Zwischen Stapler und Automatisierung

Viele Produktionsbereiche in der Industrie sind heute hochautomatisiert. Gleichzeitig bleibt die Produktionsversorgung zwischen Lager und Linie in vielen Werken erstaunlich manuell. Häufig dominieren dort noch Gabelstapler, händische Übergaben oder über Jahre gewachsene Sonderlösungen. Das liegt selten daran, dass Entscheider die Vorteile automatisierter Logistik nicht kennen. Oft scheitert der Einstieg an der Realität bestehender Produktionsumgebungen. Unterschiedliche Ladungsträger, Mischverkehr, enge Layouts, Outdoor-Strecken oder erwartete Umbauten machen viele Konzepte komplex und schwer skalierbar. Gerade im Mittelstand entstehen dadurch Lücken in der Automatisierung zwischen Lager und Produktionslinie. Viele Unternehmen verbinden Automatisierung zudem noch immer reflexartig mit fahrerlosen Transportfahrzeugen und umfangreichen Infrastrukturprojekten. Der Schritt wirkt dadurch größer und risikoreicher, als er in vielen Anwendungen tatsächlich sein müsste.

Der eigentliche Engpass in der Effizienz liegt dabei oft nicht auf der langen Strecke zwischen zwei Hallen, sondern an den Übergängen zwischen Lager und Produktionslinie. Genau aus einem solchen Umfeld heraus entstand das „HUSKi Übergabemodul“, das mittlerweile seinen festen Platz in der Produktionsversorgung großer OEMs und Zulieferer in der Automobilindustrie eingenommen hat.

Wenn bestehende Systeme an ihre Grenzen stoßen

Der Ursprung des Systems liegt in einem Projekt für Mercedes-Benz im polnischen Jawor. Dort sollten automatisierte Fertigungsbereiche mit Material versorgt werden. Die Anforderungen waren hoch: kurze Taktzeiten, unterschiedliche Ladungsträger, Mischverkehr und viele Übergabepunkte.

Schnell zeigte sich, dass klassische Ansätze nur bedingt geeignet waren. Gabelstapler hätten ein hohes Verkehrsaufkommen verursacht und waren für eine beschädigungsfreie Übergabe an die Rollenfördertechnik nur eingeschränkt geeignet. Konventionelle Routenzüge boten wiederum keine automatisierte Schnittstelle zur Fördertechnik. Eine vollständig fahrerlose Lösung wäre aufgrund der Komplexität wirtschaftlich nur schwer umsetzbar gewesen. Entscheidend war deshalb nicht der maximal mögliche Automatisierungsgrad, sondern ein Materialfluss, der technisch sinnvoll, wirtschaftlich tragfähig und im Alltag stabil betreibbar ist.

Aus dieser Überlegung heraus entstand der Ansatz einer automatisierten Übergabe, welche die Flexibilität und Arbeitsleistung eines Routenzugs mit der Präzision automatisierter Systeme verbindet. Die H+E Produktentwicklung GmbH aus Moritzburg bei Dresden brachte dabei ihre Wurzeln aus dem Sondermaschinenbau ein und entwickelte das „HUSKi Übergabemodul“. Dieses entstand also nicht aus einer klassischen Produktroadmap, sondern aus einer konkreten industriellen Aufgabenstellung. „Unser Ziel war es schlicht und ergreifend, die Anzahl an manuellen Eingriffen pro Route stark zu reduzieren und dabei trotzdem einen robusten Prozess zu gewährleisten, sagt Johannes Göldner, Leitender Ingenieur bei der H+E Produktentwicklung GmbH. Bis heute wird jeder „HUSKi“ an die jeweilige Anwendung angepasst. Transportierte Ladungsträger, ausgelegte Gewichte oder Outdoor-Anforderungen unterscheiden sich von Werk zu Werk deutlich.

Automatisierung zwischen Lager und Linie

Das Herz des „HUSKi“ ist das Übergabemodul mit integrierter Rollenfördertechnik aus robustem Stahl. Kommunikationstechnik für die automatisierte Übergabe sowie Sensorik für Positionierung und Ladungsbestätigung ergänzen die Konstruktion. Das Modul kann als Routenzuganhänger, mit einem Bodenkommissionierer oder auf automatisierten Fahrzeugplattformen wie FTS oder MTR eingesetzt werden.

Der eigentliche Prozess beginnt an der Rollenfördertechnik. Die Ladungsträger werden an der Quelle automatisiert per Übergabebahnhof oder manuell per Gabelstapler auf den „HUSKi“ geladen. Anschließend transportiert das Fahrzeug das beladene Modul zur Produktionslinie, holt Leergut ab oder bringt Fertigerzeugnisse zurück ins Lager.

Je nach Anwendung kommen Euro- und Industriepaletten, IBCs, Sonderladungsträger oder schwere Behälter parallel zum Einsatz. Auch Outdoor-Szenarien und Heavy-Duty-Anwendungen mit mehreren Tonnen Last pro Stellplatz lassen sich integrieren.

An der Übergabestation fährt der „HUSKi“ präzise an die Fördertechnik heran – je nach Einsatz entweder manuell durch einen Fahrer oder durch ein fahrerloses Transportsystem. Das Übergabemodul kommuniziert dabei kontaktlos über eine Datenlichtschranke mit der Rollenfördertechnik und erkennt selbstständig die richtige Übergabeposition.

Steuert ein Fahrer das Fahrzeug, wählt dieser am Display die gewünschten Stellplätze aus und startet den Übergabeprozess per Totmannschalter. Daraufhin senkt sich die Ladungssicherung ab und die integrierte Rollenfördertechnik übernimmt den Ladungsträger automatisch auf die stationäre Fördertechnik oder umgekehrt. Der eigentliche Übergabevorgang dauert dabei rund zehn Sekunden. Genau hier entsteht der eigentliche Effizienzgewinn des Systems. Der „HUSKi“ automatisiert gezielt den Übergang zwischen Transport und Produktionsanlage und bleibt gleichzeitig flexibel bei unterschiedlichen Ladungsträgern.

Ein manuell geführter „HUSKi“ ermöglicht es, Materialflüsse zunächst stabil aufzubauen, ohne bereits zu Beginn hohe Aufwände für Fahrwegautomatisierung, Infrastruktur und IT-Integration zu erzeugen. Die spätere Automatisierung der Fahrwege bleibt dabei weiterhin möglich. Dadurch entsteht für viele Unternehmen ein deutlich niedrigerer Einstieg in die Automatisierung. Projektierungsaufwand und Planungszeit fallen wesentlich geringer aus als bei vollständig fahrerlosen Konzepten. Die Automatisierung setzt dabei dort an, wo Wiederholgenauigkeit, Taktung und Prozesssicherheit entscheidend sind: bei der Übergabe.

Stabiler Materialfluss trotz hoher Taktung

Ein typisches Beispiel für den Einsatz des „HUSKi“ ist ein aktuelles Projekt bei einem großen deutschen OEM mit Produktion in Osteuropa. Dort versorgen sechs manuell geführte „HUSKi“-Routenzüge mit jeweils zwei Wagen permanent zwei Produktionslinien mit Batteriezellen. Gleichzeitig werden Leercontainer wieder aus der Produktion abgeführt.

Die Routenzüge fahren kontinuierlich 24 Übergabepunkte entlang der Linien an und kehren anschließend zu einem zentralen Übergabebahnhof mit 16 Ladungs- und Pufferplätzen zurück. Der Materialfluss zwischen Lager und Produktionslinie bleibt dadurch auch über größere Distanzen stabil taktbar, ohne dass sich Fördertechnik durch mehrere Hallen oder über Außenbereiche ziehen muss. Stattdessen übernimmt der „HUSKi“ die Verbindung zwischen Lager, Übergabebahnhof und Produktionslinie – auch zwischen mehreren Hallen. Dabei transportiert ein Routenzug mehrere Ladungsträger gleichzeitig. Je nach Ausführung können beispielsweise bis zu sechs Europaletten mit einem Routenzug bewegt werden, mit Lasten von bis zu zwei Tonnen pro Stellplatz. Unterschiedliche Ladungsträger sind kein Problem. Selbst bei vier Wagen erreicht das System eine Spurtreue von rund drei Zentimetern. „Je höher die Taktung, desto wichtiger werden stabile Übergänge. Je nach Prozess entsteht hier der größte Aufwand im Werk und damit auch das größte Potential für Effizienzgewinne“, sagt Sven Probst Head of Automation bei der H+E Produktentwicklung GmbH.

Im beschriebenen Projekt in Osteuropa hätte die ursprünglich geplante Versorgung über eine große Gabelstaplerflotte hohe laufende Kosten bedeutet, sondern durch die vielen Verkehrsbewegungen auch das Risiko für Kollisionen und Störungen im sensiblen Innenbereich stark erhöht. Trotz manuell geführter Fahrwege entstand so ein erheblicher Effizienzgewinn. Zwischen Projektstart und Inbetriebnahme lagen lediglich acht Monate. Das höhere Initialinvestment gegenüber der ursprünglich geplanten Staplerlösung amortisierte sich bereits nach sechs Monaten. Ein ähnliches Werk des Herstellers in Mexiko setzt inzwischen ebenfalls auf HUSKi-Routenzüge

Robust bedeutet auch prozesssicher

Viele Automatisierungslösungen setzen möglichst stabile und klar definierte Prozesse voraus. Materialflüsse, Übergaben und Taktungen werden dabei so geplant, dass alle Komponenten möglichst exakt ineinandergreifen. Im realen Produktionsalltag zeigt sich jedoch schnell, dass dieser Idealzustand selten dauerhaft bestehen bleibt. Deshalb lassen sich alle Varianten des „HUSKi“ trotz des hohen Grads an Automatisierung per Gabelstapler be- und entladen. Dafür sorgt die massive Stahlverkleidung des Systems. So bleibt der Materialfluss selbst dann erhalten, wenn einzelne Übergabestationen nicht verfügbar sind oder Prozesse kurzfristig angepasst werden müssen. Die direkte Staplerbeladung bleibt damit bewusst Teil des Notfallkonzepts.

Auf diese Art benötigen nicht jede Quelle oder Senke direkt von Beginn an eine vollständige Anbindung an Fördertechnik. Gerade bei weniger frequentierten Übergabepunkten lassen sich manuelle und automatisierte Übergaben innerhalb desselben Systems kombinieren. Der „HUSKi“ ist somit nicht nur unter Idealbedingungen einsatzfähig, sondern auch dann, wenn einzelne Prozessschritte temporär manuell abgewickelt werden sollen, um die Produktionsversorgung zu gewährleisten.

Automatisierung unter realen Produktionsbedingungen

Die Anforderungen an die Produktionslogistik steigen in allen Branchen weiter. Gleichzeitig wächst durch Kosten- und Effizienzdruck der Wunsch nach stärker standardisierten Prozessen, während Produktionsumgebungen immer dynamischer werden.

Nicht jedes Werk benötigt dafür sofort eine vollständig fahrerlose Logistik. Entscheidend ist vielmehr, welcher Automatisierungsgrad unter den jeweiligen Bedingungen sinnvoll, wirtschaftlich tragfähig und im laufenden Betrieb dauerhaft stabil umsetzbar ist.

Der „HUSKi“ ist deshalb weniger als klassisches Fahrzeug, sondern als Bindeglied zwischen manueller Flexibilität und automatisierter Prozesssicherheit konzipiert worden. Internationale Einsätze bei mehreren OEMs und Zulieferern zeigen: Automatisierung entsteht häufig schrittweise an den richtigen Übergängen. Mittlerweile kommt das System nicht mehr ausschließlich in der Automobilindustrie zum Einsatz. Auch in Bereichen wie Lebensmittelverarbeitung, Batterieproduktion oder Halbleiterfertigung zeigt sich der Vorteil einer Lösung, die Fördertechnik gezielt miteinander verbinden kann, skalierbar ist und auch Outdoor-Bereiche abdecken kann.

Die meisten Projekte beginnen deshalb nicht mit der Frage nach maximaler Autonomie, sondern mit einem pragmatischeren Ansatz: Wie lässt sich ein stabiler und effizienter Materialfluss unter realen Produktionsbedingungen aufbauen? Viele Unternehmen nähern sich dem Thema zunächst über konkrete Prozessbetrachtungen und Vorführungen im eigenen Produktionsumfeld an. H+E begleitet diese frühen Projektphasen über die Bedarfsanalyse und Materialflussbetrachtung bis hin zu Testfahrten mit dem „HUSKi“ direkt im Werk.