Optimierung der Lagerlogistik mit autonomen mobilen Robotern

Die Industrie ist seit jeher auf Lagereinrichtungen angewiesen, um Waren vorübergehend zu lagern, um Bestellungen zu erfüllen.

Von der 1. bis zur 4. industriellen Revolution hat ein optimierter Lagerbetrieb immer zu einer schnellen Auftragserfüllung und einem optimierten Produktionszyklus sowie einer verbesserten Bestandsführung geführt. Aus diesem Grund haben einige das Lager den Leuchtturm genannt, der chaotische industrielle Prozesse lenkt.

Ein organisiertes Lager führt zu einer erhöhten Prozessoptimierung, während eine Desorganisation zu einem geringeren Servicelevel führt. Um zu verstehen, warum Desorganisation die Optimierung von Lagerhaltungsaktivitäten beeinflusst, sind Kenntnisse über die Funktionen eines Lagers erforderlich. Lager dienen als:

• Versand-Hubs – In einem Versand-Hub-Lager werden Waren und andere Artikel gelagert und an andere Orte versandt. Der Versandknotenpunkt befindet sich traditionell in strategischen Regionen, die für Unternehmen, die die darin gelagerten Waren benötigen, leicht zugänglich sind.
• Montagelinie – In der Fertigungsindustrie werden Inventar und andere Ressourcen in hauseigenen Lagern gelagert, auf die während eines Produktionszyklus schnell zugegriffen werden kann. Das Lager enthält im Allgemeinen hergestellte Komponenten oder Montagewerkzeuge, die montiert oder verwendet werden müssen, um ein Endprodukt zu montieren.
• Lagerraum – Das traditionelle Lager ist ein Lagerraum, in dem Artikel aufbewahrt werden, bis sie benötigt werden, um die Produktion zu unterstützen oder die Marktverfügbarkeit eines bestimmten Produkts zu erhöhen.

Versand-Hubs-Lager und Fließbandlager müssen optimal funktionieren, um Produktlieferungen und Produktionszyklen zu beschleunigen. Somit wirken sich die Auswirkungen eines unorganisierten Lagers auf das Fließband aus und führen zu geringeren Umsätzen und unzufriedenen Kunden.

Für eine optimale Lagerhaltung ist ein funktionsfähiges Materialflusssystem erforderlich. Materialhandling bezieht sich auf die Bewegung von Materialien innerhalb eines Gebäudes oder zwischen einem Gebäude und einem Fahrzeug. Daher verlässt sich das durchschnittliche Lager auf Materialflusssysteme, um sicherzustellen, dass aufbewahrte Artikel bei Bedarf ordnungsgemäß transportiert werden. In der Fließbandlagerhaltung ist Materialhandhabung erforderlich, um Materialien, Komponenten und Werkzeuge von Lagerhallen zu Arbeitsstationen innerhalb der Fertigungsanlage zu transportieren.

Die Optimierung der Lagerhaltung in Versandzentren setzt auf eine optimierte Logistikplanung und Materialflusssysteme spielen ebenfalls eine Rolle. Logistik sind die Prozesse, die mit dem Transport von fertigen Artikeln oder Rohstoffen zum Endverbraucher verbunden sind. Diese Artikel müssen von einem Versandzentrum zu einem Fahrzeug transportiert werden, bevor sie zum Benutzer gelangen. Ein Materialtransportsystem ist erforderlich, um die Artikel vom Versandzentrum ohne Schäden zu befördern.

Materialtransport innerhalb des Lagers

Um den Materialhandhabungsprozess und den Transport innerhalb des Lagers zu vereinfachen, wurden im Laufe der Zeit verschiedene Transportstrategien entwickelt. Diese Strategien reichen unter anderem von Milkruns bis hin zu A-to-B-Transporten. Ein Überblick über die Transportstrategien umfasst:

Milch läuft

Dieser Transportprozess beinhaltet die Bewegung von Materialien oder Lasten von einem zentralen Lagerbereich oder Lager zu verschiedenen Abschnitten einer Anlage. Milkruns werden verwendet, um Montagelinien zu warten und Just-in-time-Lieferungen durchzuführen.

A nach B Läufe

Dieser Transport- oder Materialhandhabungsprozess beinhaltet die Bewegung von Lasten von Punkt A zu Punkt B. Handarbeit und Wagen oder Paletten werden im Allgemeinen verwendet, um Lasten von einem Punkt zum anderen zu bewegen.

Präsenzpunkte im Gebiet (POPITT)

POPITT bezieht sich auf Lagereinrichtungen, in denen Kunden Fertigwaren kommissionieren oder fehlerhafte Waren zurücksenden. Das hier verwendete Materialtransportsystem ist in der Regel manuell durch Wagen.

Der Bedarf an autonomen Prozessen im Lager

Die Logistik im Lager umfasst drei Hauptaktivitäten, darunter: Auftragsabwicklung, Lagerverwaltung und Transport. Die Auftragsabwicklung wird durch Kundenanfragen über Bestellformulare gesteuert. Für Produktverkäufer, wie in einem E-Commerce-Shop, beziehen sich Bestellanfragen auf Fertigwaren, während Bestellanfragen in der Fertigung den Produktionszyklus ankurbeln. Die Bestandsführung bezieht sich auf die Verwaltung von Waren, die darauf warten, zu Verkaufsstellen oder in die Montagehalle transportiert zu werden. Der Transport beinhaltet den Transport von angeforderten Materialien in bestimmte Bereiche.

Die mit der Lagerhaltung und ihren drei Tätigkeiten verbundenen manuellen Prozesse führen zu Fehlern. Beispielsweise können auf Papier ausgefüllte Bestellformulare verloren gehen, und die Analyse des auf Papier geschriebenen verfügbaren Inventars ist eine zeitaufwendige und fehleranfällige Aufgabe. Daher reduziert die Einführung der industriellen Automatisierung diese Fehler.

Die E-Commerce-Branche hat den Einsatz digitaler Transformationstechnologien zur Automatisierung von Lagerprozessen begrüßt. Technologien wie Bestandsverwaltungssoftware vereinfachen die Auftragsabwicklung und den Abgleich von Auftragsanfragen mit dem verfügbaren Inventar. Planungs- und Simulationsmodellierung reduziert den Werkstattverkehr beim Umschlag oder Transport von Materialien, um die Sicherheitsmaßnahmen zu verbessern. Trotz der Entwicklung optimierter Zeitpläne mithilfe von Planungs- und Simulationsmodellierungssoftware treten immer noch Fehler innerhalb des Lagers auf, da Menschen die Arbeitskraft für den Materialtransport bereitstellen.

Heute ist der Einsatz eines manuellen Materialflusssystems verantwortlich für Tausende von Unfällen auf der Verkaufsfläche. Um die Gefährdung der Bedienersicherheit zu beseitigen, müssen Lagerhäuser erwägen, den Transportprozess mit autonomen mobilen Robotern zu automatisieren.

Autonome mobile Roboter (AMRs) sind intelligente Geräte, die sich durch eine Umgebung bewegen können, ohne die Hilfe eines menschlichen Bedieners zu benötigen. Die Umgebung ist in diesem Fall das Lagerlayout und AMRs sollen dynamisch durch den Boden navigieren, ohne sich auf einen fest vorgegebenen Weg oder magnetische Spuren verlassen zu müssen.

AMRs verlassen sich auf fortschrittliche Technologien, um sich in der Werkstatt zurechtzufinden. Zu diesen Technologien gehören Sensoren, um die unmittelbare Umgebung zu verfolgen und zu verstehen, das Be- und Entladen von Ausrüstung zur Automatisierung der Auftragsabholung und andere intelligente Geräte zur Erfassung von Daten. AMRs unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht von AGVs, aber der wichtigste Unterschied ist ihre Fähigkeit, durch die Werkstatt zu navigieren, ohne voreingestellten Spuren zu folgen.

AMRs automatisieren den innerbetrieblichen Logistik- und Materialflussprozess innerhalb von Lagereinrichtungen umfassend mit den oben genannten Technologien, mit denen sie ausgestattet sind. Wenn sie implementiert sind, können AMRs als Edge-Geräte dienen, die Daten aus dem Lager erfassen und die erfassten Daten zur weiteren Analyse an zentralisierte Computerplattformen übertragen.

Die Autonomie, die AMRs bieten, bedeutet, dass sie eingesetzt werden können, um Milkruns und andere Transportstrategien innerhalb des Lagers abzuwickeln. AMRs können mit anderen digitalen Transformationstools wie dem digitalen Zwilling zusammenarbeiten, um einige Industrie 4.0-Geschäftsmodelle zu implementieren. Ein risikobasierter Zeitplan integriert beispielsweise Echtzeitänderungen wie neue Fristen, um den Lagerbetrieb zu optimieren. AMRs können den neuen Zeitplan nutzen, um ihre Just-in-Time-Lieferungen zu beschleunigen, um den neuen Lieferterminplan einzuhalten.

Die Vorteile autonomer mobiler Roboter

Die Verwendung von AMRs innerhalb des Lagers bringt Mehrwertvorteile mit sich, die zu einem erhöhten Umsatzwachstum führen. Zu den wichtigsten Vorteilen der Automatisierung des Materialhandlings mit autonomen Robotern in der Lagerhaltung gehören:

1. Kürzere Vorlaufzeiten – Größere Lager bedeuten umfangreiche Lagerflächen mit Tausenden von Lagerbeständen. Das Navigieren in diesen komplexen Strukturen verlängert die Vorlaufzeit für die Ausführung von Aufträgen und ist fehleranfällig, da das manuelle Navigieren in großen Räumen selbst mit einer Karte eine Herausforderung darstellt. AMRs sind mit der Fähigkeit ausgestattet, Daten zu analysieren und Bestände schnell zu lokalisieren. Die Arbeitsgeschwindigkeit, die AMRs auf den Tisch bringen, verkürzt die Vorlaufzeit für die Erfüllung von Großaufträgen in großen Lagern und reduziert die Laufzeiten der Bediener innerhalb des Lagers.
2. Erhöhte Flexibilität – AMRs müssen nicht verdrahtet werden, um festgelegten Pfaden zu folgen. Dies bedeutet, dass ein AMR trotz der jüngsten Änderungen an einem Lagerlayout seinen Weg finden kann, um neue Produkte aufzunehmen. Die Flexibilität, die Autonomie bietet, bedeutet, dass AMRs mit neuen Aktivitäten beauftragt werden können, ohne einen komplexen Onboarding-Prozess durchlaufen zu müssen.
3. Erhöhte Sicherheit – Ein Hauptgrund für den Einsatz von AMRs in Lagerhallen ist die Reduzierung von Unfällen in der Werkstatt, die durch Verkehr und den Einsatz von schweren Hebezeugen wie Gabelstaplern verursacht werden. Die in AMRs integrierten Sensoren stellen sicher, dass sie ihre Umgebung verstehen, um ihre Geschwindigkeit anzupassen und Kollisionen in Echtzeit bei der Handhabung von Materialtransportaktivitäten zu vermeiden. Die Anwendung von AMRs für sich wiederholende Transporte entfernt auch Menschen aus problematischen Situationen, die Schaden anrichten können.
4. Skalierbarkeit – AMRs können mithilfe modularer Bereitstellungsstrategien implementiert werden, die skaliert werden können, um den expandierenden Betrieb zu erfüllen. Der Onboarding-Prozess erfordert weder das Verlegen von Gleisen noch den Kauf mehrerer Routenwagen oder Roboterausrüstung, was die Startkosten für die Verwendung von AMRs reduziert. Lagermanager können einfach neue AMRs zu einer verfügbaren Flotte hinzufügen, wenn eine Skalierung erforderlich ist.

Fazit

Autonome mobile Roboter bieten dem Logistikmanagement Flexibilität, die herkömmliche Materialflusslösungen nicht bieten können. Die Bereitstellung einer AMR ist ein Schritt zur digitalen Transformation von Lagerprozessen durch die Integration von Automatisierungsaspekten von Industrie 4.0.