Foto: Jungheinrich
Rund um die Uhr einsatzbereit

Immer mehr Unternehmen automatisieren den innerbetrieblichen Materialfluss mit Hilfe von fahrerlosen Transportsystemen (FTS). Durch Fortschritte in der Kommunikation, Navigation sowie Sicherheitstechnik sind FTS flexibel einsetzbar. Für welche Anwendungen eignet sich ein FTS und was ist bei der Projektierung zu beachten?

 

Die Automatisierung in der Intralogistik schreitet immer weiter voran. Dabei wollen Anwender Lösungen, die flexibel, also modular, skalierbar und schnittstellentauglich sind. Dazu kommt der Wunsch nach einer möglichst kurzen Realisierungsdauer. Eine wirtschaftliche Automatisierungslösung für viele Transportaufgaben sind FTS. Denn sie bieten im Einsatz viele Vorteile: Zuverlässigkeit, Prozesssicherheit und eine hohe Effizienz. Zudem sind sie auch im Mischbetrieb mit manuellen Flurförderzeugen oder Personen einsetzbar. Und auch Anpassungen oder Erweiterungen von FTS sind problemlos möglich. Deshalb sind sowohl das Interesse als auch die Investitionen in FTS in den letzten Jahren stark gestiegen. Immer mehr Unternehmen wollen die Optimierungspotenziale durch die Automatisierung ihres Materialflusses mit FTS ausschöpfen. Doch für welche Anwendungen sind FTS geeignet? Welche Voraussetzungen sollten für den FTS-Einsatz gegeben sein, was kann transportiert werden und wird eine spezielle IT-Infrastruktur benötigt?

 

1. Einsatzgebiete


Die Automatisierung mit FTS eignet sich für Unternehmen jeder Größe und nahezu allen Branchen. Durch die einfache Integration in vorhandene Infrastrukturen ist ein FTS sowohl flexibel in bestehenden Fabrikumgebungen als auch in Neubauten einsetzbar. Zur Bestimmung des eigenen Bedarfs sollten Unternehmen den Prozess, der automatisiert werden soll, genau analysieren. Haupteinsatzgebiete von FTS sind kontinuierliche Transportaufgaben beispielsweise vom Wareneingang oder von der Produktion ins Lager, im Mehrschichtbetrieb auch rund um die Uhr.


Die meisten Anfragen erhalten FTS-Anbieter derzeit aus dem produzierenden Gewerbe, insbesondere aus der Automobilindustrie aber auch aus Unternehmen der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie. Die Ver- und Entsorgung von Montage- und Produktionsanlagen stehen hier besonders im Fokus, vor allem wenn diese Prozesse bereits automatisiert sind und somit Automatisierungslücken geschlossen werden können.

 

2. Bedarfsaufnahme


Vor einer detaillierten Projektierung sollten Unternehmen im Rahmen ihrer Bedarfserkennung bereits erste Einsatzbedingungen aufnehmen. Dazu gehören:

- Umgebung (Temperatur, Böden etc.),
- Ladehilfsmittel und Ladung,
- Layout mit Quellen und Senken,
- Transportvolumen/Transportmatrix,
- Auftragssteuerung.

Generell gilt, dass standardisierte und einheitliche Ladehilfsmittel sowie eine gute Lastverteilung und Stabilität der zu transportierenden Lasten den Einsatz eines FTS begünstigen. Ferner sollte das Lager gut organisiert sein, im Temperaturbereich zwischen 0 und 40 Grad Celsius liegen sowie gute Bodenverhältnisse (Industrieboden) aufweisen.


Schon für die Bedarfserkennung sollte eine Grobplanung der Fahrwege sowie alle Aufnahme- und Abgabestationen (Anzahl und Typ) im Layout vorgenommen werden. Darüber hinaus ist auch die sonstige Peripherie, wie Brandschutztore, Schnelllauftore oder Aufzüge, in das Layout aufzunehmen. Denn Engstellen, Einbahnstraßen, Tore oder Aufzüge beeinflussen die möglichen Fahrgeschwindigkeiten und damit auch die Kapazitätsberechnungen. Die erforderlichen Wegbreiten sind in der Arbeitsstättenverordnung festgelegt und von der Fahrzeugbreite abhängig, die wiederum von Größe, Form und Gewicht der Last bestimmt wird. In der Regel reichen die Fahrwege, die zum Betrieb manuell bedienter Stapler benötigt werden, aus.


Um die Kapazität des FTS berechnen zu können, sollten im nächsten Schritt die Transportvolumina ermittelt werden. Das heißt, die Anzahl der Transporte pro Stunde zwischen den zuvor aufgenommen Aufnahme- und Übergabepunkten wird errechnet oder händisch aufgenommen und in eine Transportmatrix überführt. Darüber hinaus ist zu überlegen, in welcher Art und Weise das FTS die Transportaufträge erhalten soll: per WMS oder Staplerleitsystem, per ERP oder PPS, über eine Maschinenschnittstelle oder einfach manuell über einen Taster beziehungsweise über eine Tablet-Anwendung mit Anlagenvisualisierung. Es ist also kein WMS oder eine andere aufwändige IT-Infrastruktur für den Einsatz von FTS notwendig.

 

3. Projektierung mit Kapazitätsauslegung


Die technische Herausforderung bei der Projektierung eines FTS entsteht durch die vielfältigen Gegebenheiten vor Ort in der geplanten Anwendung. Daher sollten interessierte Unternehmen ihren Bedarf in einem Pflichtenheft dokumentieren. Aufgrund dieser Dokumentation lassen sich Fahrzeuge und Lastaufnahmemittel für die individuellen Transportaufgaben konfigurieren, um individuelle Lasten, Übergabehöhen, Auflagehöhen im Regal oder vorhandene Fördertechnik bedienen zu können. Auch die fehlerfreie Kommunikation der Fahrzeuge mit einer bestehenden IT- und Softwarelandschaft oder mit Produktionsmaschinen kann so projektspezifisch umgesetzt werden.


Über die geforderte Transportleistung wird die Anzahl der benötigten Fahrzeuge berechnet. Folgende Faktoren bestimmen, wie groß die Fahrzeugflotte sein muss, um eine ausreichende Verfügbarkeit für die durchschnittliche Transportauslastung, aber auch für die Abdeckung von Spitzen zu erreichen:

- Transportvolumen,
- Umgebungsbedingungen: Länge der Transportwege, maximale Fahrgeschwindigkeiten für die Berechnung der Anzahl Transporte je Stunde/je Weg,
- Ladestationen: Wege, Verhältnis Ladezeit zu Transportzeit,
- Auftragsverwaltung: Anteil von Leerfahrten.

Im Ergebnis steht die Anzahl der benötigten fahrerlosen Transportfahrzeuge und Ladestationen, aus der die Empfehlung für die Größe der Flotte abzuleiten ist. Fahrzeuge mit Lithium-Ionen-Batterien und automatischer Kontaktierung sind in der Lage, Transportpausen zur Nachladung zu nutzen. Damit können FTS rund um die Uhr ohne Bedienereingriff im Einsatz sein. Bei zweischichtigem Einsatz ist nach wie vor die Verwendung einer Bleibatterie die investitionsgünstigste Lösung, sofern das Fahrzeug mit energieeffizienten Antrieben ausgestattet ist und der Hersteller der FTS den Zweischichteinsatz ohne Nachladung garantiert.


Zudem hat das Layout des Lagers Einfluss auf die zu wählende Navigationsart für das FTS. Dabei stehen die Konturnavigation, Magnetpunktnavigation oder die derzeitig am häufigsten umgesetzte Reflektornavigation zur Auswahl. Die Konturnavigation, bei der sich das Fahrzeug nur an der Umgebung orientiert, kommt ohne die bei der Lasernavigation üblichen Reflektoren an Wänden, Säulen und Regalen aus.

 

Kurze Amortisationszeiten im Mehrschichtbetrieb


Fahrerlose Transportfahrzeuge bieten im Einsatz viele Vorteile: Zuverlässigkeit, Prozesssicherheit und Effizienz. Ein wesentliches Entscheidungskriterium ist der geplante Einsatz. Gerade im Zwei- und Dreischichtbetrieb kann es sich für Unternehmen lohnen, in Richtung Automatisierung zu denken, da die Amortisationszeit der Investition hier sehr interessant ist. Aber auch im Einschichtbetrieb können sich sinnvolle Einsatzgebiete ergeben, wenn das FTS beispielsweise eine klare Trennung zwischen Logistik und Produktion ermöglicht und dadurch die Fertigungsqualität verbessert. Doch nur durch eine fachkundige Pflichtenhefterstellung können später auch reibungslose Abläufe sichergestellt werden. Für die Planung, Konzeptionierung und Realisierung steht Jungheinrich als kompetenter Partner und Gesamtlösungsanbieter beim Thema FTS gerne zur Verfügung.

www.jungheinrich.de

 

Beitrag aus dhf 12.2016

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