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Ausgewählte Ausgabe: 05-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Effizienter mit innovativer Materialflusstechnik

Moderne Materialflusstechnologien können prozessorientierte Strukturen unterstützen sowie die Intralogistik mittels neuer und effizienter Prozesse „revolutionieren“. Beispielsweise wird beim „Injektionsprinzip“ das Material in kleinen Mengen mittels autonomer Transportroboter direkt an den benötigten Platz geliefert. Das reduziert die Handhabungsvorgänge, beschleunigt den Materialfluss, sorgt für kürzere Laufwege und spart zudem teure Produktions- und Lagerfläche ein.


Das Kompetenzzentrum Fabrikplanung integriert das „Injektionsprinzip“ in die Werklayoutplanung, um mittelständische Fertigungsunternehmen zu unterstützen und zusätzliche Flächen auch ohne Neubaumaßnahmen zu gewinnen.

Das Kompetenzzentrum Fabrikplanung integriert das „Injektionsprinzip“ in die Werklayoutplanung, um mittelständische Fertigungsunternehmen zu unterstützen und zusätzliche Flächen auch ohne Neubaumaßnahmen zu gewinnen.

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Bild 1.
Konventionell: Produktionsbereich mit dezentralen Supermarktregalen an den einzelnen Maschinen.

Ein gängiger, nach Lean-Kriterien geplanter Produktionsbereich besteht meist aus dezentralen „Supermärkten“, die in Form von Durchlaufregalen an den einzelnen Maschinen stehen, Bild 1. Der Maschinenbediener entnimmt die Teile aus dem Supermarktregal, in dem sämtliche, für den jeweiligen Fertigungsschritt benötigten Teile vorhanden sind. Die leeren Behälter werden anschließend in die Regale zurückgelegt und rutschen nach außen. Diese Lösung beansprucht vergleichsweise viel Platz für die Supermarktregale und bedingt lange Laufwege bei der Mehrmaschinenbedienung. Zudem ist viel Fläche für Wege und Haltestellen notwendig.

Innovatives Injektionsprinzip

Die Grundidee des Injektionsprinzips ist hingegen, Material nicht großflächig von außen anzuliefern, sondern möglichst nah am Standort der Maschinen in kleinen Mengen in den Produktionsbereich einzubringen, zu „injizieren“. Übertragen auf die Praxis bedeutet dies, Material von oben direkt am benötigten Platz bereitzustellen – mitten hinein in die laufwegoptimierte Anordnung mehrerer Maschinen. Somit wird die Richtung des Materialflusses umgedreht. Die Materialbereitstellung findet nicht von außen, sondern von innen statt, von wo aus das Material dann nach außen abfließt. Der Transport beim Injektionsprinzip geschieht mittels moderner Materialflusstechnik, die an der Hallendecke entlang geführt wird. Am Boden ist nur der Abgabepunkt in Form eines Behälteraufzugs notwendig. Infolgedessen lassen sich die Maschinen näher aneinander platzieren. Aufgrund der Schnelligkeit und Reaktionsfähigkeit des Systems entfallen die Supermarktregale. Leere Behälter werden über den Behälteraufzug wieder in das System zurückgegeben und zur Leergutstation transportiert.

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Bild 2.
Mit innovativer Technologie umsetzbar: Injektionsprinzip mit Materialausgabe in der Mitte der Maschinen.

Bild 2 visualisiert den Ansatz des Injektionsprinzips. Der Maschinenbediener bekommt sämtliches Material aus dem Ausgabeturm in der Mitte bereitgestellt und befüllt die Maschinen. Der Werkerbereich kann im Vergleich zur konventionellen Lösung deutlich verkleinert werden, denn der Mitarbeiter muss das Material nicht mehr vom Rand seines Bereichs holen. Damit sind kurze Wege und eine reibungslose Mehrmaschinenbedienung möglich. Nur bei Störungen, Umrüstvorgängen oder Ähnlichem muss der Werker in den Maschinenbereich. Und nur hin und wieder müssen im Fertigteilebereich (grüne Fläche) Tätigkeiten, etwa ein Behälterwechsel für Fertigprodukte, durchgeführt werden. Damit lassen sich die Laufwege um mehr als 50 % verkürzen.

Agile Transportroboter im Einsatz

Als „Enabler“ für das Injektionsprinzip fungieren innovative Transportroboter, die als dezentrale „Schwarmroboter“ agieren. Zu den wesentlichen Anbietern solcher Systeme zählt die Servus Intralogistics GmbH mit Sitz im österreichischen Dornbirn (www.servus.info). Mit deren Lösungen können beispielsweise alle betriebsinternen Logistikprozesse – vom Wareneingang über Lager, Büro, Produktion, Montage oder Kommissionierung bis zum Warenausgang – in einen effizienten, schnittstellenlosen Fließprozess integriert werden.
Kernstück ist der „intelligente“ und autonome Transportroboter „Servus ARC3“ (Autonomous Robotic Carrier). Individuell konfiguriert nach Größe, Leistung oder Lastaufnahmemittel kann er zahlreiche Produkte sowie Material transportieren. Dies reicht von einfachen Kartons, Boxen und Trays bis hin zu Schüttgut oder kundenspezifischen Werkstücken bis 50 kg. Ausgestattet mit modernen Technologien – wie ABS (Antiblockiersystem), ESP (Elektronisches Stabilisierungssystem), ASR (Antischlupfregelung) und Energiemanagement mit Energierückgewinnung – ist der ARC ein zuverlässiges und wartungsarmes Produkt.
Die im ARC integrierten Lastaufnahmemittel gestatten das selbständige Be- und Entladen links oder rechts entlang der Strecke. Über Hochfrequenz-Funktechnologie bekommt der autonome Roboter seine Aufträge von der Zentrale (direkt an die Kundensoftware angebunden), erledigt diese selbständig und immer auf dem kürzesten Weg. Durch modulare Komponenten kann das System nach dem Baukastenprinzip mit Lager- und Schienenelementen flexibel und platzsparend sowie für jeden Kunden maßgeschneidert gestaltet werden.

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Autoren

Prof. Dr. Markus Schneider

Professor für Logistik, Material- und Fertigungswirtschaft an der Hochschule Landshut sowie Mitgesellschafter des Kompetenzzentrums Fabrikplanung in Burghausen. 

M. Eng. Stefan Kaspar

Senior Consultant am Kompetenzzentrum Fabrikplanung.

Standorte...

... produktiver gestalten

Bereits 70 % bis 80 % der Herstellungskosten eines Produkts  werden  durch  die  Planung  und  Struktur  des  Betriebs festgelegt. Ist das Werklayout nicht optimal gestaltet, sind unnötige oder lange Fahr- und Laufwege sowie ein  damit  verbundener  erhöhter  Aufwand  die  Konsequenz. Mit dem Ansatz des „Lean Factory Design“ unterstützt das Kompetenzzentrum Fabrikplanung produzierende  Unternehmen  dabei,  ihre  Fabrik  konsequent  nach Lean-Kriterien auszurichten, prozessorientierte Strukturen zu schaffen und sich wettbewerbsfähiger aufzustellen.
Kompetenzzentrum für Fabrik- und Standortplanung GmbH, Marktler Str. 2b, 84489 Burghausen, Tel. 08677 / 87 58 79-0, Fax -79, E-Mail: info@kompetenzzentrum-fabrikplanung.de, Internet: www.kompetenzzentrum-fabrikplanung.de