Ein grundlegender Bestandteil der Produktionsprozesse in der Metallverarbeitung ist die richtige Lagerung der gefertigten Produkte. Dazu verfügen die Werkstätten über ein gut organisiertes Lager, in dem sie ihre Produkte verwalten. Zu den großen Herausforderungen der Industrie 4.0 gehört die automatisierte Lagerung. Doch was bedeutet das?
Lager automatisieren: eine Herausforderung der Industrie 4.0
Die Industrie 4.0 bezeichnet eine vierte Revolution der Maschinen, die sich im dritten Jahrzehnt des einundzwanzigsten Jahrhunderts vollständig durchsetzen soll. Hauptakteure dieser Revolution sind Roboter (aller Art), die gezielt dafür entwickelt wurden, die Produktionsprozesse in Fabriken grundlegend zu verändern. Es geht darum, die Produktionskette neu zu organisieren und zu verteilen – von der Gewinnung der Rohstoffe über ihre Bearbeitung bis zur Lagerung – und dabei künstliche Intelligenz einzusetzen.
So ließen sich nicht nur Ressourcen effizienter nutzen, sondern auch Fertigungszeiten und -kosten senken und menschliche Eingriffe reduzieren. Die Mitarbeiter könnten so ihre Leistung steigern, und das Risiko von Arbeitsunfällen würde sinken.
Heute gibt es immer mehr Industrierobotik-Projekte, etwa Roboterarme, die an CNC-Werkzeugmaschinen (Drehmaschinen, Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren) angebaut werden und sogar das Be- und Entladen der Maschine übernehmen. Doch ein Schritt im Produktionsprozess hat sich in dieser neuen industriellen Revolution noch nicht vollständig etabliert: die automatisierte Lagerung.
Was ist ein automatisiertes Lager?
Die automatisierte Lagerung setzt sich in der Metallverarbeitung und in anderen Branchen wie der Fertigungs- oder Automobilindustrie nach und nach durch – mit Maschinen, die die gefertigten Teile mit minimalem menschlichem Eingriff einlagern.
Welche Vorteile bietet die automatisierte Lagerung? Zunächst verkürzen sich die Zeiten für Ein- und Auslagerung, da die Maschinen die gesamte Arbeit übernehmen – vorab programmiert oder von einem Mitarbeiter über ausgefeilte Software gesteuert. Außerdem ermöglicht sie eine bessere Lageraufteilung und Platzoptimierung. Dank komplexer IT-Systeme lässt sich der Warenbestand besser kontrollieren, und man weiß, wann ein Teil das Lager verlässt oder wann ein neues hinzukommt.
In der Metallverarbeitung nutzen viele Unternehmen noch sehr einfache Software, in der die Mitarbeiter das Lager anlegen und alle Zu- und Abgänge manuell erfassen müssen. Ohne konsequente Kontrolle führt das meist zu einem unorganisierten Lager. So sind manche Teile zwar erfasst, befinden sich aber physisch nicht in der Werkstatt, weil ihr Abgang aufgrund menschlicher Fehler nicht gebucht wurde.
Die automatisierte Lagerung würde hier zu einer besseren Ressourcenverwaltung beitragen. Heute gibt es verschiedene Automatisierungsgrade bei Lagern, nach denen sich drei Lagertypen unterscheiden: konventionelle, automatisierte und vollautomatische Lager.
Konventionelle, leicht automatisierte Lager
Diese Lager sind in Fabriken am weitesten verbreitet. Sie arbeiten mit sehr einfachen Lagermitteln; das Be- und Entladen der Waren übernehmen Mitarbeiter mithilfe mechanischer Hilfsmittel wie Gabelstapler.
Die Mitarbeiter können auch ein Hebezeug nutzen, um Produkte in den obersten Regalfächern einzulagern. Hebezeuge sind Geräte aus Rollen, Seilen, Kabeln oder Ketten, mit denen sehr schwere Lasten gehoben werden. Auf dem Markt gibt es Elektrokettenzüge mit Fernbedienung, mit denen sich sehr schwere Lasten mit minimalem Kraftaufwand heben lassen.
Automatisiertes Lager
Bei diesem Lagertyp erfolgt die Einlagerung mit mechanischen Mitteln. Der Abstand zwischen den Waren ist deutlich geringer als in konventionellen Lagern, um den Platz optimal zu nutzen.
Zu den Maschinen, die in diesen Lagern eingesetzt werden können, gehören:
- Förderanlagen, die die Regalköpfe mit den Ein- und Ausgangsbereichen verbinden.
- Regalbediengeräte, die das Produkt lokalisieren und aus dem Regal entnehmen
- Lagersteuerungs- und Lagerverwaltungssoftware. Die erste führt die Auslagerungsvorgänge aus, die zweite lokalisiert die Produkte und entscheidet über ihren Lagerplatz.
Vollautomatisches Lager
Es ähnelt dem automatisierten Lager, ist aber eine vollständig automatisierte Lagerung und das Endziel der Industrie 4.0. Vollautomatische Lager sind dafür ausgelegt, ohne Bedienpersonal zu funktionieren. Roboter handhaben die Lasten, was das Ein- und Auslagern der Waren effizienter, schneller und einfacher macht. Im Grunde müssen die Mitarbeiter in diesen Lagern nicht einmal die Gänge betreten – das erhöht die Sicherheit.
Je nach Branche kommen unter anderem folgende Maschinen und Systeme zum Einsatz:
- Regale mit Regalbediengeräten: für palettierte Lasten in großer Höhe. Sie werden von vollständig robotisierten Anlagen bedient.
- Regale mit Shuttle-Fahrzeugen: bedient von einem Transportwagen