür und
das Tablar wird auf die Lagerwinkel geschoben. Hat sich die Hubtür wieder geschlossen,
kann der Kommissionierer den oder die gewünschten Artikel entnehmen. Während des
Kommissioniervorgangs kann der Extraktor bereits das nächste Tablar holen und hinter
der Hubtür bereitstellen. Ist der Kommissioniervorgang beendet und hat der Kommissio-
nierer den Sicherheitsbereich frei gemacht, öffnet sich die Hubtür und der Extraktor
schiebt das nächste Tablar in die Bedienöffnung, sofern die Höhe der Lagergüter eine
Doppelbereitstellung in der Bedienöffnung ermöglicht. Ist das nicht der Fall, muss zu-
nächst das alte Tablar entnommen werden bevor das nächste Tablar eingeschoben wer-
den kann. Die Tablare werden anschließend wieder auf freien Lagerplätzen eingelagert.
Die Einlagerung von Gütern ist abhängig von den Beladungshöhen. Sofern diese im Sys-
tem hinterlegt sind, wird automatisch ein Tablar bereitgestellt, das ebenfalls Güter dieser
Höhe lagert. Vor der Einlagerung wird zudem über das Lichtgitter die Höhe des Lagergu-
87 Vgl. Broschüre Kardex: Shuttle XP und Shuttle XPlus mit „OptiFlex“, S. 8 88 Vgl. Broschüre Kardex: Shuttle XP und Shuttle XPlus mit „OptiFlex“, S. 18
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 44
tes erkannt und die Bestimmung des optimalen Lagerplatzes sichergestellt. Damit kann
eine platzsparende Lagerung der Tablare garantiert werden. Neben dieser höhenorientier-
ten Lagerung ist auch eine Festplatzlagerung sinnvoll, wenn die Artikel beispielsweise ei-
ne ausgeprägte ABC-Struktur aufweisen oder lediglich in Standardbehältern einheitlicher
Höhe gelagert werden. Eine Kombination beider Varianten ist ebenfalls möglich.89
Eine Aussage von Kardex über die erreichbare Kommissionierleistung gibt es leider nicht,
da diese stark von der Systemgröße, der Anzahl der Bedienöffnungen und der Artikel-
struktur abhängig ist. Deshalb soll dieser Wert für ein beispielhaftes System bestehend
aus 4 Shuttlemodulen mit einer Gesamtbreite von 7 m, einer Höhe von 10 m und einer
Bedienöffnung in der untersten Ebene rechnerisch bestimmt werden. Da der maximale
horizontale Verfahrweg des Extraktors ca. 75% der Gesamtbreite des Systems (5,25 m)
beträgt, kann aufgrund der Geschwindigkeitswerte des Extraktors die Annahme getroffen
werden, dass die Vertikalbewegung begrenzend auf die Kommissionierleistung wirkt. Da-
mit kann der durchschnittliche Verfahrweg des Extraktors auf die Hälfte der Systemhöhe
festgelegt werden. Ferner müssen Ein- und Auslagerungszeiten auf Basis von Beobach-
tungen geschätzt werden. Für die Ein- bzw. Auslagerung eines Tablars können 3 s ange-
setzt werden. Das Öffnen und Schließen der Hubtür benötigt jeweils noch einmal ca. 1 s,
so dass sich die Ein- bzw. Auslagerungszeit an der Bedienöffnung auf 5 s verlängert.
Letztendlich wird für das Verfahren zwischen zwei dicht zusammenliegenden Lagerplät-
zen 3 s veranschlagt.
Die Berechnung der durchschnittlichen Zykluszeit des Extraktors in Tabelle 2.12 ergibt
26,6 s pro Tablar. Das entspricht einer Bereitstellung von 135 Tablaren pro Stunde. Hohe
Kommissionierleistungen sind demnach nur möglich, wenn pro Tablar mehrere Artikel
kommissioniert werden können.
89 Vgl. Broschüre Kardex: Shuttle XP und Shuttle XPlus mit „OptiFlex“, S. 17
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 45
Annahmen bezüglich des Systems
Systemhöhe 10 m
Systembreite 7 m
Ein‐/Auslagerungszeit für ein Tablar im Regal 3 s
Ein‐/Auslagerungszeit für ein Tablar in der Bedienöffnung 5 s
Zeit für das Verfahren zu einem naheliegenden Lagerplatz 3 s
Es gibt eine Bedienöffnung in der untersten Ebene
Begrenzend auf die Kommissionierleistung wirkt die Vertikalbewegung des Extraktors
Der durchschnittliche Verfahrweg des Extraktors beträgt die Hälfte der Systemhöhe
Gegebene Geschwindigkeiten und Beschleunigungen
Geschwindigkeit vertikal 1,7 m/s
Beschleunigung vertikal 2 m/s²
Berechnung von Beschleunigungs‐ und Bremswerten
Beschleunigungs‐/Bremszeit 0,9 s
Beschleunigungs‐/Bremsweg 0,7 m
Berechnung der Zeit für einen Zyklus des Extraktors
Aufnehmen des Tablars aus der Bedienöffnung 5 s
Beschleunigen (Bedienöffnung) 0,9 s
Verfahren (Bedienöffnung ‐‐> Mitte Regal) 2,1 s
Bremsen (Mitte Regal) 0,9 s
Abgeben des Tablars in das Regal 3 s
Verfahren zu einem naheliegenden Lagerplatz 3 s
Aufnehmen des Tablars aus Regal 3 s
Beschleunigen (Mitte Regal) 0,9 s
Verfahren (Mitte Regal ‐‐> Bedienöffnung) 2,1 s
Bremsen (Bedienöffnung) 0,9 s
Abgeben des Tablars in Bedienöffnung 5 s
Gesamtzeit pro Tablar 26,6 s
Bereitgestellte Tablare pro Stunde 135
Tabelle 2.12: Berechnung der Kommissionierleistung des Kardex Shuttle XPlus 90
2.5.3 Vor- und Nachteile
Einige Vorteile des Shuttle XPlus ergeben sich aus der Verwendung von Tablaren. Bei-
spielsweise können beliebige Behälter oder Kartons ohne Umpacken in Standardbehälter
transportiert werden. Außerdem ist aufgrund der Maße der Tablare der Transport einer
Vielzahl von Behältern, Kartons oder unverpackten Artikeln pro Tablar möglich. Das er-
laubt eine gute Artikelmischung pro Tablar und kann Fahrzeiten sparen. Weiterhin lassen
die Tablare eine hohe Flexibilität bezüglich der Produktgeometrie und -größe zu, weshalb
90 Eigene Tabelle
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 46
das Shuttle XPlus vor allem bei vielen unterschiedlichen Gebindegrößen sinnvoll einsetz-
bar ist.91 Die hohe Zuladung der Tablare ermöglicht zudem die Lagerung von sehr schwe-
ren Gütern, die mit anderen Systemen nicht transportiert werden können.
Ein weiterer Vorteil ist die automatische Höhenmessung und Lagerplatzoptimierung. Da-
durch können die Abstände zwischen den gelagerten Tablaren auf ein Minimum reduziert
werden. Das erhöht die Lagerausnutzung und führt nicht zuletzt zu einer hohen Flexibilität
bezüglich des Teilespektrums.
Durch die säulenförmige Bauweise ergibt sich eine hohe Anzahl Stellplätze und damit ei-
ne hohe Lagerfläche bei geringer Grundfläche. Zudem ist die Höhe bestehender Gebäude
gut ausnutzbar, da diese bis 20 m frei skalierbar ist. Das System eignet sich damit beson-
ders für Anwendungsfälle, in denen wenig Grundfläche, aber eine große Höhe zur Verfü-
gung steht.
Ein Nachteil des Shuttle XPlus ist die begrenzte Kommissionierleistung (vgl. Abschnitt
2.5.2). Das resultiert wiederum aus der Verwendung lediglich eines Extraktors für die Be-
dienung von bis zu vier Shuttle-Modulen. Eine Erhöhung der Kommissionierleistung ist le-
diglich durch zusätzliche Shuttle-Module mit weiteren Extraktoren möglich.
Nachteilig ist ebenfalls die Flexibilität bezüglich des Hallenlayouts zu bewerten. Durch die
quaderförmige Bauweise können Höhendifferenzen und Säulen nicht integriert werden.
Es muss außerdem stets eine ausreichende Grundfläche für das Gesamtsystem zur Ver-
fügung stehen. Ferner ist die Lage der Kommissionierplätze vorgegeben, da die Bedien-
öffnungen immer in die Module integriert sind und nicht mittels Fördertechnik verbunden
werden können. Das führt dazu, dass die Bestückung der Tablare stets manuell und an
der jeweiligen Bedienöffnung erfolgen muss. Folglich wirkt sich der Nachschubprozess
negativ auf die Kommissionierleistung aus.
Ein weiterer Nachteil ist die schlechte Erweiterbarkeit des Shuttle XPlus. Zwar ist die Hö-
he der Anlage frei skalierbar und mit geringem Aufwand erweiterbar, die Tiefe und Breite
sind hingegen begrenzt. Eine Erweiterung der Lagerplätze bei begrenzter Deckenhöhe ist
demnach nur durch zusätzliche Shuttle-Elemente mit separatem Extraktor möglich.
Ein nicht zu unterschätzender Nachteil ist die geringe Ausfallsicherheit des Gesamtsys-
tems. Durch die Bedienung einer Anlage mit nur einem einzigen Extraktor fällt diese bei
91 Vgl. Dulz, O.: Lager-Vergleiche zahlen sich aus. In: Materialfluss, Nr. 3, 2005, S. 11
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 47
einer Störung komplett aus. Es kann dann keine Ein- oder Auslagerung mehr erfolgen.
Eine manuelle Begehung als Notfallstrategie ist ebenfalls nicht möglich. Die gleichen
Nachteile gelten für durchzuführende Wartungsarbeiten.
Der Vorteil hoher Zuladung pro Tablar führt auf der anderen Seite zu Nachteilen. Auf-
grund großer Gütergewichte und der erforderlichen Rücklagerungen werden häufig große
Massen bewegt. Das führt zu geringen Beschleunigungen und Geschwindigkeiten des Ex-
traktors und wirkt sich letztendlich negativ auf den Energieverbrauch aus.
Die Vor- und Nachteile des Kardex Shuttle XPlus sind in Tabelle 2.13 noch einmal zu-
sammengefasst.
Kardex – Shuttle XPlus
Vorteile Nachteile
Beliebige Behälter/Kartons ohne Umpacken verwendbar
Geringe Kommissionierleistung
Transport einer Vielzahl von Behältern/Kartons pro Tablar möglich
Kommissionierleistung nur durch zusätzliche Module steigerbar
Hohe Flexibilität bezüglich Produktgeometrie und –größe
Begrenzte Flexibilität bezüglich des Hallenlayouts
Hohe Zuladung von 500 kg pro Tablar Lage der Kommissionierplätze vorgegeben
Hohe Lagerausnutzung durch automatische Höhenmessung und Lagerplatzoptimierung
Begrenzte Erweiterbarkeit
Geringer Flächenbedarf bei hoher Anzahl Stellplätze
Geringe Ausfallsicherheit
Höhe frei skalierbar Große bewegte Massen
Tabelle 2.13: Vor- und Nachteile des Kardex Shuttle XPlus 92
2.6 Hatteland Autostore
Das Autostore System des norwegischen Unternehmens Hatteland ist ein neuartiges au-
tomatisches Kleinteilelagerkonzept, in dem Waren von Robotern übereinander in einem
Raster gelagert werden. Bild 2.16 zeigt schematisch den Aufbau eines solchen Systems.
92 Eigene Tabelle
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 48
Bild 2.16: Schematische Darstellung eines Autostore Systems 93
2.6.1 Komponenten
Ein Autostore System besteht aus insgesamt fünf Modulen. Diese sind das Raster, die
Behälter, die Roboter, die Arbeitsplätze und die Steuerung.
2.6.1.1 Raster
Das Raster ist modular aufgebaut und besteht aus einer Aluminiumstruktur mit gekreuz-
ten, oben aufliegenden Schienen für die Roboter. In Bild 2.17 ist ein solches Raster bei-
spielhaft dargestellt. Die Gestaltung der Lagergeometrie ist in Form und Größe flexibel
gestaltbar. Das Autostore System kann beispielsweise mehrere Etagen umfassen und
Hindernisse umschließen. Die Höhe des Rasters ist hingegen auf 16 große oder 24 kleine
übereinander gestapelte Behälter begrenzt. Das entspricht einer Höhe von ca. 5,3 m. Zu-
dem ist eine ebene Oberfläche des Rasters erforderlich.94
93 Quelle: Eigenes Bild (CeMAT 2011) 94 Vgl. www.hatteland.com [Stand: 30.05.2011]
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 49
Bild 2.17: Raster eines Autostore Systems inkl. Roboter auf der CeMAT 2011 95
2.6.1.2 Behälter
Die Spezialbehälter aus Kunststoff dienen als Lagerplatz für die Waren und sind in zwei
unterschiedlichen Größen verfügbar. Die Innenmaße sind jeweils 601x401 mm, die Höhe
kann wahlweise 220 oder 330 mm betragen. Die gleichzeitige Verwendung beider Behäl-
tergrößen in einem Autostore System wurde bisher noch nicht realisiert, soll aber zukünf-
tig möglich sein. Zusätzlich können die Behälter in 32 Fächer unterteilt werden. Die maxi-
male Zuladung pro Behälter ist aufgrund der eingebauten Liftsysteme in den Robotern auf
30 kg beschränkt. Da die ca. 5 kg schweren Behälter aufeinander stehen, resultiert dar-
aus eine statische Traglast von bis zu 840 kg (24 x (30+5) kg). Damit die Behälter sich un-
ter der Last nicht unzulässig verformen, sind sie speziell für hohe Beanspruchungen kon-
struiert worden. Das Hauptaugenmerk lag hierbei auf den speziell gestalteten Kanten, da
insbesondere die Ecken der Behälter die Hauptlast tragen. Eine Verformung dahinge-
95 Quelle: Eigenes Bild (CeMAT 2011)
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 50
hend, dass sich Behälter nicht mehr aus dem Raster entnehmen ließen, gab es nach Her-
stellerangaben bisher in der Praxis noch nicht. 96
2.6.1.3 Roboter
Die Roboter mit den Maßen 800x600x500 mm (LxBxH) haben zwei um 90° versetzte
Fahrwerke für die Bewegung auf den Schienen des Rasters. Weiterhin besitzen sie in der
vorderen Hälfte eine eingebaute Seilwinde, mit der sie die Behälter im Raster mit maximal
1,6 m/s heben und senken können. Für das Greifen der Behälter sind insgesamt vier
spreizbare Hakensysteme vorhanden, die von oben in eine spezielle Öffnung im Behälter-
rand eingelassen werden. In der Vorderansicht in Bild 2.18 sind die vorderen zwei Haken
eines Roboters zu erkennen. Die Seilwinde ist zudem mit einer Überlastkontrolle ausges-
tattet, die das Gütergewicht auf maximal 30 kg begrenzt. Zudem begrenzt die Länge der
Seile die Bauhöhe des Rasters (vgl. Abschnitt 2.6.1.1).97
Bild 2.18: Vorderansicht eines Roboters mit aufgenommenem Behälter 98
96 Information Hr. Uwe Grünbeck, Business development manager Jakob Hatteland Computer AS (Visitenkar-te im Anhang) 97 Information Hr. Michael Heidu, Product Manager Swisslog GmbH 98 Quelle: Eigenes Bild (CeMAT 2011)
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 51
Die Roboter sind batteriebetrieben und wiegen inklusive der zwei Bleigelbatterien 147 kg.
Die Betriebsdauer beträgt ca. 20 Stunden, bevor die Batterien an einer Station ca. 4
Stunden aufgeladen werden müssen. Bei zu niedriger Batteriekapazität suchen die Fahr-
zeuge selbständig eine der Aufladestationen auf, wobei auch die aktuelle Auftragslage be-
rücksichtigt wird, so dass Zwischenladungen möglich sind. Die Leistungsaufnahme eines
Roboters beträgt im Schnitt 100 W/h. Damit sind Geschwindigkeiten von bis zu 3,1 m/s
bei Beschleunigungen bis maximal 0,8 m/s² erreichbar. Die Kommunikation der Roboter
mit der Steuerung erfolgt drahtlos mittels Funkverbindung.99
Die Kommissionierleistung pro Roboter wird vom Hersteller mit durchschnittlich 25 Behäl-
tern pro Stunde angegeben. Diese Angabe rechnerisch zu überprüfen ist aufgrund der
komplexen Steuerung der Roboterbewegungen schwierig. Trotzdem soll hier durch das
Treffen von vereinfachenden Annahmen eine grobe Überprüfung stattfinden.
Das System besitzt eine Gesamthöhe von 5,3 m und lagert jeweils 16 große Behälter
übereinander. Die Auslagerungszeit wird für einen Behälter der 9. Ebene berechnet, da
dies in etwa dem Durchschnitt entsprechen dürfte. Bezüglich der Bewegung des Roboters
wird angenommen, dass der Weg von der Auslagerungsstation zum auszulagernden Be-
hälter in zwei senkrecht zueinander liegende Strecken unterteilt werden kann. Um die Be-
rechnung der Beschleunigungs- und Bremszeiten zu vereinfachen, werden die Strecken
auf 6 bzw. 12 m Länge festgelegt. Die Richtungswechselzeit zwischen diesen Teilstre-
cken wird auf 1 s geschätzt. Für das Umlagern eines bereits aufgenommenen Behälters
wird durchschnittlich 5 s angenommen. Hinzu kommen jeweils die Hebe- und Senkzeiten,
wobei hierbei die Beschleunigungs- und Bremsphasen der Einfachheit halber vernachläs-
sigt werden. Das Abstellen eines einzulagernden Behälters auf einem Stapel soll durch-
schnittlich 2 s dauern. Bei dieser Betrachtung soll es zudem keine Wartezeiten des Robo-
ters geben.
Auf Basis der getroffenen Annahmen wird in Tabelle 2.14 die Gesamtzeit für die Bereit-
stellung eines Behälters bestimmt. Diese beträgt insgesamt 130 s. Pro Stunde können
somit theoretisch 28 Behälter von einem Roboter bereitgestellt werden. Das entspricht
ungefähr der Herstellerangabe.
99 Information Hr. Michael Heidu, Product Manager Swisslog GmbH
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 52
Annahmen bezüglich des Systems
Systemhöhe 5,3 m
Strecke von Auslagerungsstation zu Richtungswechselpunkt 12 m
Strecke von Richtungswechselpunkt zu auszulagerndem Behälter 6 m
Zeit für den Richtungswechsel 1 s
Durchschnittliche Zeit für das Umlagern eines aufgenommenen Behälters 5 s
Zeit für das Abstellen eines einzulagernden Behälters auf einem Stapel 2 s
Das System lagert 16 große Behälter übereinander
Die Beschleunigungzeit beim Heben und Senken wird vernachlässigt
Es gibt keine Wartezeiten
Gegebene Geschwindigkeiten und Beschleunigungen
Geschwindigkeit Roboter 3,1 m/s
Beschleunigung Roboter 0,8 m/s²
Geschwindigkeit Lift 1,6 m/s
Berechnung von Beschleunigungs‐ und Bremswerten
Beschleunigungs‐/Bremszeit 3,9 s
Beschleunigungs‐/Bremsweg 6,0 m
Berechnung der Zeit für das Bereitstellen eines Behälters
Heben des einzulagernden Behälters vom Arbeitsplatz 3,3 s
Beschleunigen & Bremsen (1. Strecke) 3,9 s
Richtungswechsel 1 s
Beschleunigen & Bremsen (2. Strecke) 7,8 s
Abstellen des einzulagernden Behälters auf einem Stapel 2 s
Zurücklagern von 7 Behältern (inkl. absenken) 46,6 s
Umstapeln von 7 Behältern (inkl. heben) 46,6 s
Auszulagernden Behälter aufnehmen 3,3 s
Beschleunigen & Bremsen (2. Strecke) 7,8 s
Richtungswechsel 1 s
Beschleunigen & Bremsen (1. Strecke) 3,9 s
Senken des auszulagernden Behälters zum Arbeitsplatz 3,3 s
Gesamtzeit pro Behälter 130 s
Bereitgestellte Behälter pro Stunde 28
Tabelle 2.14: Berechnung der Kommissionierleistung eines Autostore Roboters 100
2.6.1.4 Arbeitsplätze
An den Arbeitsplätzen werden die Behälter des Systems bereitgestellt, um darin Artikel
ein- und auslagern zu können. Die Arbeitsplätze werden am Rand des Systems angeord-
net, wobei die Anzahl und Lage, auch in der Höhe, frei gewählt werden kann. Zwei Ar-
beitsplätze mitsamt Bedienterminal zeigt das Bild 2.19.
100 Eigene Tabelle
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 53
Bild 2.19: Beispielhafte Anordnung von Arbeitsplätzen in einem Autostore System 101
An einem solchen Arbeitsplatz können zwei Behälter hintereinander angeordnet werden,
so dass der Behälterwechsel innerhalb von 4 s erfolgt. Laut Herstellerangaben können an
einem Arbeitsplatz bis zu 240 Behälter pro Stunde bereitgestellt werden.102 Das entspricht
einer Bereitstellung im 15 Sekunden-Takt, die aufgrund der vertikalen Hubgeschwindigkeit
und der Behälterwechselzeit durchaus realistisch erscheint. Zukünftig soll ein spezieller
Karussell-Arbeitsplatz die Bereitstellung von 500 Behältern pro Stunde ermöglichen. Er-
reicht wird das durch die Zusammenführung von zwei Rasterfächern in einem drehbaren
Karussell, so dass sich drei Behälter gleichzeitig an einem Arbeitsplatz befinden.103
2.6.1.5 Steuerung
Die Verwaltung von Ein- und Auslagerungen übernimmt das übergeordnete Lagerverwal-
tungssystem. Für die Anbindung bestehender Lagerverwaltungssysteme, z.B. SAP, sind
standardisierte Schnittstellen vorhanden. Die komplette Lagerplatzverwaltung und Materi-
101 Quelle: www.pressebox.de [Stand: 30.05.2011] 102 Information Hr. Michael Heidu, Product Manager Swisslog GmbH 103 Vgl. Broschüre Hatteland: Autostore - The Carousel Port
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 54
alflusssteuerung übernimmt wiederum der Autostore-Rechner, bestehend aus Material-
flussrechner und spezieller Software. Dieser übernimmt die komplette Zeitplanung der
Aufträge und die Koordination von allen Aufgaben der Roboter. Die Steuerungsbefehle
erhalten die Roboter mittels Funkverbindung.104
2.6.2 Funktionsweise
Erhält ein Roboter einen Auslagerungsauftrag für einen Behälter, stehen auf diesem in
der Regel weitere Behälter, die umgelagert werden müssen. Dazu platziert sich der Robo-
ter über dem entsprechenden Rasterschacht und greift mithilfe der Seilwinde und dem
Hakensystem den obersten Behälter. Dieser wird angehoben und der Roboter fährt zu ei-
nem angrenzenden Schacht, in dem er diesen Behälter abstellt. Sind andere Schächte bis
zur Oberkante belegt, kann der Behälter auch auf dem Raster abgestellt werden (vgl. Bild
2.20). Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis der Roboter den auszulagernden Be-
hälter erreicht hat. Die Roboter können sich beim Umlagerungsvorgang auch gegenseitig
unterstützen, so dass die Auslagerung des angeforderten Behälters beschleunigt wird.
Die maximale Zeit für das Auslagern des untersten Behälters soll somit 3 Minuten und 40
Sekunden dauern (16 große Behälter übereinander).105
Bild 2.20: Zwei Autostore-Roboter während des Umlagervorgangs 106
104 Vgl. Traub, J.: Sparsam und flexibel. System Autostore: Zukunft der Lagerhaltung. In: Hebezeuge und Fördermittel, Bd. 50, 2010, Nr. 5, S. 229 f. 105 Vgl. www.hatteland.com [Stand: 28.05.2011] 106 Quelle: www.pressebox.de [Stand: 30.05.2011]
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 55
Den gewünschten Behälter fährt der Roboter zu einer der Auslagerungsstationen und
senkt ihn zum Arbeitsplatz ab. Dort wird er mit dem wieder einzulagernden Behälter ge-
tauscht. Den einzulagernden Behälter hebt der Roboter an, fährt ihn zu seinem ursprüng-
lichen Schacht und setzt ihn oben auf dem Stapel ab. Die umgelagerten Behälter werden
ebenfalls wieder in den ursprünglichen Schacht gestapelt, normalerweise sogar in der al-
ten Reihenfolge, sofern kein weiterer Behälter des Stapels benötigt wird. Der gerade noch
ausgelagerte Behälter wird nach dem nächsten Behälterwechsel am Arbeitsplatz eben-
falls wieder oben auf dem Stapel abgestellt. Damit wird sichergestellt, dass sich häufig
nachgefragte Behälter in den oberen Ebenen des Systems befinden.107
Das System erkennt mit der Zeit automatisch die Zugriffsstruktur der Behälter und der
darin gelagerten Artikel aufgrund der Zugriffshäufigkeiten in der Vergangenheit. Demnach
werden die Lagerplätze der Behälter ständig optimiert, so dass A-Artikel mit hoher
Zugriffshäufigkeit im oberen Bereich und C-Artikel mit niedriger Zugriffshäufigkeit im unte-
ren Bereich eingelagert werden. Voraussetzung dafür ist allerdings eine ausgeprägte
ABC-Verteilung, da ansonsten die Effektivität des Systems sinkt.108
Die Kommissionierleistung des Gesamtsystems kann im Prinzip frei skaliert werden und
ist abhängig von der Anzahl der Arbeitsplätze und der Anzahl der Roboter. Die an einem
Arbeitsplatz erreichbare Kommissionierleistung wurde bereits in Abschnitt 2.6.1.4 erläu-
tert, ist aber auch vom Kommissionierer abhängig. Je nach gewünschter Kommissionier-
leistung, wird die entsprechende Anzahl Arbeitsplätze installiert. Die Anzahl der benötig-
ten Roboter wird auf Basis der geforderten Kommissionierleistung und der Größe des
Rasters von der Software berechnet und notfalls sukzessive erhöht. Die Kommissionier-
leistung ist dabei linear abhängig von der Anzahl der Roboter, wobei darauf zu achten ist,
dass pro Roboter durchschnittlich mindestens 15 Schächte zur Verfügung stehen sollten,
damit genügend freie Bewegungsfläche vorhanden ist und sich die Roboter nicht gegen-
seitig behindern. Zudem sollte die Lagerplatzausnutzung maximal ca. 90% betragen, da-
mit ausreichend freie Fächer für die erforderlichen Umlagerungen zur Verfügung ste-
hen.109
107 Vgl. Traub, J.: Sparsam und flexibel. System Autostore: Zukunft der Lagerhaltung. In: Hebezeuge und Fördermittel, Bd. 50, 2010, Nr. 5, S. 229 108 Information Hr. Michael Heidu, Product Manager Swisslog GmbH 109 Information Hr. Michael Heidu, Product Manager Swisslog GmbH
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 56
2.6.3 Vor- und Nachteile
Der größte Vorteil des Autostore Systems ist die Flexibilität, die aus der modularen Bau-
weise resultiert. Dadurch ist eine flexible Lagergestaltung und Anpassung des Systems an
das Hallenlayout möglich. Beispielsweise können Säulen, Nischen, Ecken und Absätze
beliebig integriert und vom System umbaut werden. Da zudem keine Gassen vorhanden
sind und die gesamte Fläche für die Lagerhaltung genutzt wird, besitzt das System einen
hohen Flächennutzungsgrad.
Die Modulbauweise hat weiterhin den Vorteil, dass der Erweiterungsaufwand des Sys-
tems sehr gering ist. Um die Anzahl der Lagerplätze zu erhöhen, muss lediglich das vor-
handene Raster um die gewünschte Anzahl Schächte erweitert werden. Zudem lassen
sich die Ein- und Auslagerungsstationen, und damit die Arbeitsplätze, beliebig am Rand
des Systems anordnen. Sofern auch die Anzahl der Roboter erhöht wird, ist damit eine
nachträgliche Erhöhung der Kommissionierleistung in kleinen Schritten möglich. Die Er-
weiterung des Rasters, der Arbeitsplätze und der Roboter kann im laufenden Betrieb er-
folgen, da die zusätzlichen Module lediglich der Software übergeben werden müssen.
Ein weiterer Vorteil ist die hohe Ausfallsicherheit, weil alle Module des Systems getrennt
voneinander arbeiten. So können beispielsweise die Roboter gegenseitig Aufgaben über-
nehmen, falls ein Roboter ausfallen sollte. In diesem Fall sind lediglich die beiden Zellen
gesperrt, auf denen der Roboter steht, solange bis er durch ein Ersatzfahrzeug getauscht
wird. Ähnlich ist es bei Ausfall eines Arbeitsplatzes. Die Aufträge werden dann einfach auf
die anderen Arbeitsplätze verteilt.
Vorteilhaft sind ebenfalls die geringen bewegten Massen und damit das günstige Verhält-
nis von gesamter bewegter Masse zum Behältergewicht. Das wirkt sich wiederum positiv
auf den Energieverbrauch aus. Dieser soll laut Hersteller bei ca. 10% des Energie-
verbrauchs eines klassischen AKLs liegen (bei gleicher Kommissionierleistung).110 Die
Energieversorgung mittels Batterien und der Antrieb durch kleine Elektromotoren sorgen
ferner für den Vorteil geringer Geräuschemissionen.
Aus der Verwendung von Batterien ergibt sich allerdings auch ein gravierender Nachteil
des Systems. Da die Batterieladezeit ca. 4 Stunden pro Tag beträgt, fallen die Roboter in
dieser Zeit aus. Soll das System aber in drei Schichten betrieben werden, sind genügend
Ersatzroboter erforderlich, die wiederum mit zusätzlichen Investitionen verbunden sind.
110 Information Hr. Michael Heidu, Product Manager Swisslog GmbH
2 Beschreibung ausgewählter Konzepte der automatischen Kleinteillagerung 57
Weitere Nachteile ergeben sich aus der Notwendigkeit spezielle Autostore-Behälter ver-
wenden zu müssen. Dadurch ist es erforderlich auch andere innerbetrieblich verwendete
Behälter und Kartons umpacken zu müssen. Hinzu kommt, dass das maximale Güterge-
wicht auf 30 kg pro Behälter begrenzt ist.
Ein weiterer Nachteil des Autostore Systems ist die Höhenbegrenzung auf 16 große bzw.
24 kleine übereinander gestapelte Behälter aufgrund der verwendeten Lifte. Im Ergebnis
lässt sich die Höhe des Lagergebäudes schlecht ausnutzen und der Flächenbedarf steigt.
Problematisch ist der Einsatz des Systems, wenn keine ausgeprägte ABC-Struktur der Ar-
tikel vorliegt. In diesem Fall kann die automatische Lagerplatzoptimierung nicht wirken
und das System arbeitet ineffektiver. Zudem ist Autostore nach Herstellerangaben eher
bei kleinen Artikeln sinnvoll einsetzbar, da die komplette Lagerhaltung integriert werden
sollte.111 Die Tabelle 2.15 fasst die Vor- und Nachteile des Autostore Systems noch ein-
mal zusammen.
Hatteland - Autostore
Vorteile Nachteile
Flexibilität bezüglich des Hallenlayouts Batterien Roboter müssen aufgeladen werden und evtl. Ersatzroboter erforderlich
Hoher Flächennutzungsgrad Spezielle Autostore-Behälter erforderlich
Geringer Erweiterungsaufwand Umpacken von Kartons, Behältern notwendig
Anzahl der Lagerplätze des Systems beliebig erweiterbar
Maximales Gütergewicht von 30 kg
Ein- und Auslagerungsstationen beliebig anzuordnen
Höhenbegrenzung durch Lifte
Kommissionierleistung durch Anzahl der Arbeitsplätze und Roboter beliebig skalierbar
Ausgeprägte ABC-Struktur sinnvoll
Hohe Ausfallsicherheit Sinnvoll bei kleinen Artikeln, so dass auch komplette Lagerhaltung integriert ist
Geringe bewegte Massen
Geringe Geräuschemissionen
Tabelle 2.15: Vor- und Nachteile des Autostore Systems 112
111 Information Hr. Michael Heidu, Product Manager Swisslog GmbH 112 Eigene Tabelle
3 Systemvergleich 58
3 Systemvergleich
Um Alternativen miteinander vergleichen zu können, müssen Kriterien zusammengestellt
werden, anhand derer sich die Erfüllung des Zielzustands beurteilen lässt. Die Merk-
malsausprägungen bezüglich dieser Kriterien geben wiederum Aufschluss über den Grad
der Erfüllung, so dass die Alternativen bewertet und in eine Reihenfolge gebracht werden
können.
Dieses allgemeine Vorgehen scheint hier nicht angemessen zu sein. Das hat mehrere
Gründe:
1. Die Priorisierung der Kriterien hängt vom Entscheider und dem jeweiligen
Anwendungsfall ab.
2. Die Merkmalsausprägungen der Kriterien können zu einem Großteil nicht
quantifiziert werden.
3. Es gibt Kriterien, die eine Anwendung bestimmter Systeme unmöglich machen.
Somit ist eine Feinbewertung der Systeme in dieser Arbeit nicht möglich. Aus diesem
Grund soll das Ergebnis dieses Vergleichs eine Übersicht der Systeme bezüglich aller re-
levanten Kriterien sein. Damit ist es dem Leser in kurzer Zeit möglich einen Überblick
über die betrachteten Systeme zu erhalten und die für den vorliegenden Anwendungsfall
geeigneten Systeme zu identifizieren. Eine anschließende Feinbewertung der geeigneten
Systeme mit individueller Kriterienauswahl und –gewichtung liegt in der Hand des Ent-
scheiders.
3.1 Definition der Vergleichskriterien
Im ersten Schritt müssen die Vergleichskriterien definiert werden, anhand derer sich die
Systeme unterscheiden lassen. Für die Auswahl eines Lager- und Kommissioniersystems
werden die folgenden Kriterien als entscheidungsrelevant betrachtet:
Bauform: Die Bauform gibt Informationen über die allgemeine Funktionsweise des
jeweiligen Systems. Hier wird deutlich, ob die Kommissionierung mit einem klassi-
schen RBG oder beispielsweise mit Hilfe von Shuttles erfolgt.
Kommissionierleistung: Ein zentrales Kriterium ist die erreichbare Kommissio-
nierleistung, wobei diese jeweils im Durchschnitt für eine abgeschlossene Einheit,
3 Systemvergleich 59
z.B. eine Gasse oder ein Shuttle, angegeben wird. Auf Basis dieser Angaben kann
die Kommissionierleistung für ein gesamtes System grob überschlagen werden.
Weiterhin wird angegeben wie die Kommissionierleistung gesteigert werden kann.
Skalierung der Kommissionierleistung: Entscheidend ist oftmals, ob die Kom-
missionierleistung bestehender Systeme in beliebig kleinen oder eher groben
Schritten skaliert werden kann.
Bauhöhe des Systems: Das Kriterium der Bauhöhe ist entscheidend, falls es Hö-
henbeschränkungen aufgrund bestehender Gebäude gibt. Zudem hängen die An-
zahl der Lagerplätze und die Kommissionierleistung direkt von der Höhe ab. Hier
wird jeweils die minimale und maximale bzw. die fixe Bauhöhe angegeben.
Verwendbare Behälter: Die handhabbaren Behältertypen sind oftmals entschei-
dungsrelevant, da beispielsweise die Forderung bestehen kann, dass auch Kar-
tons direkt transportiert und eingelagert werden müssen. Die Angaben beziehen
sich jeweils auf die Behältertypen sowie deren Maße bei Standardausführung.
Sonderanfertigungen werden hier nicht berücksichtigt.
Anzahl der Lagerplätze (bei systemtypischen Abmessungen): Die Anzahl der
Lagerplätze ist eines der wichtigsten Entscheidungskriterien und wird hier für sys-
temtypische Abmessungen angegeben. Eine vergleichende Betrachtung der ver-
fügbaren Lagerplätze bei einheitlichem Platzangebot erfolgt in den Fallbeispielen
in Kapitel 4.
Skalierung der Anzahl der Lagerplätze bei neuem System: Einhergehend mit
der Anzahl der Lagerplätze ist es oftmals wichtig in welchen Schritten diese bei In-
stallation eines neuen Systems skaliert werden kann.
Schrittweite bei Erweiterung der Lagerplatzanzahl eines bestehenden Sys-
tems: Ebenso wie die Skalierung der Anzahl der Lagerplätze bei einem neuen
System kann die Schrittweite, mit der sich die Anzahl der Lagerplätze bei einem
bestehenden System erweitern lässt, von Bedeutung sein. Gerade bei stetig stei-
genden Auftragszahlen ist eine Anpassung in kleinen Schritten wünschenswert.
Einfach-/Mehrfachtiefe Lagerung: Die Lagerungstiefe ist ein wichtiger Einfluss-
faktor für die Anzahl der Lagerplätze und die erreichbare Kommissionierleistung
bei klassischen Lagern mit Gassen und Regalzeilen.
3 Systemvergleich 60
Maximales Gütergewicht: Dieses K.O.-Kriterium bezieht sich auf die Lagergüter
und ist vor allem dann relevant, wenn Güter mit hohen Gewichten und kleinem Vo-
lumen gelagert und kommissioniert werden sollen.
Maximale Gütermaße: Die maximalen Gütermaße sind je nach System sehr un-
terschiedlich und können ebenfalls ein K.O.-Kriterium sein. Die Angaben beziehen
sich jeweils auf die maximal möglichen Grundmaße und Höhen bei den größten
handhabbaren Behältern.
Flexibilität bezüglich des Hallenlayouts: Eine maßgebliche Rolle bei der Aus-
wahl eines Kommissioniersystems spielen die baulichen Gegebenheiten. Deshalb
ist es wichtig, ob ein System beispielsweise eine ebene Grundfläche benötigt oder
ob es stattdessen Höhendifferenzen ausgleichen kann. Weitere Faktoren in die-
sem Zusammenhang sind Säulen, Nischen oder Ecken.
Anzahl von Ein-/Auslagerungsstationen: Die Ein-/Auslagerungsstationen kön-
nen unter Umständen einen entscheidenden Einfluss auf die Kommissionierleis-
tung haben und einen Engpass darstellen. Deshalb kann es von Vorteil sein, wenn
die Anzahl der Ein-/Auslagerungsstationen bei Bedarf erhöht werden kann.
Lage von Ein-/Auslagerungsstationen: Für die Anbindung der Kommissionier-
plätze ist es von Bedeutung wo sich die Ein-/Auslagerungsstationen befinden. Au-
ßerdem müssen notwendige Förderstrecken bei der Planung eines Kommissio-
nierlagers frühzeitig berücksichtigt werden.
Erweiterungsaufwand: Genauso wichtig wie eine Erweiterung des Systems bei
Erreichen der Kapazitätsgrenze, ist der damit verbundene Aufwand. Dieser ist ge-
ring, wenn das System im laufenden Betrieb erweitert werden kann, so dass die
Stillstandszeit bei Inbetriebnahme möglichst kurz wird.
Ausfallsicherheit: Je nach dem welche Güter gelagert und kommissioniert wer-
den sollen, kann eine möglichst hohe Verfügbarkeit des Systems gefordert wer-
den. Aus diesem Grund ist es ausschlaggebend, ob ein System bei einer Störung
nur zu einem Teil oder komplett ausfällt.
Energieversorgung: Hier wird angegeben wie die beweglichen Teile der Systeme
mit Energie versorgt werden.
Wartung im laufenden Betrieb möglich: Der Wartungsaufwand kann ein wichti-
ges Kriterium bei der Entscheidung für ein Kommissioniersystem sein. Eine War-
3 Systemvergleich 61
tung der beweglichen Teile, z.B. RBG oder Shuttle, im laufenden Betrieb ist von
Vorteil und vermindert die Stillstandszeiten.
3.2 Identifizierung der Merkmalsausprägungen
Im zweiten Schritt müssen die Merkmalsausprägungen der jeweiligen Systeme bezüglich
der im vorherigen Abschnitt definierten Kriterien ermittelt werden. Neben quantitativen Kri-
terien wurden auch qualitative Kriterien aufgestellt, d.h. Kriterien, deren Merkmalsausprä-
gungen sich nicht zahlenmäßig erfassen lassen. Beispiele dafür sind die verwendbaren
Behälter, die Flexibilität bezüglich des Hallenlayouts oder der Erweiterungsaufwand. Auch
im Hinblick auf die quantitativen Kriterien sind nicht immer eindeutige Aussagen möglich.
So ist beispielsweise die Kommissionierleistung oder die Anzahl der Lagerplätze von vie-
len unterschiedlichen Faktoren abhängig. Die Angaben sind somit für den allgemeinen
Fall gültig, so dass die Merkmalsausprägungen bei bestimmten Rahmenbedingungen
durchaus abweichen können. Zudem sind zum Teil Sonderanfertigungen nach spezifi-
schen Vorgaben möglich, die in dieser Arbeit allerdings aufgrund der damit verbundenen
Komplexität nicht berücksichtigt werden können.
Die Merkmalsausprägungen lassen sich aus den Systembeschreibungen (vgl. Kapitel 2)
ableiten. Die Vor- und Nachteile der Systeme spiegeln sich demnach auch in den Merk-
malsausprägungen wider.
3.3 Vergleichsmatrix aufstellen
Das Resultat des Systemvergleichs ist eine Matrix, in der die sechs Lager- und Kommis-
sioniersysteme einander gegenübergestellt sind. In den Zeilen der Matrix stehen die in
Abschnitt 3.1 definierten Kriterien, so dass die Felder die Merkmalsausprägungen der
Systeme bezüglich der Kriterien enthalten. Um die Lesbarkeit gewährleisten zu können,
wird die Matrix geteilt und in Tabelle 3.1, Tabelle 3.2 und Tabelle 3.3 dargestellt. Im An-
hang 1 ist die Vergleichsmatrix der Lager- und Kommissioniersysteme noch einmal im
DIN-A3-Format einzusehen.
Mithilfe der Vergleichsmatrix ist es dem Leser in überschaubarer Zeit möglich einen Über-
blick über die betrachteten Konzepte der automatischen Kleinteillagerung zu erlangen.
Für spezielle Anwendungsfälle können somit die geeigneten Systeme identifiziert und im
Detail betrachtet werden. Sollen beispielsweise Güter mit einem Gewicht von bis zu 40 kg
eingelagert und kommissioniert werden, können das SCS, das Dematic Multishuttle Flex
3 Systemvergleich 62
sowie das Hatteland Autostore von vorneherein ausgeschlossen werden. Wird weiterhin
eine möglichst hohe Ausfallsicherheit angestrebt, sollten das SQS und das Dematic Multi-
shuttle Standard priorisiert werden. Für diese beiden Systeme wäre demnach eine Detail-
bewertung bezüglich der spezifischen Kriterien und Gegebenheiten sinnvoll.
Neben der gerade beschriebenen Auswahl eines Lager- und Kommissioniersystems auf-
grund von spezifischen Anforderungen, ist es häufig der Fall, dass insbesondere die er-
reichbare Kommissionierleistung und/oder die Lagerkapazität maximiert werden sollen.
Aus diesem Grund ist es sinnvoll die Systeme speziell auf diese Kriterien hin zu überprü-
fen.
3 Systemvergleich 63
System
Kriterien
Bauform Regalzeilen und Gassen mit
Regelbediengerät
Horizontale Umlaufregale
Kommissionierleistung Ca. 220 Einzelspiele bzw. 160 Doppelspiele
pro Stunde und Gasse;
Durch zusätzliche Gassen beliebig
steigerbar
Ca. 250 Doppelspiele pro Stunde und
Karussell;
Durch zusätzliche Karusselle beliebig
steigerbar
Skalierung der
Kommissionierleistung
Gassenweise skalierbar Karussellweise skalierbar
Höhe des Systems 5 bis 22 m 4,9 m (fix)
Verwendbare
Behälter
Standard‐ und Sonderbehälter, Kartons
sowie Tablare in verschiedenen Größen
Standardbehälter mit 600x400 mm
Grundmaß und Höhe bis 280 mm
Anzahl Lagerplätze
(bei systemtypischen
Abmessungen)
Ca. 14.800 Lagerplätze pro Gasse
Abmessungen:
Gassenlänge: 50 m
Gesamtbreite: 4 m
Gassenhöhe: 15 m
doppeltiefe Lagerung
Behältergröße: 600x400x300 mm
6000 Lagerplätze pro System mit 4
Karussellen
Abmessungen:
Systemlänge: 15 m
Systembreite: 10,5 m
Systemhöhe: 4,9 m
Behältergröße: 600x400x280 mm
Skalierung der Anzahl der
Lagerplätze bei neuem
System
Lagerplätze in Gasse beliebig skalierbar
(ansonsten zusätzliche Gasse notwendig)
Karussellweise skalierbar (1.500er
Schritte)
Schrittweite bei
Erweiterung der
Lagerplatzanzahl eines
bestehenden Systems
Verlängerung der Regalzeilen um einzelne
Behälterplätze möglich (ansonsten
zusätzliche Gasse notwendig)
Karussellweise Erweiterung (1.500er
Schritte)
Einfach‐/Mehrfachtiefe
Lagerung
Bis zu vierfachtiefe Lagerung möglich Lediglich einfachtiefe Lagerung möglich
Maximales
Gütergewicht
250 kg 25 kg
Maximale Gütermaße 1200x800 mm Grundmaß und variable
Höhe bei Verwendung von
Sonderbehältern und ‐tablaren
528x353 mm Grundmaß und Höhe bis 240
mm
Flexibilität bezüglich
des Hallenlayouts
Quaderförmige Bauweise mit ebener
Grundfläche erforderlich;
Integration von Säulen begrenzt möglich;
Keine Integration von Nischen, Ecken oder
Höhendifferenzen möglich
Quaderförmige Bauweise mit ebener
Grundfläche erforderlich;
Keine Integration von Säulen, Nischen,
Ecken oder Höhendifferenzen
Anzahl von Ein‐
/Auslagerungsstationen
Jeweils eine Station pro Gasse Jeweils eine Station pro Karussell
Lage von Ein‐
/Auslagerungsstationen
An der Stirnseite An der Stirnseite
Erweiterungsaufwand Regale und Bodenschiene im laufenden
Betrieb erweiterbar
Erweiterung nur durch zusätzliche
Karusselle möglich
Ausfallsicherheit Gering, da gesamte Gasse bei Störung des
RBGs stillsteht
Gering, da gesamtes Karussell bei
Störung stillsteht
Energieversorgung Schleifleitungen in Bodenschiene Dauerhafter Anschluss
Wartung im laufenden
Betrieb möglich
Nein Nein
Stöcklin
BOXer
SSI Schäfer
Carousel System (SCS)
Tabelle 3.1: Vergleichsmatrix der Lager- und Kommissioniersysteme (1) 113
113 Eigene Tabelle
3 Systemvergleich 64
System
Kriterien
Bauform Regalzeilen und Gassen mit bis zu 6 Shuttles pro
Gasse
Regalzeilen und Gassen mit mehreren Shuttles pro
Gasse
Kommissionierleistung Ca. 280 Einzelspiele bzw. 230‐250 Doppelspiele pro
Stunde und Shuttle;
Ca. 500 Doppelspiele pro Stunde und Shuttle bei
Bündelung;
Durch zusätzliche Gassen beliebig steigerbar
Ca. 600 Doppelspiele pro Stunde und Gasse mit
mehreren Liften;
Durch zusätzliche Gassen beliebig steigerbar
Skalierung der
Kommissionierleistung
Beliebig durch Anzahl der Shuttles skalierbar Beliebig durch Anzahl der Shuttles und Lifte
skalierbar
Höhe des Systems 4 bis 24 m max. 18 m
Verwendbare
Behälter
Standardbehälter mit 600x400 mm Grundmaß und
Höhe bis 280 mm
Standardbehälter/Tablare mit 600x400 bzw.
300x400 mm Grundmaß und Mindesthöhe 220 mm
(Multishuttle Standard);
Standardbehälter/Tablare/
Kartons mit Länge bis 600 mm, Breite von 200 bis
625 mm und Mindesthöhe 220 mm
(Multishuttle Flex)
Anzahl Lagerplätze
(bei systemtypischen
Abmessungen)
Ca. 8.000 Lagerplätze pro Gasse
Abmessungen:
Systemlänge: 50 m
Systembreite: 2,20 m
Systemhöhe: 16 m
Behältergröße: 600x400x280 mm
Ca. 12.000 Lagerplätze pro Gasse
Abmessungen:
Systemlänge: 50 m
Systembreite: 3,60 m
Systemhöhe: 15 m
einfachtiefe Lagerung
Behältergröße: 600x400x300 mm
Skalierung der Anzahl der
Lagerplätze bei neuem
System
Lagerplätze in Gasse beliebig skalierbar
(ansonsten zusätzliche Gasse notwendig)
Lagerplätze in Gasse beliebig skalierbar
(ansonsten zusätzliche Gasse notwendig)
Schrittweite bei
Erweiterung der
Lagerplatzanzahl eines
bestehenden Systems
Verlängerung der Regalzeilen um einzelne
Behälterplätze möglich (ansonsten zusätzliche
Gasse notwendig)
Verlängerung der Regalzeilen um einzelne
Behälterplätze möglich (ansonsten zusätzliche
Gasse notwendig)
Einfach‐/Mehrfachtiefe
Lagerung
Lediglich einfachtiefe Lagerung möglich Bis zu doppeltiefe Lagerung möglich
Maximales
Gütergewicht
50 kg 50 kg (Multishuttle Standard);
31,5 kg (Multishuttle Flex)
Maximale Gütermaße 528x353 mm Grundmaß und Höhe bis 240 mm Ca. 540x360 Grundmaß und Höhe bis ca. 320 mm
Flexibilität bezüglich
des Hallenlayouts
Quaderförmige Bauweise ohne ebene
Grundfläche erforderlich;
Integration von Säulen und Höhendifferenzen
begrenzt möglich;
Keine Integration von Nischen oder Ecken
Quaderförmige Bauweise ohne ebene
Grundfläche erforderlich;
Integration von Säulen und Höhendifferenzen
begrenzt möglich;
Keine Integration von Nischen und Ecken
Anzahl von Ein‐
/Auslagerungsstationen
Beliebig Mehrere Stationen pro Gasse
Lage von Ein‐
/Auslagerungsstationen
An der Längsseite, aber dort frei wählbar An der Stirnseite
Erweiterungsaufwand Regale, Fahrschienen, Shuttles sowie Ein‐
/Auslagerungsstationen im laufenden Betrieb
erweiterbar
Regale, Fahrschienen sowie Shuttles im laufenden
Betrieb erweiterbar
Ausfallsicherheit Hoch, da bei Störung lediglich ein Shuttle und
damit ein Regalmodul stillsteht (restliches System
funktioniert weiterhin)
Sehr hoch, da bei Störung lediglich ein Shuttle und
eine Regalebene stillsteht (restliches System
funktioniert weiterhin)
Energieversorgung Schleifleitungen in Fahrschienen Schleifleitungen in Fahrschienen
Wartung im laufenden
Betrieb möglich
Ja Ja
SSI Schäfer
Quad System (SQS)
Dematic
Multishuttle Captive/Roaming
Tabelle 3.2: Vergleichsmatrix der Lager- und Kommissioniersysteme (2) 114
114 Eigene Tabelle
3 Systemvergleich 65
System
Kriterien
Bauform Tablarlager mit vorderem und hinterem
Lagerbereich und dazwischenliegendem Schacht
für Extraktor
Raster mit gestapelten Behältern,
darauffahrenden Robotern und am Rand
befindlichen Arbeitsplätzen
Kommissionierleistung Ca. 140 Doppelspiele pro Stunde;
Durch zusätzliche Systeme beliebig steigerbar
Ca. 240 Doppelspiele pro Stunde und
Standardarbeitsplatz;
Ca. 500 Doppelspiele pro Stunde und
Karussellarbeitsplatz;
Ca. 25 Doppelspiele pro Stunde und Roboter;
Durch zusätzliche Roboter und Arbeitsplätze
beliebig steigerbar
Skalierung der
Kommissionierleistung
Systemweise skalierbar Beliebig durch Anzahl der Roboter und
Arbeitsplätze skalierbar
Höhe des Systems 2,55 bis 20 m max. 5,3 m Rasterhöhe zuzüglich 0,5 m
Roboterhöhe
Verwendbare
Behälter
Standard‐ und Sonderbehälter, Kartons sowie
Tablare in verschiedenen Größen
Spezielle Autostore‐Behälter mit Innenmaß
601x401 mm und Höhe 220 oder 330 mm
Anzahl Lagerplätze
(bei systemtypischen
Abmessungen)
Ca. 196 Tablarlagerplätze bzw. 1176
Behälterlagerplätze pro Shuttle Xplus
Abmessungen:
Systembreite: 7,04 m
Systemtiefe: 2,92 m
Systemhöhe: 10 m
Behältergröße: 600x400x300 mm
Tablargröße: 1850x813 mm
Tablarabstand: 325 mm
Ca. 8.960 Lagerplätze
Abmessungen:
Systemlänge: 13 m
Systembreite: 13 m
Systemhöhe: 6 m (inkl. Roboter)
Behältergröße: 601x401x330 mm
Skalierung der Anzahl
der Lagerplätze bei
neuem System
Lagerplätze in System beliebig skalierbar
(ansonsten zusätzliches System notwendig)
Beliebig skalierbar
Schrittweite bei
Erweiterung der
Lagerplatzanzahl eines
bestehenden Systems
Erweiterung in der Höhe um einzelne
Tablarplätze möglich (ansonsten zusätzliches
System notwendig)
Erweiterung um einzelne Schächte möglich
Einfach‐/Mehrfachtiefe
Lagerung
Lediglich einfachtiefe Lagerung möglich Keine Aussage, da keine typische Regallagerung
Maximales
Gütergewicht
500 kg 30 kg
Maximale Gütermaße 1850x813 mm Grundmaß und Höhe bis 730 mm 601x401 mm Grundmaß und Höhe bis 330 mm
Flexibilität bezüglich
des Hallenlayouts
Quaderförmige Bauweise mit ebener
Grundfläche erforderlich;
Keine Integration von Säulen, Nischen, Ecken
oder Höhendifferenzen
Lediglich ebene Rasteroberfläche erforderlich;
Integration von Säulen, Nischen, Ecken und
Höhendifferenzen möglich
Anzahl von Ein‐
/Auslagerungsstationen
Mehrere Bedienöffnungen pro System möglich Beliebig
Lage von Ein‐
/Auslagerungsstationen
An Vorder‐ oder Rückseite in Module integriert,
aber dort frei wählbar
Am Rand des Systems, aber dort frei wählbar
Erweiterungsaufwand Lediglich Systemhöhe im laufenden Betrieb
erweiterbar (ansonsten keine Erweiterung des
Systems möglich)
Erweiterung von Raster, Roboter und
Arbeitsplätzen im laufenden Betrieb möglich
Ausfallsicherheit Gering, da gesamtes System bei Störung des
Extraktors stillsteht
Sehr hoch, da bei Störung lediglich ein Roboter
oder ein Arbeitsplatz stillsteht (restliches
System funktioniert weiterhin)
Energieversorgung Dauerhafter Anschluss Zwei Bleigelbatterien pro Roboter
Wartung im laufenden
Betrieb möglich
Nein Ja
Kardex
Shuttle Xplus
Hatteland
Autostore
Tabelle 3.3: Vergleichsmatrix der Lager- und Kommissioniersysteme (3) 115
115 Eigene Tabelle
4 Fallbeispiele 66
4 Fallbeispiele
Es wurde bereits erwähnt, dass oftmals die erreichbare Kommissionierleistung und/oder
die Anzahl der bereitgestellten Lagerplätze ausschlaggebend für die Auswahl eines La-
ger- und Kommissioniersystems sind. Deshalb werden die betrachteten Systeme in die-
sem Kapitel mit Hilfe von zwei Fallbeispielen genauer hinsichtlich dieser beiden Kriterien
untersucht.
4.1 Definition der Fallbeispiele
Die Aufgabe besteht darin, die Systeme für spezifische Anwendungsfälle auszulegen und
die Anzahl der Lagerplätze und die erreichbaren Kommissionierleistungen zu berechnen.
Da hier lediglich eine beispielhafte Betrachtung stattfinden soll, stellt sich zunächst die
Frage, welche Faktoren einen besonders starken Einfluss auf die beiden genannten Krite-
rien haben, um die Anwendungsfälle bezüglich dieser Faktoren zu variieren. Es ist ersicht-
lich, dass vor allem die verfügbare Lagerfläche sowie die Bauhöhe der Systeme die An-
zahl der Lagerplätze und die Kommissionierleistung bestimmen. Die verfügbare Lagerflä-
che soll allerdings für die Fallbeispiele konstant bleiben, da sich eine Erhöhung der Lager-
fläche bei allen Systemen positiv auf die Anzahl der Lagerplätze auswirkt. Zudem erhöht
sich bei allen Systemen in regelmäßigen Schritten auch die Kommissionierleistung, so
dass die Veränderung der verfügbaren Lagerfläche wenig Differenzierung verspricht.
Anders verhält es sich hingegen bei Veränderung der Bauhöhe, da einige Systeme nur
eine geringe maximale Höhe aufweisen und eine Erhöhung darüber hinaus somit keinen
Einfluss auf die Anzahl der Lagerplätze bzw. die erreichbare Kommissionierleistung hat.
Aus diesem Grund sollen lediglich zwei Fälle mit variierter zur Verfügung stehender Bau-
höhe betrachtet werden. Im ersten Fall soll die Bauhöhe der Systeme auf eine Höhe von 8
m begrenzt werden. Dieser Wert erscheint im Bezug auf die Deckenhöhen von bestehen-
den Lagerhallen als sinnvolle Begrenzung. Im zweiten Fall wird davon ausgegangen, dass
die Lagerhalle neu gebaut und die Deckenhöhe demnach an das entsprechende Lager
angepasst wird. Demzufolge ist hierbei die maximale Systemhöhe für die Berechnung an-
zusetzen.
Um die Vergleichbarkeit der Systeme gewährleisten zu können, ist es zudem notwendig in
einem weiteren Schritt einheitliche Rahmenbedingungen zu schaffen. Das ist wichtig, weil
die Anwendungsvoraussetzungen aller Systeme erfüllt sein müssen und lediglich die an-
4 Fallbeispiele 67
gesprochenen Restriktionen im Hinblick auf die Bauhöhe das Ergebnis beeinflussen sol-
len. Aus diesem Grund werden die folgenden Annahmen getroffen:
Die verfügbare Fläche beträgt insgesamt 450 m² (30x15 m)
Die gesamte Fläche kann für die Lagertechnik verwendet werden; Auslagerungs-
stationen oder zusätzliche Fördertechniken werden nicht berücksichtigt
Die verfügbare Lagerfläche ist von jeder Seite frei zugänglich, so dass Auslage-
rungs- oder Übergabestationen frei um die Fläche herum angeordnet werden kön-
nen
Das Lagergut ist hinsichtlich des Gewichts und der Maße für alle Systeme geeig-
net
Die Berechnung erfolgt für Standardbehälter der Größe 600x400x300 mm bzw.
601x401x330 mm (Autostore)
Es werden immer Doppelspiele durchgeführt
Es wird einfachtief gelagert
Fallbeispiel 1: Die zur Verfügung stehende Höhe ist auf 8 m begrenzt
Fallbeispiel 2: Die zur Verfügung stehende Höhe ist unbegrenzt
4.2 Berechnung
Mit den getroffenen Annahmen sind die beiden Fallbeispiele definiert. Im nächsten Schritt
können somit die Berechnungen der Lagerkapazitäten sowie der erreichbaren Kommissi-
onierleistungen erfolgen. Zu beachten ist, dass bei gegebener Lagerfläche unterschiedli-
che Anordnungen der Systeme realisiert werden können. Beispielsweise lassen sich gas-
sengebundene Systeme wie der Stöcklin BOXer und die Shuttle-Systeme sowohl quer als
auch längs in das Layout integrieren. Eine Anordnung mit vielen kurzen Gassen würde im
ersten Fall zwar die erreichbare Kommissionierleistung maximieren, dürfte allerdings in
der Praxis kaum relevant sein, da die Investitionskosten in keinem Verhältnis zum daraus
gezogenen Leistungszuwachs stehen. Deshalb werden für alle Systeme jeweils typische
Anordnungen gewählt, die auch in der Praxis denkbar sind.
Für jedes System muss zu Beginn die Anordnung der Komponenten auf der verfügbaren
Lagerfläche festgelegt werden. Diese wird jeweils schematisch dargestellt und durch eine
Legende ergänzt, damit der Leser die Berechnungen nachvollziehen kann. Zudem wird
4 Fallbeispiele 68
angegeben wie groß die nicht nutzbare Lagerfläche ist. Auf der Darstellung aufbauend
lässt sich die Anzahl der Lagerplätze herleiten, wobei die Berechnungen auf Herstelleran-
gaben bezüglich der Lagerkapazitäten basieren, sofern diese vorliegen. Anderenfalls
werden realistische Annahmen bezüglich der Behälterabstände getroffen, so dass sich
beispielsweise die Anzahl der nebeneinander befindlichen Behälter in einer Regalgasse
berechnen lassen. Letztendlich ergibt sich jeweils die maximale Anzahl der Lagerplätze
für den definierten Behältertyp und hinsichtlich der gewählten Anordnung der Systeme im
Layout.
Die erreichbaren Kommissionierleistungen lassen sich analog zu den bereits in den Sys-
tembeschreibungen erläuterten Rechnungen ableiten. Diese wurden jeweils für die Fall-
beispiele auf die speziellen Gegebenheiten angepasst und ggf. um entsprechende An-
nahmen ergänzt. Aus den getroffen Annahmen, den Geschwindigkeiten und Beschleuni-
gungen der beweglichen Systemkomponenten sowie den Zeiten für Ein- und Auslagerun-
gen lassen sich Beschleunigungszeiten und -wege und im nächsten Schritt die Zeiten pro
Doppelspiel berechnen. Daraus ergibt sich die Anzahl der Doppelspiele pro Stunde (ent-
spricht der Anzahl der bereitgestellten Behälter pro Stunde) für das jeweilige Gesamtsys-
tem. Für das Kardex Shuttle XPlus wird die Anzahl der bereitgestellten Tablare angege-
ben, die ebenfalls der Anzahl der bereitgestellten Behälter entspricht, wenn davon ausge-
gangen wird, dass pro bereitgestelltem Tablar jeweils nur aus einem Behälter kommissio-
niert wird. Eine Ausnahme von dieser Vorgehensweise stellt das Autostore System dar.
Dessen Kommissionierleistung lässt sich aufgrund der komplexen Koordination der Robo-
ter nicht auf diese Weise berechnen. Deshalb muss zuerst aus der Angabe zur minimalen
Anzahl der Schächte pro Roboter und der Anzahl der Schächte des Gesamtsystems die
maximale Anzahl der Roboter bestimmt werden. Da in Abschnitt 2.6.1.3 schon die Her-
stellerangabe hinsichtlich der Kommissionierleistung eines Roboters überprüft wurde,
kann diese herangezogen werden. Multipliziert mit der Anzahl der Roboter ergibt sich
daraus die Kommissionierleistung des Gesamtsystems.
Die Berechnungen der Fallbeispiele je System können im Anhang 2 und Anhang 3 einge-
sehen werden. Um diese auch formelmäßig nachvollziehen zu können und ggf. an spezi-
fische Anwendungsfälle anpassen zu können, sind die Excel-Tabellen noch einmal in
elektronischer Form auf der beigefügten CD gespeichert. Durch Markierung einzelner Zel-
len werden somit die Verknüpfungen deutlich.
4 Fallbeispiele 69
4.3 Ergebnisse
Die Anzahl der Lagerplätze sowie die erreichbaren Kommissionierleistungen sind in der
Tabelle 4.1 noch einmal für beide Fallbeispiele zusammengefasst. Um die Spannweite
der Werte zu verdeutlichen, sind jeweils die niedrigsten (rot markiert) und höchsten (grün
markiert) Werte pro Fallbeispiel und Kriterium hervorgehoben. Weiterhin geben die Zahlen
in den Klammern die Rangfolge je Kriterium an.
Anzahl Lagerplätze 14400 [3] 16500 [2] 12000 [5]
Kommissionierleistung 1029 [6] 2597 [1] 2397 [3]
Anzahl Lagerplätze 39600 [2] 16500 [6] 36000 [3]
Kommissionierleistung 967 [6] 2597 [3] 7191 [1]
Anzahl Lagerplätze 11520 [6] 14208 [4] 24288 [1]
Kommissionierleistung 1982 [5] 2267 [4] 2525 [2]
Anzahl Lagerplätze 25920 [4] 41088 [1] 24288 [5]
Kommissionierleistung 3874 [2] 1774 [5] 2525 [4]
Kardex
Shuttle Xplus
SSI Schäfer
Carousel System
(SCS)
SSI Schäfer
Quad System
(SQS)
Hatteland
Autostore
Fallbeispiel 1
Höhe 8 m
Fallbeispiel 2
Höhe unbegrenzt
Fallbeispiel 1
Höhe 8 m
Fallbeispiel 2
Höhe unbegrenzt
Stöcklin
BOXer
Dematic
Multishuttle
Tabelle 4.1: Ergebnisse der Berechnungen zu den Fallbeispielen 116
Es fällt auf, dass der Stöcklin BOXer trotz hoher Fahr- und Beschleunigungswerte des
RBGs in beiden Fällen die geringste Kommissionierleistung erreicht, die weit unter denen
der anderen Systeme liegt. Das liegt an der Bedienung einer Gasse mit lediglich einem
RGB. Die Abweichung wird zudem mit zunehmender Gassenlänge und –höhe deutlicher.
Mit zunehmender Gassenhöhe kann der BOXer hingegen mit einer hohen Lagerkapazität
überzeugen, so dass sich das System in solchen Fällen eher für langsam drehende Pro-
dukte und ein breites Produktspektrum eignet.
Das SCS kann im Fallbeispiel mit Höhenbegrenzung trotz der geringen Systemhöhe von
4,9 m sowohl mit einer hohen Lagerkapazität als auch mit der höchsten Kommissionier-
leistung überzeugen. Da die Systemhöhe nicht gesteigert werden kann, bleiben die Werte
im zweiten Fallbeispiel unverändert. Somit reicht es bezüglich der erreichbaren Kommis-
sionierleistung lediglich für das Mittelfeld, im Hinblick auf die Anzahl der Lagerplätze sogar
116 Eigene Tabelle
4 Fallbeispiele 70
nur noch für den letzten Rang. Das SCS eignet sich demnach in Fällen, in denen eine ho-
he Kommissionierleistung bei gleichzeitig großer Anzahl Lagerplätze gefordert wird, die
maximale Lagerhöhe aber begrenzt ist.
Das SQS stellt, wie alle Systeme mit klassischen Regalzeilen und -gassen, bei geringer
Systemhöhe eine geringe Anzahl Lagerplätze zur Verfügung. Bei zunehmender System-
höhe relativiert sich dieser Nachteil. Die erreichbare Kommissionierleistung liegt bei Be-
grenzung der Systemhöhe bereits über dem Durchschnitt. Ohne Höhenbegrenzung er-
reicht das System Leistungen, die deutlich über denen der anderen Systeme liegen. Das
resultiert aus der Kombination von einer guten Höhenausnutzung, der Anordnung von
sechs Shuttles übereinander sowie der Möglichkeit vier Behälter gleichzeitig mit einem
Shuttle transportieren zu können. Sind diese Anforderungen erfüllt eignet sich das SQS
für sehr hohe Kommissionierleistungen und ein breites Produktspektrum bzw. eine große
Behälteranzahl.
Im Vergleich zum SQS schneidet das Dematic Multishuttle in beiden Fällen und bezüglich
beider Kriterien schlechter ab. Es kann lediglich bei unbegrenzter Systemhöhe hinsichtlich
der Kommissionierleistung überzeugen. Diese liegt, trotz größerer Anzahl Shuttles, auf-
grund der Leistungsbegrenzung durch die Lifte, unter der Kommissionierleistung des
SQS. Der Einsatzbereich des Multishuttle Systems findet sich deshalb eher bei geringen
bis mittleren Kommissionierleistungen und einer geringen geforderten Lagerkapazität.
Das Kardex Shuttle XPlus liegt im ersten Fallbeispiel noch bei beiden Kriterien im Mittel-
feld. Kann die maximale Systemhöhe ausgenutzt werden, lassen sich aufgrund der kom-
pakten Bauweise die meisten Behälter im Vergleich lagern. Dieser Vorteil muss allerdings
mit einer sinkenden Kommissionierleistung erkauft werden. Das liegt an der Bedienung
eines Shuttle-Systems mit lediglich einem Extraktor, so dass sich der durchschnittliche
Fahrweg und damit die durchschnittliche Kommissionierzeit erhöht. Mit zunehmender
Systemhöhe wird dieser Trade-Off deutlicher. Deshalb ist das Kardex Shuttle XPlus vor
allem bei einer hohen geforderten Lagerkapazität, aber geringen Kommissionierleistungen
sinnvoll einsetzbar.
Das Autostore System kann im Fallbeispiel mit Höhenbegrenzung die meisten Behälter
auf der verfügbaren Grundfläche lagern. Das liegt an dem sehr guten Flächennutzungs-
grad und der kompakten Stapelung der Behälter. Die berechnete Kommissionierleistung
liegt ebenfalls im Bereich des Spitzenwertes des SCS. Da das System lediglich eine ma-
ximale Bauhöhe von 5,3 m aufweist, bleiben die Werte für den zweiten Fall unverändert.
4 Fallbeispiele 71
Damit fällt das Autostore System auf die hinteren Ränge ab. Deshalb ist es, wie das SCS
auch, eher in Fällen mit Höhenbegrenzung einzusetzen, wenn trotzdem eine hohe Lager-
kapazität gefordert wird.
5 Interpretation 72
5 Interpretation
Die Ausarbeitung der Systembeschreibungen und die daraus abgeleiteten spezifischen
Vor- und Nachteile der betrachteten Konzepte zur automatischen Kleinteillagerung in Ka-
pitel 2 ermöglicht den umfassenden Vergleich hinsichtlich ausgewählter Kriterien in Kapi-
tel 3. Mit der Darstellung der Systemeigenschaften in Matrixform wird schnell deutlich,
dass es bei der Auswahl eines geeigneten Ware-zum-Mann-Kommissioniersystems kein
Patentrezept gibt. Jedes der untersuchten Systeme weist Charakteristika auf, die eine
Anwendung bei bestimmten Rahmenbedingungen als sinnvoll erscheinen lässt. Zieht man
beispielsweise die Ergebnisse der Fallbeispiele aus Kapitel 4 hinzu, lassen sich die An-
wendungsfelder hinsichtlich der Kommissionierleistung und der Lagerkapazität konkreti-
sieren. Diesen beiden Kriterien kommt zwar in der Praxis oftmals eine besondere Bedeu-
tung zu, um das optimale Lager- und Kommissioniersystem auswählen zu können, rei-
chen sie allerdings nicht aus.
In vielen Branchen ändern sich die Auftragsstrukturen häufig und Auftragsspitzen müssen
durch flexibel an die Auftragszahl anpassbare Systeme abgefangen werden. Diese Flexi-
bilität kann häufig durch Shuttlesysteme erzielt werden, bei denen sich die Anzahl der
Shuttles an das aktuelle Auftragsvolumen anpassen lässt. Somit kann die Kommissionier-
leistung den Anforderungen entsprechend skaliert werden. In diesem Zusammenhang
spielen auch die Erweiterbarkeit und die Anpassbarkeit an sich ändernde Auftrags- und
Unternehmensstrukturen eine wichtige Rolle. Geht man davon aus, dass ein Lager- und
Kommissioniersystem ca. 10 bis 15 Jahre genutzt wird, muss dieses den zukünftigen An-
forderungen gerecht und demnach langfristig geplant werden.117 Die genannten Forde-
rungen möchte vor allem das Autostore System erfüllen, das zudem auch hinsichtlich des
Hallenlayouts die größte Flexibilität aufweist. Bei vorhandener Höhenbegrenzung dürfte
es deshalb für viele Anwender eine interessante Alternative zu den anderen Systemen
sein.
Die benötigte Kommissionierleistung und Lagerkapazität ist u.a. abhängig von der Artikel-
und Auftragsstruktur. Die erreichbare Kommissionierleistung und die Anzahl der Lager-
plätze werden wiederum von der Systemhöhe und der verfügbaren Fläche bestimmt. Die
Flexibilität hingegen ist größtenteils vom System selbst abhängig. Ein weiterer wichtiger
Aspekt ist die Beschaffenheit der Lagergüter. Die Abmessungen und Gewichte der Lager-
güter sind beispielsweise häufig ausschlaggebend dafür, ob ein System überhaupt einge-
117 Vgl. Dulz, O.: Lager-Vergleiche zahlen sich aus. In: Materialfluss, Nr. 3, 2005, S. 12
5 Interpretation 73
setzt werden kann. Hinsichtlich dieser K.O.-Kriterien besitzen der Stöcklin BOXer und das
Kardex Shuttle XPlus Vorteile.
Es lässt sich erkennen, dass eine konkrete Aussage über die Priorisierung der betrachte-
ten Systeme, geschweige denn die Bewertung, nicht möglich ist. Die Auswahl eines ge-
eigneten Lager- und Kommissioniersystems ist stets einzelfallabhängig und muss indivi-
duell geprüft werden. Die in die dieser Studienarbeit erarbeiteten Ergebnisse können
demnach eine Feinbewertung im Auswahlprozess nicht ersetzen. Vielmehr stellt die Ver-
gleichsmatrix ein Werkzeug dar, das den Entscheider bei der Separierung von generell
geeigneten und ungeeigneten Konzepten zur automatischen Kleinteillagerung unterstüt-
zen soll. Die Resultate der beiden Fallbeispiele geben zudem Hilfestellung, wenn die er-
reichbare Kommissionierleistung und die Lagerkapazität im Vordergrund der Betrachtun-
gen stehen.
Letztendlich spielen wirtschaftliche Faktoren, die in der vorliegenden Arbeit nicht berück-
sichtigt wurden, im Entscheidungsprozess eine wesentliche Rolle. Außerdem hängen die
Investitions- und Betriebskosten teilweise eng mit den technischen Parametern zusam-
men. Die Kommissionierleistung ist zum Beispiel stark abhängig von der Anzahl der Gas-
sen, RGBs, Shuttles oder Roboter. Steigt deren Anzahl erhöhen sich ebenfalls die Investi-
tionskosten. Bei Investitionen von rund 400.000 € für ein eingassiges System mit RGB
wirkt sich eine Leistungssteigerung durch eine zusätzliche Gasse auch auf wirtschaftlicher
Seite stark aus.118 Doch auch die Betriebskosten dürfen nicht vernachlässigt werden. Der
Vorteil geringerer bewegter Massen und niedrigerer Energieverbräuche von Shuttles und
Robotern im Vergleich zum klassischen RGB kann sich schnell relativieren, wenn deren
Anzahl für eine Leistungssteigerung um ein Vielfaches erhöht werden muss. Hinzu kom-
men die Kosten für die Steuerung, die einen erheblichen Teil der Gesamtkosten ausma-
chen können.
118 Information Hr. Bernd Mutterer, Vertriebsleiter Stöcklin Logistik AG (Visitenkarte im Anhang)
6 Schlussbemerkung und Ausblick 74
6 Schlussbemerkung und Ausblick
In dieser Studienarbeit wurden dem Leser innovative Konzepte zur automatischen Klein-
teillagerung vorgestellt und in einem Systemvergleich dem klassischen AKL gegenüber-
gestellt. Die Ergebnisse machen deutlich, dass jedes der betrachteten Systeme eine Da-
seinsberechtigung auf dem Markt hat und dass es auch weiterhin Anwendungsfelder für
das klassische AKL geben wird. Legt der Anwender allerdings besonderen Wert auf die
Flexibilität und Anpassbarkeit seines zukünftigen Lager- und Kommissioniersystems, sind
Shuttles oder Roboter meist die bessere Wahl. Das dürfte auch der Grund sein, warum
sich Shuttle-Systeme in der Praxis immer größerer Beliebtheit erfreuen.119 Das Autostore
System erlangt ebenfalls einen steigenden Bekanntheitsgrad und weist mehrere große In-
stallationsverträge innerhalb kürzester Zeit auf.120
Aufgrund dieser Entwicklungen stellt sich die Frage, was die Zukunft der automatischen
Kleinteillagerung bringen wird, um der Forderung nach mehr Flexibilität gerecht zu wer-
den. In diesem Zusammenhang ist vor allem das Multishuttle Move zu nennen, das vom
Fraunhofer IML und Dematic entwickelt wurde und neben der Lager- auch die Transport-
funktion übernimmt. Ist bei bisherigen Anlagen noch eine zusätzliche Fördertechnik not-
wendig, um die Behälter vom Lager zur Kommissionierzone zu transportieren, wird diese
Aufgabe beim Multishuttle Move von den Shuttles übernommen. Diese können die Regal-
ebenen bedienen, sich aber durch ein zusätzliches Fahrwerk auch vollkommen frei im
Raum bewegen.121 Bild 6.1 zeigt eine mögliche Anordnung von Regalzeile und Kommis-
sionierzone sowie mehrere Shuttles, die den Behältertransport übernehmen.
Die Lokalisierung und Navigation der Fahrzeuge im Raum wird durch Koppelnavigation,
Funkortung, Abstands- und Inertialsensoren realisiert. Somit kann auf eine feste Spurfüh-
rung verzichtet und dynamisch auf Umgebungsänderungen reagiert werden. Die Kommu-
nikation der Shuttles untereinander erfolgt mittels WLAN, so dass sich die Shuttle-
Schwärme nach dem Prinzip der Zellularen Transportsysteme dezentral steuern las-
sen.122 Die Fahrzeuge tauschen Auftrags- und Routeninformationen aus und suchen sich
119 Vgl. anonym: Invasion der Shuttles. In: LOGISTIK HEUTE, Bd. 33, 2011, Nr. 4, S. 22 ff. 120 Vgl. Pressemitteilungen von Hatteland. Erhältlich unter: www.hatteland.com [Stand: 25.06.2011] 121 Vgl. Albrecht, T.; Kamagaew, A.: Fortschritt durch Wandel. In: LOGISTIK HEUTE, Bd. 33, 2011, Nr. 4, S. 54 f. 122 Weitere Informationen zum Thema Zellulare Transportsysteme erhältlich unter: www.iml.fraunhofer.de [Stand: 29.06.2011]
6 Schlussbemerkung und Ausblick 75
selbständig den kürzesten Weg zum Ziel. Durch diese Schwarmintelligenz wird ein vor-
ausschauendes Fahren ermöglicht.123
Bild 6.1: Darstellung des Funktionsprinzips des Multishuttle Move 124
Das Multishuttle Move ist besonders für Anwendungen interessant, bei denen die Ver-
knüpfung von Lager- und Kommissionierzone flexibel gestaltet werden soll. Wenn bei-
spielsweise die Fläche zwischen Lager und Bedarfsort frei bleiben soll oder spätere Lay-
outanpassungen durchgeführt werden müssen, kann das Multishuttle Move, im Gegen-
satz zu Stetigförderern, einfacher an die geänderten Bedingungen angepasst werden.125
Hinsichtlich der erreichbaren Transportleistung ist das System frei skalierbar und kann
durch hinzufügen oder weglassen von Fahrzeugen an stark schwankende Bedarfe ange-
passt werden.126 Da die Fahrzeuge auf dem Boden lediglich eine Geschwindigkeit von 1,0
m/s erreichen, dürften Branchen mit niedrigen bis mittleren Kommissionierleistungen die
typischen Anwendungsfelder darstellen.
Ein erster Praxistest des Systems findet derzeit in einer 1.000 m² großen Versuchshalle
des Fraunhofer IML in Dortmund statt. Dort sind seit Mai 2011 insgesamt 50 Multishuttle
Move in Betrieb und transportieren bis zu 40 kg schwere KLTs mit den Grundmaßen
600x400 mm. Das Ziel sind Transportleistungen von 2.000 Behältern pro Stunde.
123 Vgl. Broschüre Fraunhofer IML: Zellulare Transportsysteme – Shuttle-Systeme für den flexiblen Einsatz 124 Quelle: www.iml.fraunhofer.de [Stand: 29.09.2011] 125 Vgl. Broschüre Fraunhofer IML: Zellulare Transportsysteme – Shuttle-Systeme für den flexiblen Einsatz 126 Vgl. Albrecht, T.; Kamagaew, A.: Fortschritt durch Wandel. In: LOGISTIK HEUTE, Bd. 33, 2011, Nr. 4, S. 55
6 Schlussbemerkung und Ausblick 76
Das Multishuttle Move folgt dem Trend steigender Flexibilität in der Produktion und bei der
Kommissionierung. Es bleibt die Frage offen, ob sich dieses System praktisch bewährt
und welche anderen technischen Lösungen es für die automatische Kleinteillagerung zu-
künftig geben wird.
Quellenverzeichnis 77
Quellenverzeichnis
Zeitschriftenartikel:
anonym: Invasion der Shuttles. In: LOGISTIK HEUTE, Bd. 33, 2011, Nr. 4
Albrecht, T.; Kamagaew, A.: Fortschritt durch Wandel. In: LOGISTIK HEUTE, Bd. 33, 2011, Nr. 4
Dulz, O.: Lager-Vergleiche zahlen sich aus. In: Materialfluss, Nr. 3, 2005
Grafe, W.: Plattform für Hochleistungsvarianten. In: Hebezeuge und Fördermittel, Bd. 45, 2005, Nr. 1/2
Grafe, W.: Den Teiletourismus im Griff. In: Intelligenter produzieren, 2005, Nr. 4
Hansl, R.: RBG-Systeme als Basis hochdynamischer Kommissionierung. In: Intralogistik bewegt, 2007, Nr. 1978
Heuer, H.-J.: Das optimale Kommissionierkonzept mit RFID-Unterstützung. In: Intralogistik bewegt, 2007, Nr. 1978
Traub, J.: Sparsam und flexibel. System Autostore: Zukunft der Lagerhaltung. In: Hebe-zeuge und Fördermittel, Bd. 50, 2010, Nr. 5
Broschüren:
Dematic: Dematic Multishuttle – damit in Ihrem Behälterhandling keine Fragen offen bleiben
Dematic: Dematic Multishuttle – das skalierbare Höchstleistungssystem im Behälter-handling
Fraunhofer IML: Zellulare Transportsysteme – Shuttle-Systeme für den flexiblen Einsatz
Hatteland: Autostore - The Carousel Port
Kardex: Kardex Shuttle XPlus
Kardex: Shuttle XP und Shuttle XPlus mit „OptiFlex“
Stöcklin: Behälter lagern mit dem BOXer
SSI Schäfer: Automatisierte Systeme
SSI Schäfer: Schäfer Quad System: SQS
Quellenverzeichnis 78
SSI Schäfer: SCS Modulares Hochleistungslagersystem
Internetquellen:
Dematic: Lagertechnik. [online] Erhältlich unter: www.dematic.de [Stand: 26.05.2011]
Direct Industry: Die virtuelle Industriemesse. [online] Erhältlich unter: www.directindustry.de [Stand: 25.05.2011]
Fraunhofer IML: Zellulare Transportsysteme. [online] Erhältlich unter: www.iml.fraunhofer.de [Stand: 29.06.2011]
Hatteland Logistic: Autostore. [online] Erhältlich unter: www.hatteland.com [Stand: 30.05.2011]
Kardex Remstar: Products. [online] Erhältlich unter: www.kardexremstar.com [Stand: 28.05.2011]
Pressebox: Der Technologie Presseservice. [online] Erhältlich unter: www.pressebox.de [Stand: 30.05.2011]
SSI Schäfer: Logistiksysteme. [online] Erhältlich unter: www.ssi-schaefer.de [Stand: 27.05.2011]
Stöcklin: Der BOXer in Zahlen. [online] Erhältlich unter: www.stoecklin.com [Stand: 24.05.2011]
A1 Vergleichsmatrix der Lager- und Kommissioniersysteme 79
Anhang
A1 Vergleichsmatrix der Lager- und Kommissioniersysteme
Tabelle A1.1: Vergleichsmatrix der Lager- und Kommissioniersysteme 127
127 Eigene Tabelle
A2 Fallbeispiel 1 80
A2 Fallbeispiel 1
Allgemeine Annahmen bezüglich des Fallbeispiels 1:
Die zur Verfügung stehende Höhe ist auf 8 m begrenzt
Die verfügbare Fläche beträgt insgesamt 450 m²
Länge 30 m
Breite 15 m
Das Lagergut ist hinsichtlich des Gewichts und der Maße für alle Systeme geeignet
Es werden immer Doppelspiele durchgeführt
Es wird einfachtief gelagert
Die gesamte Fläche kann für die Lagertechnik verwendet werden;
Auslagerungsstationen oder zusätzliche Fördertechniken werden nicht berücksichtigt
Die verfügbare Lagerfläche ist von jeder Seite frei zugänglich, so dass Auslagerungs‐
oder Übergabestationen frei um die Fläche herum angeordnet werden können
Die Berechnung erfolgt für Standardbehälter der Größe 600x400x300 mm bzw.
601x401x330 mm (Autostore)
Tabelle A2.1: Allgemeine Annahmen bezüglich des Fallbeispiels 1 128
128 Eigene Tabelle
A2 Fallbeispiel 1 81
Stöcklin BOXer
1
2
3
4
5
6
18 m²
Regalzeile
Regalgasse
Nicht nutzbare Lagerfläche
Bild A2.1: Layout des Stöcklin BOXer (Fallbeispiel 1) 129
Anzahl Lagerplätze nebeneinander 60
Anzahl Lagerplätze übereinander 20
Anzahl Lagerplätze pro Regalzeile 1200
Anzahl Lagerplätze Gesamtsystem 14400
Tabelle A2.2: Anzahl der Lagerplätze des Stöcklin BOXer (Fallbeispiel 1) 130
129 Eigenes Bild 130 Eigene Tabelle
A2 Fallbeispiel 1 82
Annahmen bezüglich des Systems
Regallänge 30 m
Regalhöhe 8 m
Modulbreite (2 x Regalzeile + Gasse) 2,4 m
Anzahl Regalgassen 6
Anzahl Regalzeilen 12
Zeit für das Verfahren zwischen zwei nahe zusammenliegenden Lagerplätzen 2 s
Es wird einfachtief gelagert
Ausschlaggebend für die erreichbare Kommissionerleistung ist die horizontale Bewegung
Der durchschnittlicher Verfahrweg des RBGs beträgt die Hälfte der Regallänge
Gegebene Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Zeiten
Geschwindigkeit horizontal 6 m/s
Beschleunigung horizontal 4 m/s²
Ein‐/Auslagerungszeit (Regal) 3,5 s
Ein‐/Auslagerungszeit (Station) 4 s
Berechnung von Beschleunigungszeit und ‐weg
Beschleunigungszeit 1,5 s
Beschleunigungsweg 4,5 m
Berechnung der Zeit für ein Doppelspiel
Beschleunigen (Ein‐/Auslagerungsstation) 1,5 s
Verfahren (Ein‐/Auslagerungsstation ‐‐> Mitte Regal) 1,0 s
Bremsen (Mitte Regal) 1,5 s
Einlagern von zwei Behältern ins Regal 3,5 s
Verfahren zu auszulagernden Behältern 2,0 s
Auslagern von zwei Behältern aus Regal 3,5 s
Beschleunigen (Mitte Regal) 1,5 s
Verfahren (Mitte Regal ‐‐> Ein‐/Auslagerungsstation) 1,0 s
Bremsen (Ein‐/Auslagerungsstation) 1,5 s
Behälterwechsel an Ein‐/Auslagerungsstation 4,0 s
Gesamtzeit pro Doppelspiel 21,0 s
Doppelspiele pro Stunde und Gasse 171
Doppelspiele pro Stunde (Gesamtsystem) 1029
Tabelle A2.3: Erreichbare Kommissionierleistung des Stöcklin BOXer (Fallbeispiel 1) 131
131 Eigene Tabelle
A2 Fallbeispiel 1 83
SSI Schäfer Carousel System (SCS)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Karussell
Nicht nutzbare Lage 21 m²rfläche
Bild A2.2: Layout des SCS (Fallbeispiel 1) 132
Anzahl Lagerplätze pro Karussell 1500
Anzahl Lagerplätze Gesamtsystem 16500
Tabelle A2.4: Anzahl der Lagerplätze des SCS (Fallbeispiel 1) 133
132 Eigenes Bild 133 Eigene Tabelle
A2 Fallbeispiel 1 84
Annahmen bezüglich des Systems
Karusselllänge 15 m
Karussellbreite 2,6 m
Karussellhöhe 4,9 m
Anzahl Karusselle 11
Zeit für Verfahren des Hebers bei Behälterwechsel 2 s
Der durchschnittlicher Verfahrweg des Karussells beträgt ein Viertel der Länge
Gegebene Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Zeiten
Geschwindigkeit horizontal 0,6 m/s
Beschleunigung horizontal 0,2 m/s²
Übergabezeit pro Behälter 2 s
Berechnung von Beschleunigungszeit und ‐weg
Beschleunigungszeit 3 s
Beschleunigungsweg 0,9 m
Berechnung der Zeit für ein Doppelspiel
Beschleunigen 3,0 s
Verfahren 3,3 s
Bremsen 3,0 s
Auslagern von einem Behälter aus Regal 2,0 s
Verfahren des Hebers 2,0 s
Einlagrn von einem Behälter ins Regal 2,0 s
Gesamtzeit pro Doppelspiel 15,3 s
Doppelspiele pro Stunde und Karussell 236
Doppelspiele pro Stunde (Gesamtsystem) 2597
Tabelle A2.5: Erreichbare Kommissionierleistung des SCS (Fallbeispiel 1) 134
134 Eigene Tabelle
A2 Fallbeispiel 1 85
SSI Schäfer Quad System (SQS)
1
2
3
4
5
120 m²Nicht nutzbare Lagerfläche
Regalzeile
Regalgasse
Auslagerungszeilen/
Bild A2.3: Layout des SQS (Fallbeispiel 1) 135
Anzahl Lagerplätze nebeneinander 60
Anzahl Lagerplätze übereinander 20
Anzahl Lagerplätze pro Regalzeile 1200
Anzahl Lagerplätze Gesamtsystem 12000
Tabelle A2.6: Anzahl der Lagerplätze des SQS (Fallbeispiel 1) 136
135 Eigenes Bild 136 Eigene Tabelle
A2 Fallbeispiel 1 86
Annahmen bezüglich des Systems
Regallänge 30 m
Regalhöhe 8 m
Shuttles übereinander 2
Modulbreite (2 x Regalzeile + Gasse) 2,2 m
Breite der Gasse für Auslagerungsstation 0,8 m
Anzahl Regalgassen 5
Anzahl Regalzeilen 10
Zeit für das Verfahren zwischen zwei nahe zusammenliegenden Lagerplätzen 2 s
Die Lifte für die Ein‐ und Auslagerungen befinden sich an den Enden der Gassen
Die Horizontale Verfahrgeschwindigkeit begrenzt die Kommissionierleistung
Die Auslagerungen erfolgen im Durchschnitt nach 7,5/15/22,5/30 m
Gegebene Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Zeiten
Geschwindigkeit horizontal 5 m/s
Beschleunigung horizontal 2,8 m/s²
Ein‐/Auslagerungszeit 3 s
Berechnung von Beschleunigungszeit und ‐weg
Beschleunigungszeit 1,8 s
Beschleunigungsweg 4,5 m
Berechnung der Zeit für das Ein‐ und Auslagern von 4 Behältern
Behälteraufnahme an Ein‐/Auslagerungsstation (4 Behälter gleichzeitig) 3 s
4 x Beschleunigen 7,1 s
4 x Bremsen 7,1 s
4 x Einlagern von einem Behälter in das Regal 12 s
4 x Pauschale für Verfahren an naheliegenden Lagerplatz 8 s
4 x Auslagern von einem Behälter aus Regal 12 s
Beschleunigen (Ende Regal) 1,8 s
Verfahren (Ende Regal ‐‐> Ein‐/Auslagerungsstation) 4,2 s
Bremsen (Ein‐/Auslagerungsstation) 1,8 s
Behälterabgabe an Ein‐/Auslagerungsstation (4 Behälter gleichzeitig) 3 s
Gesamtzeit für 4 Behälter 60,1 s
Doppelspiele pro Stunde und Quad‐Shuttle 240
Doppelspiele pro Stunde und Gasse 479
Doppelspiele pro Stunde (Gesamtsystem) 2397
Tabelle A2.7: Erreichbare Kommissionierleistung des SQS (Fallbeispiel 1) 137
137 Eigene Tabelle
A2 Fallbeispiel 1 87
Dematic Multishuttle
1
2
3
4
5
6
450 m² nutzbare Lagerfläche
Regalzeile
Regalgasse
Nicht
Bild A2.4: Layout des Dematic Multishuttle (Fallbeispiel 1) 138
Anzahl Lagerplätze nebeneinander 60
Anzahl Lagerplätze übereinander 16
Anzahl Lagerplätze pro Regalzeile 960
Anzahl Lagerplätze Gesamtsystem 11520
Tabelle A2.8: Anzahl der Lagerplätze des Dematic Multishuttle (Fallbeispiel 1) 139
138 Eigenes Bild 139 Eigene Tabelle
A2 Fallbeispiel 1 88
Annahmen bezüglich des Systems
Regallänge 30 m
Regalhöhe 8 m
Shuttles übereinander 16
Lifte übereinander 1
Lifthöhe 8 m
Modulbreite (2 x Regalzeile + Gasse) 2,2 m
Anzahl Regalgassen 6
Anzahl Regalzeilen 12
Zeit für das Wechseln der Regalebene 2 s
Die Lifte stellen den Engpass dar
Der durchschnittliche Verfahrweg pro Lift beträgt die Hälfte der Lifthöhe
Gegebene Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Zeiten
Geschwindigkeit vertikal 2 m/s
Beschleunigung vertikal 4 m/s²
Ein‐/Auslagerungszeit 3,7 s
Berechnung von Beschleunigungszeit und ‐weg
Beschleunigungszeit 0,5 s
Beschleunigungsweg 0,5 m
Berechnung der Zeit für ein Doppelspiel eines Lifts
2 Behälter aufnehmen (Ein‐/Auslagerungsstation) 3,7 s
Beschleunigen (Ein‐/Auslagerungsstation) 0,5 s
Verfahren (Ein‐/Auslagerungsstation ‐‐> Mitte Regal) 1,5 s
Bremsen (Mitte Regal) 0,5 s
Abgeben/Aufnehmen eines Behälters 3,7 s
Wechseln der Regalebene 2
Abgeben/Aufnehmen eines Behälters 3,7 s
Beschleunigen (Ende Regal) 0,5 s
Verfahren (Mitte Regal ‐‐> Ein‐/Auslagerungsstation) 1,5 s
Bremsen (Ein‐/Auslagerungsstation) 0,5 s
Behälterabgabe an Ein‐/Auslagerungsstation 3,7 s
Gesamtzeit pro Behälter und Lift 21,8 s
Doppelspiele pro Stunde und Lift 330
Doppelspiele pro Stunde und Gasse 330
Doppelspiele pro Stunde (Gesamtsystem) 1982
Tabelle A2.9: Erreichbare Kommissionierleistung des Dematic Multishuttle
(Fallbeispiel 1) 140
140 Eigene Tabelle
A2 Fallbeispiel 1 89
Kardex Shuttle XPlus
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
13 14 15 16
114 m²cht nutzbare Lagerfläche
Shuttle Xplus
Gang/Ni
Bild A2.5: Layout des Kardex Shuttle XPlus (Fallbeispiel 1) 141
22
15
37
148
888
14208Anzahl Lagerplätze Gesamtsystem
Anzahl Tablare im hinteren Lagerbereich (Modul)
Anzahl Tablare im vorderen Lagerbereich (Modul)
Anzahl Tablare pro Modul
Anzahl Tablare pro System
Anzahl Behälter pro System
Tabelle A2.10: Anzahl der Lagerplätze des Kardex Shuttle XPlus (Fallbeispiel 1) 142
141 Eigenes Bild 142 Eigene Tabelle
A2 Fallbeispiel 1 90
Annahmen bezüglich des Systems
Systemhöhe 8 m
Systembreite 7 m
Systemtiefe 3 m
Ein‐/Auslagerungszeit für ein Tablar im Regal 3 s
Ein‐/Auslagerungszeit für ein Tablar in der Bedienöffnung 5 s
Zeit für das Verfahren zu einem naheliegenden Lagerplatz 3 s
Tablargröße 1850x813 mm
Anzahl Behälter pro Tablar 6
Gangbreite 3 m
Anzahl Shuttle Xplus 16
Es gibt eine Bedienöffnung in der untersten Ebene
Begrenzend auf die Kommissionierleistung wirkt die Vertikalbewegung des Extraktors
Der durchschnittliche Verfahrweg des Extraktors beträgt die Hälfte der Systemhöhe
Gegebene Geschwindigkeiten und Beschleunigungen
Geschwindigkeit vertikal 1,7 m/s
Beschleunigung vertikal 2 m/s²
Berechnung von Beschleunigungs‐ und Bremswerten
Beschleunigungs‐/Bremszeit 0,9 s
Beschleunigungs‐/Bremsweg 0,7 m
Berechnung der Zeit für einen Zyklus des Extraktors
Aufnehmen des Tablars aus der Bedienöffnung 5 s
Beschleunigen (Bedienöffnung) 0,9 s
Verfahren (Bedienöffnung ‐‐> Mitte Regal) 1,5 s
Bremsen (Mitte Regal) 0,9 s
Abgeben des Tablars in das Regal 3 s
Verfahren zu einem naheliegenden Lagerplatz 3 s
Aufnehmen des Tablars aus Regal 3 s
Beschleunigen (Mitte Regal) 0,9 s
Verfahren (Mitte Regal ‐‐> Bedienöffnung) 1,5 s
Bremsen (Bedienöffnung) 0,9 s
Abgeben des Tablars in Bedienöffnung 5 s
Gesamtzeit pro Tablar 25,4 s
Bereitgestellte Tablare pro Stunde und System 142
Bereitgestellte Tablare pro Stunde (Gesamtsystem) 2267
Tabelle A2.11: Erreichbare Kommissionierleistung des Kardex Shuttle XPlus
(Fallbeispiel 1) 143
143 Eigene Tabelle
A2 Fallbeispiel 1 91
Hatteland Autostore
0 m²
Raster
Nicht nutzbare Lagerfläche
Bild A2.6: Layout des Autostore System (Fallbeispiel 1) 144
Anzahl Schächte auf langer Seite 46
Anzahl Schächte auf kurzer Seite 33
Anzahl Schächte Gesamtsystem 1518
Anzahl Lagerplätze Gesamtsystem 24288
Tabelle A2.12: Anzahl der Lagerplätze des Autostore System (Fallbeispiel 1) 145
144 Eigenes Bild 145 Eigene Tabelle
A2 Fallbeispiel 1 92
Annahmen bezüglich des Systems
Übereinander gestapelte Behälter 16
Schächte pro Roboter 15
Kommissionierleistung pro Roboter (Behälter pro Stunde) 25
Berechnung der Kommissionierleistung
Anzahl Roboter 101 s
Bereitgestellte Behälter pro Stunde (Gesamtsystem) 2525
Tabelle A2.13: Erreichbare Kommissionierleistung des Autostore System
(Fallbeispiel 1) 146
146 Eigene Tabelle
A3 Fallbeispiel 2 93
A3 Fallbeispiel 2
Allgemeine Annahmen bezüglich des Fallbeispiels 1:
Die zur Verfügung stehende Höhe ist unbegrenzt
Die verfügbare Fläche beträgt insgesamt 450 m²
Länge 30 m
Breite 15 m
Das Lagergut ist hinsichtlich des Gewichts und der Maße für alle Systeme geeignet
Es werden immer Doppelspiele durchgeführt
Es wird einfachtief gelagert
Die gesamte Fläche kann für die Lagertechnik verwendet werden;
Auslagerungsstationen oder zusätzliche Fördertechniken werden nicht berücksichtigt
Die verfügbare Lagerfläche ist von jeder Seite frei zugänglich, so dass Auslagerungs‐
oder Übergabestationen frei um die Fläche herum angeordnet werden können
Die Berechnung erfolgt für Standardbehälter der Größe 600x400x300 mm bzw.
601x401x330 mm (Autostore)
Tabelle A3.1: Allgemeine Annahmen bezüglich des Fallbeispiels 2 147
147 Eigene Tabelle
A3 Fallbeispiel 2 94
Stöcklin BOXer
1
2
3
4
5
6
18 m²
Regalzeile
Regalgasse
Nicht nutzbare Lagerfläche
Bild A3.1: Layout des Stöcklin BOXer (Fallbeispiel 2) 148
Anzahl Lagerplätze nebeneinander 60
Anzahl Lagerplätze übereinander 55
Anzahl Lagerplätze pro Regalzeile 3300
Anzahl Lagerplätze Gesamtsystem 39600
Tabelle A3.2: Anzahl der Lagerplätze des Stöcklin BOXer (Fallbeispiel 2) 149
148 Eigenes Bild 149 Eigene Tabelle
A3 Fallbeispiel 2 95
Annahmen bezüglich des Systems
Regallänge 30 m
Regalhöhe 22 m
Modulbreite (2 x Regalzeile + Gasse) 2,4 m
Anzahl Regalgassen 6
Anzahl Regalzeilen 12
Zeit für das Verfahren zwischen zwei nahe zusammenliegenden Lagerplätzen 2 s
Es wird einfachtief gelagert
Ausschlaggebend für die erreichbare Kommissionierleistung ist die vertikale Bewegung
Der durchschnittlicher Verfahrweg des RBGs beträgt die Hälfte der Regalhöhe
Gegebene Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Zeiten
Geschwindigkeit vertikal 3 m/s
Beschleunigung vertikal 3 m/s²
Ein‐/Auslagerungszeit (Regal) 3,5 s
Ein‐/Auslagerungszeit (Station) 4 s
Berechnung von Beschleunigungszeit und ‐weg
Beschleunigungszeit 1 s
Beschleunigungsweg 1,5 m
Berechnung der Zeit für ein Doppelspiel
Beschleunigen (Ein‐/Auslagerungsstation) 1 s
Verfahren (Ein‐/Auslagerungsstation ‐‐> Mitte Regal) 2,7 s
Bremsen (Mitte Regal) 1,0 s
Einlagern von zwei Behältern ins Regal 3,5 s
Verfahren zu auszulagernden Behältern 2,0 s
Auslagern von zwei Behältern aus Regal 3,5 s
Beschleunigen (Mitte Regal) 1 s
Verfahren (Mitte Regal ‐‐> Ein‐/Auslagerungsstation) 2,7 s
Bremsen (Ein‐/Auslagerungsstation) 1 s
Behälterwechsel an Ein‐/Auslagerungsstation 4,0 s
Gesamtzeit pro Doppelspiel 22,3 s
Doppelspiele pro Stunde und Gasse 161
Doppelspiele pro Stunde (Gesamtsystem) 967
Tabelle A3.3: Erreichbare Kommissionierleistung des Stöcklin BOXer (Fallbeispiel 2) 150
150 Eigene Tabelle
A3 Fallbeispiel 2 96
SSI Schäfer Carousel System (SCS)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
21 m²
Karussell
Nicht nutzbare Lagerfläche
Bild A3.2: Layout des SCS (Fallbeispiel 2) 151
Anzahl Lagerplätze pro Karussell 1500
Anzahl Lagerplätze Gesamtsystem 16500
Tabelle A3.4: Anzahl der Lagerplätze des SCS (Fallbeispiel 2) 152
151 Eigenes Bild 152 Eigene Tabelle
A3 Fallbeispiel 2 97
Annahmen bezüglich des Systems
Karusselllänge 15 m
Karussellbreite 2,6 m
Karussellhöhe 4,9 m
Anzahl Karusselle 11
Zeit für Verfahren des Hebers bei Behälterwechsel 2 s
Der durchschnittlicher Verfahrweg des Karussells beträgt ein Viertel der Länge
Gegebene Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Zeiten
Geschwindigkeit horizontal 0,6 m/s
Beschleunigung horizontal 0,2 m/s²
Übergabezeit pro Behälter 2 s
Berechnung von Beschleunigungszeit und ‐weg
Beschleunigungszeit 3 s
Beschleunigungsweg 0,9 m
Berechnung der Zeit für ein Doppelspiel
Beschleunigen 3,0 s
Verfahren 3,3 s
Bremsen 3,0 s
Auslagern von einem Behälter aus Regal 2,0 s
Verfahren des Hebers 2,0 s
Einlagrn von einem Behälter ins Regal 2,0 s
Gesamtzeit pro Doppelspiel 15,3 s
Doppelspiele pro Stunde und Karussell 236
Doppelspiele pro Stunde (Gesamtsystem) 2597
Tabelle A3.5: Erreichbare Kommissionierleistung des SCS (Fallbeispiel 2) 153
153 Eigene Tabelle
A3 Fallbeispiel 2 98
SSI Schäfer Quad System (SQS)
1
2
3
4
5
120 m²
Regalzeile
Regalgasse
Auslagerungszeilen/Nicht nutzbare Lagerfläche
Bild A3.3: Layout des SQS (Fallbeispiel 2) 154
Anzahl Lagerplätze nebeneinander 60
Anzahl Lagerplätze übereinander 60
Anzahl Lagerplätze pro Regalzeile 3600
Anzahl Lagerplätze Gesamtsystem 36000
Tabelle A3.6: Anzahl der Lagerplätze des SQS (Fallbeispiel 2) 155
154 Eigenes Bild 155 Eigene Tabelle
A3 Fallbeispiel 2 99
Annahmen bezüglich des Systems
Regallänge 30 m
Regalhöhe 24 m
Shuttles übereinander 6
Modulbreite (2 x Regalzeile + Gasse) 2,2 m
Breite der Gasse für Auslagerungsstation 0,8 m
Anzahl Regalgassen 5
Anzahl Regalzeilen 10
Zeit für das Verfahren zwischen zwei nahe zusammenliegenden Lagerplätzen 2 s
Die Lifte für die Ein‐ und Auslagerungen befinden sich an den Enden der Gassen
Die Horizontale Verfahrgeschwindigkeit begrenzt die Kommissionierleistung
Die Auslagerungen erfolgen im Durchschnitt nach 7,5/15/22,5/30 m
Gegebene Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Zeiten
Geschwindigkeit horizontal 5 m/s
Beschleunigung horizontal 2,8 m/s²
Ein‐/Auslagerungszeit 3 s
Berechnung von Beschleunigungszeit und ‐weg
Beschleunigungszeit 1,8 s
Beschleunigungsweg 4,5 m
Berechnung der Zeit für das Ein‐ und Auslagern von 4 Behältern
Behälteraufnahme an Ein‐/Auslagerungsstation (4 Behälter gleichzeitig) 3 s
4 x Beschleunigen 7,1 s
4 x Bremsen 7,1 s
4 x Einlagern von einem Behälter in das Regal 12 s
4 x Pauschale für Verfahren an naheliegenden Lagerplatz 8 s
4 x Auslagern von einem Behälter aus Regal 12 s
Beschleunigen (Ende Regal) 1,8 s
Verfahren (Ende Regal ‐‐> Ein‐/Auslagerungsstation) 4,2 s
Bremsen (Ein‐/Auslagerungsstation) 1,8 s
Behälterabgabe an Ein‐/Auslagerungsstation (4 Behälter gleichzeitig) 3 s
Gesamtzeit für 4 Behälter 60,1 s
Doppelspiele pro Stunde und Quad‐Shuttle 240
Doppelspiele pro Stunde und Gasse 1438
Doppelspiele pro Stunde (Gesamtsystem) 7191
Tabelle A3.7: Erreichbare Kommissionierleistung des SQS (Fallbeispiel 2) 156
156 Eigene Tabelle
A3 Fallbeispiel 2 100
Dematic Multishuttle
1
2
3
4
5
6
450 m²
Regalzeile
Regalgasse
Nicht nutzbare Lagerfläche
Bild A3.4: Layout des Dematic Multishuttle (Fallbeispiel 2) 157
Anzahl Lagerplätze nebeneinander 60
Anzahl Lagerplätze übereinander 36
Anzahl Lagerplätze pro Regalzeile 2160
Anzahl Lagerplätze Gesamtsystem 25920
Tabelle A3.8: Anzahl der Lagerplätze des Dematic Multishuttle (Fallbeispiel 2) 158
157 Eigenes Bild 158 Eigene Tabelle
A3 Fallbeispiel 2 101
Annahmen bezüglich des Systems
Regallänge 30 m
Regalhöhe 18 m
Shuttles übereinander 36
Lifte übereinander 2
Lifthöhe 9 m
Modulbreite (2 x Regalzeile + Gasse) 2,2 m
Anzahl Regalgassen 6
Anzahl Regalzeilen 12
Zeit für das Wechseln der Regalebene 2 s
Die Lifte stellen den Engpass dar
Der durchschnittliche Verfahrweg pro Lift beträgt die Hälfte der Lifthöhe
Gegebene Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Zeiten
Geschwindigkeit vertikal 2 m/s
Beschleunigung vertikal 4 m/s²
Ein‐/Auslagerungszeit 3,7 s
Berechnung von Beschleunigungszeit und ‐weg
Beschleunigungszeit 0,5 s
Beschleunigungsweg 0,5 m
Berechnung der Zeit für ein Doppelspiel eines Lifts
2 Behälter aufnehmen (Ein‐/Auslagerungsstation) 3,7 s
Beschleunigen (Ein‐/Auslagerungsstation) 0,5 s
Verfahren (Ein‐/Auslagerungsstation ‐‐> Mitte Regal) 1,8 s
Bremsen (Mitte Regal) 0,5 s
Abgeben/Aufnehmen eines Behälters 3,7 s
Wechseln der Regalebene 2
Abgeben/Aufnehmen eines Behälters 3,7 s
Beschleunigen (Ende Regal) 0,5 s
Verfahren (Mitte Regal ‐‐> Ein‐/Auslagerungsstation) 1,8 s
Bremsen (Ein‐/Auslagerungsstation) 0,5 s
Behälterabgabe an Ein‐/Auslagerungsstation 3,7 s
Gesamtzeit pro Behälter und Lift 22,3 s
Doppelspiele pro Stunde und Lift 323
Doppelspiele pro Stunde und Gasse 646
Doppelspiele pro Stunde (Gesamtsystem) 3874
Tabelle A3.9: Erreichbare Kommissionierleistung des Dematic Multishuttle
(Fallbeispiel 2) 159
159 Eigene Tabelle
A3 Fallbeispiel 2 102
Kardex Shuttle XPlus
1 2 3 4
5 6 7 8
9 10 11 12
13 14 15 16
114 m²
Shuttle Xplus
Gang/Nicht nutzbare Lagerfläche
Bild A3.5: Layout des Kardex Shuttle XPlus (Fallbeispiel 2) 160
57
50
107
428
2568
41088Anzahl Lagerplätze Gesamtsystem
Anzahl Tablare im hinteren Lagerbereich (Modul)
Anzahl Tablare im vorderen Lagerbereich (Modul)
Anzahl Tablare pro Modul
Anzahl Tablare pro System
Anzahl Behälter pro System
Tabelle A3.10: Anzahl der Lagerplätze des Kardex Shuttle XPlus (Fallbeispiel 2) 161
160 Eigenes Bild 161 Eigene Tabelle
A3 Fallbeispiel 2 103
Annahmen bezüglich des Systems
Systemhöhe 20 m
Systembreite 7 m
Systemtiefe 3 m
Ein‐/Auslagerungszeit für ein Tablar im Regal 3 s
Ein‐/Auslagerungszeit für ein Tablar in der Bedienöffnung 5 s
Zeit für das Verfahren zu einem naheliegenden Lagerplatz 3 s
Tablargröße 1850x813 mm
Anzahl Behälter pro Tablar 6
Gangbreite 3 m
Anzahl Shuttle Xplus 16
Es gibt eine Bedienöffnung in der untersten Ebene
Begrenzend auf die Kommissionierleistung wirkt die Vertikalbewegung des Extraktors
Der durchschnittliche Verfahrweg des Extraktors beträgt die Hälfte der Systemhöhe
Gegebene Geschwindigkeiten und Beschleunigungen
Geschwindigkeit vertikal 1,7 m/s
Beschleunigung vertikal 2 m/s²
Berechnung von Beschleunigungs‐ und Bremswerten
Beschleunigungs‐/Bremszeit 0,9 s
Beschleunigungs‐/Bremsweg 0,7 m
Berechnung der Zeit für einen Zyklus des Extraktors
Aufnehmen des Tablars aus der Bedienöffnung 5 s
Beschleunigen (Bedienöffnung) 0,9 s
Verfahren (Bedienöffnung ‐‐> Mitte Regal) 5,0 s
Bremsen (Mitte Regal) 0,9 s
Abgeben des Tablars in das Regal 3 s
Verfahren zu einem naheliegenden Lagerplatz 3 s
Aufnehmen des Tablars aus Regal 3 s
Beschleunigen (Mitte Regal) 0,9 s
Verfahren (Mitte Regal ‐‐> Bedienöffnung) 5,0 s
Bremsen (Bedienöffnung) 0,9 s
Abgeben des Tablars in Bedienöffnung 5 s
Gesamtzeit pro Tablar 32,5 s
Bereitgestellte Tablare pro Stunde und System 111
Bereitgestellte Tablare pro Stunde (Gesamtsystem) 1774
Tabelle A3.11: Erreichbare Kommissionierleistung des Kardex Shuttle XPlus
(Fallbeispiel 2) 162
162 Eigene Tabelle
A3 Fallbeispiel 2 104
Hatteland Autostore
0 m²
Raster
Nicht nutzbare Lagerfläche
Bild A3.6: Layout des Autostore System (Fallbeispiel 2) 163
Anzahl Schächte auf langer Seite 46
Anzahl Schächte auf kurzer Seite 33
Anzahl Schächte Gesamtsystem 1518
Anzahl Lagerplätze Gesamtsystem 24288
Tabelle A3.12: Anzahl der Lagerplätze des Autostore System (Fallbeispiel 2) 164
163 Eigenes Bild 164 Eigene Tabelle
A3 Fallbeispiel 2 105
Annahmen bezüglich des Systems
Übereinander gestapelte Behälter 16
Schächte pro Roboter 15
Kommissionierleistung pro Roboter (Behälter pro Stunde) 25
Berechnung der Kommissionierleistung
Anzahl Roboter 101 s
Bereitgestellte Behälter pro Stunde (Gesamtsystem) 2525
Tabelle A3.13: Erreichbare Kommissionierleistung des Autostore System
(Fallbeispiel 2) 165
165 Eigene Tabelle