50 flache schwarze Boxen fahren wie an einer Schnur gezogen durch die Fertigungshalle. Sie scheinen einem genau vorgegebenen Weg zu folgen. Gezielt steuern sie Punkte am Materialregal und an den Montagestationen an, wo sie jeweils Kartons, Paletten oder ganze Regale entgegennehmen oder abliefern. Autonome Mobile Roboter – kurz: AMR – gehören inzwischen fest zum Inventar fertigender Betriebe. Sie sind wichtige Stützen, wenn es darum geht, einen reibungslosen Materialfluss ohne Wartezeiten zwischen dem Lager, den Montagestationen und dem Versand zu gestalten.
Worauf es ankommt, dass diese Stützen auch wirklich greifen können, ist ein Thema von RK Rose+Krieger. Das Unternehmen ist spezialisiert auf Standardkomponenten und Systemlösungen aus einem Produktbaukasten von Linear-, Profil-, Verbindungs- und Modultechnik. Mit diesen entwickelt und fertigt es Arbeitsplatzsysteme und teil- beziehungsweise automatisierte Montagelinien, die sich individuell auf die jeweiligen Fertigungsabläufe zuschneiden lassen. Für die Experten bei RK entscheidet sich die Effizienz eines Materialflusses an wenigen, aber zentralen Punkten.
Montage- und Wegezeiten aufeinander abstimmen
Andreas Decker ist Geschäftsführer von RK Schmidt Systemtechnik, einer Tochtergesellschaft von RK Rose+Krieger. Zu ihrem Kerngeschäft gehört die sinnvolle Integration von AMR in den Montageprozess. Er kennt daher die wichtigsten Herausforderungen, die es für einen effizienten Materialfluss zu meistern gilt. Eine davon ist die Koordination der unterschiedlichen Abläufe. „Montage- und Wegezeiten müssen zueinander passen“, sagt er. Arbeiten vorgelagerte Stationen schneller, muss dies auf der Versorgungsstrecke der nächsten Station ausgeglichen werden. „Sonst droht ein Materialstau, den es unbedingt zu vermeiden gilt.“
Decker empfiehlt als eine Möglichkeit, Pufferstrecken vorzusehen. Eine Möglichkeit ist das Einplanen von Pufferstationen beziehungsweise Zwischenlagern. Sein Unternehmen bietet dafür eine eigene Lösung an, die auf die AMR abgestimmt ist: Eine motorisierte Transferstation mit einer Rollen- oder Gurtfördereinheit übernimmt Material sowie halbfertige oder fertige Teile und kann dabei als Pufferlösung dienen. Dabei überwacht die Transferstation den Materialfluss und stellt die Informationen für übergeordnete MES oder ERP-Systeme bereit. Dank ihrer Konstruktion lassen sich die Fördergeschwindigkeit als auch die Anzahl der Längensegmente variabel an das Fördergut sowie die erforderlichen Wegzeiten anpassen.
Eine weitere Empfehlung von Decker: Auf AMR statt auf Automated Guided Vehicles (AGV) zu setzen. Denn anders als diese AGV werden AMR nicht entlang einer fest installierten Strecke geführt; sie navigieren mithilfe von Sensoren und Kameras. Dadurch sind sie in der Lage, dynamisch auf die Umgebung zu reagieren und ihre Routenplanung kann flexibel auf den Shopfloor angepasst werden. Der moderne Lagerbetrieb ist hochdigitalisiert – und produziert täglich riesige Datenmengen. Diese können Unternehmen jetzt ebenso einfach wie produktiv für die Optimierung ihrer Intralogistik nutzen. Der Schlüssel dazu: myLinde AI. ‣ weiterlesen
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Übergabe sauber definieren
Olaf Klewwe, bei RK Rose+Krieger für den Vertrieb von Systemlösungen zuständig, nennt einen weiteren entscheidenden Schritt auf dem Weg zum effizienten Materialfluss. „Es sind nicht allein die Entfernungen, die es zu bewältigen gilt“, sagt er. „Auch die Übergabepunkte zwischen den AMR und den Verbrauchsstellen müssen sauber definiert werden.“ Teils müssten Höhenunterschiede von 100 bis 200mm überwunden werden.
Die Transferstation von RK lässt sich beispielsweise in der Höhe auf den jeweiligen Transferprozess auslegen. Darüber hinaus hat RK Schmidt Systemtechnik das Top Modul als Aufbau für AMR entwickelt, das eine automatische Übergabe von Lasten ermöglicht. Die mobilen Roboter werden auf diese Weise mit einer Rollen- oder Gurtfördereinheit ausgestattet. So nehmen sie Lasten an einer Verbrauchsstelle auf und transportieren sie zur nächsten Station, wo sie sie präzise übergeben. Durch seine modulare Bauweise aus Profil- und Verbindungstechnik kann das Top Modul unaufwändig an die jeweiligen Übergabepunkte angepasst werden.
Montagearbeitsplätze nahtlos integrieren
Um die Montagearbeitsplätze nahtlos in den Materialfluss einzubinden, gelte es, drei neuralgische Punkte zu berücksichtigen, so Klewwe: die Materialbereitstellung, die eigentliche Montage und die Teileweitergabe. RK Rose+Krieger erstellt Arbeitsplatzsysteme, die sich dafür variabel anpassen lassen. Im Mittelpunkt steht dabei die menschliche Arbeitskraft. „Mit einer ergonomischen Gestaltung ermöglichen wir dem Werker ein ermüdungsfreies Arbeiten“, sagt Klewwe. „Studien haben gezeigt, dass sich die Produktivität um 5 bis 15 Prozent steigern lässt, indem die körperliche Belastung der Mitarbeitenden minimiert wird. Das erzielen wir mit Komponenten, durch die wir den Arbeitsplatz an den Werker und seine Tätigkeit anpassen und nicht umgekehrt.“
Der Hersteller mit Sitz in Minden bietet dafür zwei Basiskonzepte an, von denen sich zahlreiche anwendungsspezifische Variationen ableiten lassen. Während der RK Easywork auf die Montage kleinerer Teile ausgelegt ist, wurde der RK Easy-mount für die Bestückung von Schaltschränken konzipiert. Heute gilt er als das Basiskonzept, wenn es um die Bearbeitung großformatiger Bauteile geht.
„Mit anpassungsfähigen Systemen und datenbasierten Analysen erhalten Hersteller die Fähigkeit, schnell auf Veränderungen zu reagieren“, sagt Andreas Decker. Diese Flexibilität gilt bei der zunehmenden High-Mix-Low-Volume-Fertigung als wettbewerbsentscheidend.
Die Konzepte zeichnen sich durch Komponenten aus dem RK-Baukasten aus, die frei kombinierbar sind. Mithilfe von elektrischen Hubsäulen aus der Lineartechnik lassen sich die Höhe oder Neigung von Arbeitsflächen per 6-Tasten-Handschalter verstellen. Durch die Verwendung von Profil- und Verbindungstechnik können Kleinladungsträger oder Werkzeuge in Griffweite befestigt werden. Aus der Modultechnik kommen Assistenzsysteme wie Pick-to-Light, Poka Yoke oder eine intelligente Bilderkennung. Sie unterstützen Mitarbeitende, die dadurch komplexe Abläufe schneller erfassen und fehlerfrei durchführen können. Hebe-, Lenk- oder Bockrollen und die akkubetriebene RK-Steuerungseinheit MultiControl II Accu machen die Arbeitstische zudem frei bewegbar. Ein aufwändiger Transport per Kran entfällt dadurch.
„Modulare Arbeitsplätze bieten eine hohe Anpassungsfähigkeit“, so Klewwe. „Sie lassen sich zudem problemlos erweitern oder auf neue Aufgaben umrüsten.“ RK Rose+Krieger arbeitet derzeit an einer weiteren Modularisierung seiner Arbeitsplatzsysteme, wie Klewwe schildert. Künftig sollen die Module in weiteren Varianten verfügbar sein, so dass sich die Systeme noch genauer zuschneiden lassen.
Materialfluss als Ganzes betrachten
Die Anpassungsfähigkeit von AMR und Arbeitsplatzsystemen bietet große Vorteile, macht den Materialfluss aber nicht zum Selbstläufer. Es gelte, den Prozess als Ganzes zu betrachten, so Andreas Decker und Olaf Klewwe. Dies wird durch einen zuverlässigen Informationsfluss unterstützt, den es laut Decker unbedingt beim Aufbau eines Gesamtkonzepts zu berücksichtigen gilt. Softwarebausteine wie der RKS-Systemmanager von RK Schmidt Systemtechnik sammeln Echtzeitinformationen entlang des Materialflusses und stellen sie dem übergeordneten MES oder ERP-System bereit. „Damit ist zu jeder Zeit bekannt, wo sich welches Material gerade befindet, welche Aufträge wo anstehen und welche Stationen gerade wie viel Puffer frei haben“, sagt Decker. Auf diese Weise lassen sich zum einen Staus vermeiden, weil beispielsweise AMR mit entsprechender Vorlaufzeit das richtige Material bereitstellen oder fertiges Material abholen. Zum anderen liefern die Daten Einblicke, um den gesamten Fertigungsprozess weiter zu optimieren.
