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16.12.2022

Treffen Sie die schnelle 3D-Lagerlösung, welche Logistik auf ein neues Level hebt

Die Attabotics-Lösung nutzt geschickt kurze Reaktionszeiten in Kombination mit dem Platz unter dem Lagerbereich, um eine effiziente Sequenzierung zu ermöglichen. Benötigen Sie Ihr schweres Produkt vor den zerbrechlichen Produkten? Das wäre mit dieser Lösung kein Problem.

[Translate to Deutsch:] Attabotics solution

Kubische Lagersysteme

Sogenannte kubische Lagersysteme sind seit über zehn Jahren auf dem Markt für automatisierte Materialflusssysteme. Diese Lager erfreuen sich äußerst großer Beliebtheit, und das auch aus gutem Grund. Lager in dieser Bauweise sind sehr kompakt, relativ kostengünstig und steigern die Effizienz bei der Auftragsabwicklung.
 
Bei einem kubischen Lagersystem werden die Produkte in der Regel in Behältern gelagert, welche übereinandergestapelt oder in einem Regal gelagert werden. Roboter fahren auf einem darüber – bei einigen Lösungen auch darunter - angeordneten Fahr-Grid, um die Behälter auszulagern. Wird ein Behälter in der Mitte des Stapels benötigt, müssen in den meisten Fällen alle darüber liegenden Behälter von Robotern zuerst umgelagert werden, die benötigten Behälter müssen somit erst "ausgegraben" werden. Diese Technologie ermöglicht eine effiziente Logistik und Auftragsabwicklung in Distributionszentren und hebt den Lagerbetrieb auf eine neue Ebene.

Eine natürliche Grenze – Verhältnis von Lagerplätzen und Durchsatz

All dies funktioniert ausgezeichnet, jedoch nur bis zu einer bestimmten Grenze, welche durch das Verhältnis zwischen Lagerplätzen und Durchsatz definiert wird. Der Durchsatz dieser Systeme wird durch die Anzahl der Roboter begrenzt, die auf (oder unter) das Lager passen. Wird die Anzahl der benötigten Roboter zu groß, kommt es zu einer Überlastung und gleichzeitigen Ineffizienz des Systems.  
 
In den letzten zehn Jahren konnte diese Grenze merklich erhöht werden. Anfangs lag der maximale Durchsatz bei einem System mit 10.000 Behältern noch bei etwa 600-700 Behältern pro Stunde. Bei einem System mit 20.000 Behältern entsprechend das Doppelte etc. 
 
Durch intelligentere Lagerverwaltungssysteme (Warehouse Management Systems, WMS) bzw. Warehouse Execution Systems (WES), schnellere Roboter und bessere Layouts konnte diese Grenze deutlich angehoben werden. Jedoch besteht aufgrund des Lagerdesigns weiterhin eine natürliche Grenze nach oben. Die einzige Möglichkeit, diese noch weiter zu erhöhen, wäre es, die Lagerhöhe zu verringern und somit die Lagergrundfläche und das Fahr-Grid zu vergrößern. Hierdurch kann wieder mehr Platz für die Roboter geschaffen werden, um diese effizienter betreiben zu können.

Aber was bedeuten diese Zahlen in der realen Welt und in Echtzeit? Nehmen wir an, ein durchschnittlicher Behälter fasst 30 Teile und aus jedem ausgelagerten Behälter werden zwei Teile entnommen. Bei einer durchschnittlichen Arbeitszeit von 8 Stunden pro Tag entspräche dies einem Bestand von 15 bis 30 Tagen im System. Oder einer Lagerrotation von 10 bis 20 Mal pro Jahr.
Für viele Lagerbetriebe ist das mehr als genug, wobei die Mehrzahl der Lager gar nicht in die Nähe dieser Grenze kommen wird. 
 

Manchmal muss es schneller gehen, wie im E-Commerce oder bei Lebensmitteln

In manchen Fällen muss es aber einfach schneller gehen - sehr viel schneller. Zum Beispiel bei schnelldrehenden Konsumgütern und im (Lebensmittel-)Einzelhandel. Auch im Online-Lebensmittelhandel ist eine hohe Lagerumschlagshäufigkeit erforderlich. Zwei oder drei Tage Vorlaufbestand sind in diesen Lagerbetrieben nicht außergewöhnlich niedrig.

Viele der sogenannten Mikro-Fulfillment-Center (MFC) werden mit geringen Beständen betrieben. Da diese MFCs in der Nähe der Verbraucher liegen, ist die Lagerfläche oft sehr knapp bemessen. Durch die Verteilung der Bestände auf mehrere kleineren Standorte besteht jedoch das Risiko, dass der Gesamtbestand ansteigt. Um diese Auswirkungen zu minimieren, werden Mikro-Fulfillment-Center mit einem minimalen Lagerbestand betrieben.

Die Alternative ist die Verwendung eines Shuttle-Systems. Dabei handelt es sich um "klassische" gassenbasierte Lagerlösungen, wo sich in der Regel auf jeder Ebene und in jeder Gasse ein Shuttle befindet. Mit diesen automatischen Lagerkonzepten lassen sich deutlich höhere Lagerumläufe erzielen. Jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass sie weniger flexibel und weniger kompakt sind. Lagerung und Durchsatz sind eng miteinander verbunden.

Sprich, wenn mehr Durchsatz erforderlich ist, muss eine weitere Gasse gebaut werden. Dadurch wird auch mehr Lagerkapazität geschaffen, selbst wenn sie nicht benötigt wird. Außerdem benötigen diese Shuttle-Systeme auch Fördersysteme, um das Lager mit den Kommissionierarbeitsplätzen zu verbinden. Bei Systemen mit hohem Durchsatz werden diese Förderanlagen kompliziert und teuer.

Das Beste aus beiden Welten

Was wäre, wenn es möglich ist, die Leistung eines Shuttles mit allen Vorteilen einer roboterbasierten, kubischen Lagerlösung zu kombinieren? Das kanadische Unternehmen Attabotics hat eine solche Lösung entwickelt.
 
Inspiriert von Blattschneiderameisen und der Art und Weise, wie sie ihre Kolonien bauen, hat Attabotics eine echte 3D-Lager- und Kommissionierlösung entwickelt. Bei dieser Lösung bewegen sich die Roboter nicht nur in zwei Dimensionen (2D), sondern können sich auch vertikal bewegen (3D). Dadurch haben sie Zugang zu jedem einzelnen Behälter, und das ganz ohne eine einzige Umlagerung im Vorfeld. Außerdem bietet das System den Robotern deutlich mehr Platz, da sie sich sowohl unter als auch über dem System und in den vertikalen Schächten bewegen können. Durch diese Voraussetzungen ist es auch möglich, deutlich höhere Systeme zu bauen, ohne dass die Leistung in den Verteilzentren beeinträchtigt wird. Aus diesem Grund ist die theoretische Grenze der Lagerplätze im Verhältnis zum Durchsatz 5-10x höher als bei den meisten anderen kubischen Lagersystemen.

Gleichzeitig bietet die Lösung alle Vorteile für die Logistik im Lagerbetrieb, die auch bei konventionellen kuschen Lagersystemen gelten. Lagerung und Durchsatz können unabhängig voneinander skaliert werden. Das System kann zur Erreichung einer höheren Lagerkapazität einfach erweitert werden oder es können Roboter für mehr Durchsatz hinzugefügt werden. Jeder Roboter kann jeden Lagerplatz und jede Arbeitsstation erreichen, sodass es keinen „single point of failure“ gibt. Auch wenn die Lagerdichte nicht ganz an andere kubische Lagersysteme heranreicht, ist es dennoch eine sehr kompakte Lösung für die Logistikautomatisierung, auch weil größere Bauhöhen möglich sind. Außerdem benötigt es keine komplizierten und unflexiblen Fördersysteme, um die Arbeitsplätze mit dem Lagerbereich zu verbinden.
 
Der direkte Zugriff auf jeden Lagerplatz bringt noch weitere Vorteile mit sich: Erstens macht er das System unabhängig vom Auftragsprofil. Kubische Lagersysteme sind von einer bestimmten Pareto-Kurve (ABC-Kurve) abhängig. Im Idealfall sollten 20% der Produkte 80% des Durchsatzes erzeugen. Wird diese Kurve flacher, sind in der Regel mehr Auslagerungen und damit mehr Roboter erforderlich. Mit der Attabotics-Lösung ist dies nicht der Fall, da auf jeden Artikel im automatisierten Materialflusssystem einzeln und gleich schnell zugegriffen werden kann.

Durch den direkten Zugriff ist die Lösung auch ideal für die Handhabung von Eilaufträgen oder anderen Schwankungen der im Voraus geplanten Auftragsstruktur.
Als letztes Merkmal nutzt die Attabotics-Lösung geschickt kurze Reaktionszeiten in Kombination mit dem Platz unter dem Lagerbereich, um eine effiziente Sequenzierung zu ermöglichen. Benötigen Sie Ihr schweres Produkt vor den zerbrechlichen Produkten? Das wäre mit dieser Lösung kein Problem. 
 

Fazit – es gibt keine Einheitslösung

Es gibt keine Einheitslösung für alle Anwendungsfälle. In vielen Fällen sind kubische Lagerlösungen eine solide Möglichkeit für eine Lagerautomatisierung. Und in einem 25 m hohen Gebäude könnte eine Shuttle-Lösung die Effizienteste sein. 
Aber wenn Sie einen hohen Durchsatz auf kleinem Raum, maximale Flexibilität und kurze Reaktionszeiten benötigen, dann sollte die Attabotics-Lösung auf jeden Fall auf Ihrer Logistik-Roadmap stehen.
 
Disclaimer: Der Transparenz halber sei erwähnt, dass Korber Supply Chain strategische Partnerschaften mit Attabotics und mit Anbietern von Shuttle-Lösungen unterhält. Der Autor hat die Eigenschaften der einzelnen Lösungen nach bestem Wissen und Gewissen beschrieben. Die genannten Zahlen sind als Richtwerte zu verstehen, da die Situation im Einzelfall sehr unterschiedlich sein kann.  

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