Shuttle-Systeme als Erfolgsfaktor

Shuttle-Systeme als Erfolgsfaktor

Neue Konzepte für eine schnelle Auftragsabwicklung

Zehn Jahre nach der Markteinführung des Shuttles ist es aus der Welt der Kommissionierlösungen nicht mehr wegzudenken. Ursprünglich als eine leistungsstarke Alternative zum klassischen Automatischen Kleinteilelager (AKL) entwickelt, stehen Shuttle-Systeme heute für eine hochdynamische Kommissionierung, Konsolidierung und Auftragsabwicklung.

Da die logistische Umsetzung von Online- und Omnichannel-Konzepten den Handel aktuell vor gewaltige Herausforderungen stellt, setzt sich das Ware-zum-Mitarbeiter-Prinzip bei der Kommissionierung und die automatisierte Ein- und Auslagerung immer mehr durch. Eine steigende Artikelvielfalt, kleinste Losgrößen bis hin zur Einzelstückkommissionierung und kürzeste Lieferzeiten von next-day- bis hin zu same-day-delivery sind mit logistischer Effizienz und Flexibilität in Einklang zu bringen. Um diesen Anforderungen der Supply-Chain-Transformation gewachsen zu sein, hat ein Umdenken im Handel eingesetzt.

Die Logistik hat sich vom Erfüllungsgehilfen zum entscheidenden Erfolgsfaktor in den Unternehmen entwickelt. Herausforderung dabei ist: Die eingesetzte Lösung muss einerseits die Effizienz der Logistik steigern und einen möglichst kurzen ROI erzielen. Andererseits muss die Flexibilität der Prozesse gewährleistet und anpassbar auf eine Änderung der Auftragsstruktur sein – insbesondere im Omnichannel zusehends mit einer Verlagerung vom Push-Prinzip zur Erstausstattung der Filialen hin zur Einzelstückkommissionierung für Online-Handel und Filial-Replenishment. Daher sind heutige Distributionszentren effiziente, automatisierte Kommissioniermaschinen, die die Zwischenpufferung, Sortierung, Sequenzierung der Artikel übernehmen und je nach Vertriebskanal und Zielgruppe steuern. Herzstück und Motor dieser Anlagen ist zumeist ein leistungsstarker Shuttle-Block.

Dieser, eingebettet in eine auf den Kunden zugeschnittene Anlagenkonzeption, basiert jeweils auf vier Komponenten: Regal, schienengeführte Shuttlefahrzeuge, Lift und Steuerung. Auf Fahrschienen innerhalb der Regalebenen bewegen sich die Shuttle-Fahrzeuge. Diese ziehen die Behälter aus den Lagerplätzen im Regalfach und befördern sie zum Lift. Dieser wiederum übernimmt den Transport auf andere Ebenen des Regals und übergibt die Ware an die Fördertechnik, die die Behälter zu den angeschlossenen Kommissionierplätzen führt. Die Kommunikation des Fahrzeuges erfolgt über zweipolige Stromschienen.

Neues Systemkonzept für kürzere Durchlaufzeiten

Basierend auf diesem Prinzip hat die TGW Logistics Group ein ganzheitliches System rund um das Shuttle entwickelt. Herzstück der neuen Branchenlösung „Flashpick“ ist das Shuttle „Stingray“.

Bei „Flashpick“ handelt es sich um ein standardisiertes und gleichzeitig modulares Systemkonzept. Mit dem auf Einzelaufträgen aufgebauten Steuerungsansatz soll es kürzere Auftragsdurchlaufzeiten und eine sequenzgerechte Zuführung der Lagerartikel zu den 1:1 Kommissionierarbeitsplätzen ermöglichen. Die modulare Lösung kombiniert die Bereitstellung für Filialbelieferung, E-Commerce und Retourenhandling aus einem Shuttle-Block heraus. „Das Erfolgsgeheimnis von ‚Flashpick‘ ist die Abwicklung in Einzelaufträgen. Sämtliche Strategien und Abläufe sind darauf ausgelegt, eingehende Aufträge innerhalb kürzester Zeit abzuwickeln und die traditionelle Batch-Bearbeitung durch eine Real-Time Kommissionierung der Aufträge abzulösen“, so Eric Große, Head of Business Development bei TGW. Die verkürzten Durchlaufzeiten ermöglichen eine frühere Auslieferung und/oder spätere Auftragsannahme und sind damit ideal für die Kombination von Push- und Pull-Strategien im Handel. Das System ist auf die Kombination von Mehrpositions- und Einzelpositions-Aufträgen ausgelegt.

Hohe Lagerdichte durch innovative Bauweise

Anders als herkömmliche AKL-Lösungen muss ein Shuttle nicht direkt auf dem Hallenboden montiert werden. Es kann auf einer zweiten Ebene über oder unter den angeschlossenen Kommissionierplätzen installiert beziehungsweise räumlich gänzlich von den Kommissionierarbeitsplätzen abgekoppelt werden. Auf diese Weise lässt sich nicht nur im Shuttle selbst die oft erforderliche Einrichtung verschiedener Klimazonen realisieren. Auch sind Lager- und Kommissionierbereich physisch getrennt – das steigert die Raumausnutzung bei hoher Stellplatzkapazität und optimiert die ergonomische Anordnung der Arbeitsplätze.

Zudem haben sich insbesondere die Anlagengrößen der Shuttle-Systeme über die Jahre verändert. Während die ersten Shuttle-Systeme in Höhe und Gassenlänge durch eine maximale Länge des Liftes und dessen stirnseitige Anordnung auf zölf Meter Bauweise und eine Gassenlänge von 40 bis zu 60 Metern limitiert waren, so heben die neuen Shuttle-Systeme von TGW diese physischen Grenzen auf. Das Unternehmen TGW bietet Hochleistungslifte, die Bauhöhen der Shuttle-Systeme von bis zu 30 Metern Höhe ermöglichen und damit deutlich die konventionellen Bauhöhen traditioneller Shuttleblocks oder Regalbediengeräte übersteigen. „Auch ist heute problemlos eine Silo-Bauweise für Shuttle-Systeme realisierbar“, so Große.

Neue Liftpositionierung ermöglicht längere Gassen

Ein Einbau der Lifte ist sowohl in der klassischen stirn- als auch Heckanbindung möglich, aber auch als mittig gesetzter Lift. Diese neue Positionierung der Lifte ermöglicht Gassenlängen von bis zu 150 Metern. Dies ist laut TGW eine neue Bauweise, die insbesondere in aktuellen Projektplanungen in Projekten in den USA zum Einsatz kommt und derzeit auch auf Europa übertragen wird. Auch stehen die neuen Lift-Generationen für hohe Ausfallsicherheit durch den Einsatz gleich mehrerer Lastaufnahmemittel auf dem Lift. Für den Transport der Behälter, Kartons oder Tablare ist somit die höchste Ausfallsicherheit gegeben. Mittels des neu entwickelten Doppelgondelhebers beim Shuttle-Lift ist zum einen eine höhere Performance beim Ebenenwechsel möglich, zum anderen ist die Redundanz der Gasse zusätzlich durch ein zweites Aufnahmemittel für Shuttle-Fahrzeuge gewährleistet. Shuttle-Lifte kommen im sogenannten Roaming-Konzept zum Einsatz. Es eignet sich insbesondere auch für 25 bis 30 Meter hohe Anlagen und findet seinen Einsatz vorwiegend in Anwendungsfällen mit benötigt hoher Stellplatzkapazität und geringer bis mittlerer Leistung. Beim Roaming sind die einzelnen Shuttle-Fahrzeuge nicht fest an eine Regalebene gebunden, sondern können über die Shuttle-Lifte auch zwischen den Ebenen je nach Bedarf umgesetzt werden. Ein aktuelles Referenzbeispiel für den Wechsel der Shuttle-Fahrzeuge mit Doppelgondelheber zwischen den Ebenen ist die Lösung bei Würth Elektronik, Lieferant für elektronische und elektromechanische Bauteile aus Waldenburg.

Stellkapazität und Raumverdichtung

Hinsichtlich der Stellplatzkapazität und Raumverdichtung differenziert TGW in Bezug auf Höhe, Tiefe und Breite. Eine der wichtigsten Neuerungen beim „Stingray“-Shuttle-System ist der um über ein Viertel reduzierte Ebenenabstand. Dieser wirkt sich insbesondere bei niedrigem Lagergut positiv auf die Höhe des Systems aus und ermöglicht das Einziehen zusätzlicher Level im Shuttle-Block. Darüber hinaus reduziert der verringerte Abstand zwischen den Lagergütern unter anderem die Regaltiefe.

Das Shuttle kann variabel eingesetzt werden

Um weitere Effekte der Raumverdichtung hinsichtlich Breite zu erzielen insbesondere bei unterschiedlichen Karton- oder Behältergrößen und Verpackungsformaten von zwei bis 50 Kilogramm Gewicht, kommt das Shuttle V (Variabel) zum Einsatz. Das Shuttle ist mit einem flexiblen Lastaufnahmemittel ausgestattet und justiert seine Teleskoparme auf die exakte Lastbreite. Damit ist das Handling von Verpackungsformaten in den Abmessungen 150 Millimeter bis 900 Millimeter und Breite 200 Millimeter bis 800 Millimeter möglich.

„Wobei mit dem ‚Stingray‘-Shuttle nun auch das Handling übergroßer Kartons von 600 Millimeter × 800 Millimeter möglich ist“, so Große weiter. Bereits seit zwei Jahren ist das Shuttle so bei einer führenden spanischen Textilhandelskette im Einsatz. Das heißt, dass bei unterschiedlicher Breite der Lademittel (Behälter, Kartons oder Tablare) beispielsweise bei einer Breite von 400 Millimetern fünf Kartons eingelagert werden können, bei 300 Millimeter Breite sechs Kartons nebeneinander Platz finden und bei 200 Millimeter Breite bis zu 7 Kartons flexibel im Regalfach nebeneinander platziert werden. Die Regalfachbelegung erfolgt flexibel. Dies garantiert eine extrem hohe Lagerdichte im Vergleich zu anderen am Markt erhältlichen Systemen.

Shuttle-System für den Tiefkühlbereich

Eine hohe Lagerdichte ist vor allem bei Kühl- oder Tiefkühlsystemen entscheidend. Je höher die Lagerdichte, desto niedriger das tatsächliche Lagervolumen und der damit zu kühlende Raum. Energie und Kosten werden gespart. Bei dem „Freezer“-Shuttle von TGW handelt es sich um ein Shuttle-System für den Kühl- und Tiefkühlbereich, mit dem Temperaturbereiche von +40 bis -30 °C realisierbar sind.

Eric Große dazu: „TGW ist das erste Unternehmen im Markt mit einem Shuttle-System für Tiefkühllager. Die Leistung der tiefkühlfähigen Technik steht der des Normaltemperaturbereiches in nichts nach, es gibt tatsächlich keinen Unterschied. Und auch die Energieeffizienz ist bemerkenswert.

Die erste shuttlebasierte Tiefkühllösung ging gerade in der Schweiz in Betrieb“, freut sich Eric Große.

Beim Schweizer Lebensmittelretailer Coop in Schafisheim implementierte TGW ein Logistiksystem im Wert von über 100 Millionen Euro, das neben dem vollautomatischen Tiefkühllager auch das Lager für Artikel aus dem Trockensortiment, den Kühlautomaten und eine Leergebindezentrale umfasst. Sämtliche Temperaturbereiche werden in diesem Distributionszentrum mit TGW-Technik abgedeckt, von -25 °C bis hin zur normalen Raumtemperatur der Trockenware.

Herzstück ist dabei jedoch das shuttlebasier-te Tiefkühllager zur Pufferung und Kommissionierung. Bei -25 °C wird die sogenannte „Pick Engine“ kontinuierlich aus dem 17.000 Stellplätze umfassenden Palettenlager versorgt. TGW-Depalettierer vom Typ „Splitex“ übernehmen die Vereinzelung der Kartons. Anschließend lagern Shuttles vom Typ „Stingray“ bis zu 4.500 Kartons pro Stunde in dem 40.000 Stellplätze umfassenden Shuttle-Block ein und auftragsbezogen wieder aus. Die „gepickten“ Kartons werden ebenso vollautomatisch nach vorgegebenem Packmuster durch TGW-Palettierstationen vom Typ „Autostax“ volumenoptimiert und ladenfreundlich zusammengestellt.

Ergänzung der Shuttle-Systeme um Robotik

Die Ergänzung der Shuttle-Systeme um so-genannte Ware-zum-Roboter oder auch Pick-and-Place-Roboter befindet sich derzeit bei TGW unter Realbedingungen im Dauertest. In den kommenden Monaten sollen erste Pick-and-Place-Roboter ihre Arbeit in Anbindung an Shuttle-Systeme aufnehmen. So auch in einer Beta-Site eines großen TGW-Kunden aus dem Handel. Bei diesem Ansatz werden die Waren aus dem Shuttle-System ausgelagert und über Fördertechnik dem Kommissionierroboter zugeführt. Der Roboter entnimmt die zu pickenden Artikel und kommissioniert diese in den Versandkarton oder in ein Einlagetray.

Gesteuert wird das Szenario durch das TGW-WMS (Warehouse Management System). Die Lagersteuerungssoftware verwaltet zum Beispiel eigenständig die Ein- und Auslagerungen im Shuttle sowie die angeschlossenen Kommissionierprozesse. Die an den Shuttle-Block angegliederten Kommissionierstationen, sei es herkömmliche Ware-zum-Mitarbeiter-Arbeitsplätze oder Roboter-Pickstationen, werden in der Reihenfolge der Auftragsvorgaben angedient. Die Abarbeitung der Kunden-Aufträge erfolgt in Echtzeit.(ck)

Technische Logistik 09/2017 PDF-Download (1.5 MB)