FTS-Flexibilität: Gemeinsame Nutzung von Verkehrsflächen mit manuellen Flurförderzeugen: FTS in der Distributionslogistik

Gegenüber den klassischen automatischen Fördersystemen wie Stetigförderern (Rollenbahnen und ähnliches) und Elektrohängebahnen konnten sich Fahrerlose Transportsysteme (FTS) eine starke Position aufbauen. Der Grund liegt in der gemeinsamen Nutzung der Verkehrsflächen mit manuellen Flurförderzeugen und der hohen Flexibilität bei der Umstellung auf neue Anforderungen.
Ebenso kann ein FTS die vorhandenen Einrichtungen, wie Regale, Förderanlagen und Bereitstellflächen in der Regel genauso bedienen wie ein manueller Stapler. Für den automatischen Betrieb (fahrerlos) sind die Fahrzeuge mit Sicherheitssystemen ausgestattet, die den Schutz von Personen gewährleisten. Dies ermöglicht, dass die Fahrzeuge mit bis zu sechs Kilometern pro Stunde auf bestehenden innerbetrieblichen Transportwegen fahren können. Ein Mischbetrieb mit manuellen Staplern ist ebenso möglich.
Mit den Fahrerlosen-Transport-Fahrzeugen (FTF) können Paletten sowohl manuell als auch automatisch aufgenommen und abgesetzt werden. Die Übergabe ist bodeneben, auf Fördertechnik oder in Regale möglich. Hinsichtlich der Anzahl der Fahrzeuge und der Größe des Verkehrsnetzes gibt es nahezu keine Grenzen. Auch unterschiedliche Fahrzeugtypen können in das System integriert werden. Mögliche Anwendungen im Distributionszentrum sind:
Wareneingang
Abtransport der im Wareneingang bereitgestellten Paletten zum Hochregallager mit Übergabe an eine Förderanlage oder zu einem manuell bedienten Regallager. Beim Regallager setzen die Fahrzeuge die Paletten an Übergabepunkten vor den Regalen ab, von wo sie mit bemannten Staplern eingelagert werden.
Warenausgang
Hier erfolgt der Transport der Paletten in umgekehrter Reihenfolge wie bei der Anwendung Wareneingang. Zusätzlich können auch kommissionierte Paletten von Übergabepunkten in der Kommissionierzone in den Warenausgang transportiert werden.
Kommissionierung
Die Mitarbeiter kommissionieren die Waren direkt auf ein FTF. Via Pick-by-Voice erhält der Kommissionierer die Pick-Befehle. Bestätigt er die Materialentnahme, wird das vorausfahrende FTF exakt an die nächste Entnahmeposition geschickt. Bei entsprechendem Füllgrad der Palette disponiert das FTS ein weiteres Fahrzeug mit Leerpalette vor, welches pünktlich bei Fertigstellung der ersten Palette beim Mitarbeiter eintrifft. Das FTF mit der vollen Palette transportiert die Waren dann direkt in den Warenausgang.
Ein anderer Einsatzfall ist die Nachschubversorgung in der Kommissionierung, wenn die Regalanlage über getrennte Kommissionier- und Nachschubgassen verfügt. In den Nachschubgassen werden automatische Schmalgangstapler eingesetzt. Diese übernehmen die Einlagerung der Vollpaletten, den Nachschub in die Kommissionierebenen, als auch die Entnahme der Leerpaletten.

Technik und Sicherheit
Manuell bediente Großseriengeräte für den Palettentransport, die Kommissionierung und die Regalbedienung sind von den jeweiligen Herstellern speziell für diese Aufgaben entwickelt worden. Es bietet sich also an, diese optimale Grundlage auch für den automatischen Transport zu nutzen. Die E&K Automation GmbH integriert die vorhandene Technik der Seriengeräte in die eigenen Bordrechnersysteme und rüstet die Geräte mit den erforderlichen Sicherheitseinrichtungen aus. Damit die Fahrerlosen Transportfahrzeuge prozesssicher betrieben werden können, ist es empfehlenswert, nur neue Seriengeräte zu automatisieren.
Die Fahrzeuge werden in der Regel mittels der hochflexiblen und leitlinienfreien Lasernavigation auf Kurs gehalten. Alternativ ist die ebenfalls leitlinienfreie Magnetnavigation und je nach Anwendung, auch die induktive Spurführung realisierbar. Aufgeklebte oder aufgemalte Leitlinien hingegen werden durch den vorhandenen Staplerverkehr schnell beschädigt und führen zu Störungen im Transportbetrieb.
Erprobte Sicherheitseinrichtungen, wie zum Beispiel der Personenschutz-Laserscanner, bieten optimalen Schutz für die Menschen im Umfeld von Fahrerlosen Transportfahrzeugen. Ausgestattet mit einem Sicherheitspaket, das den aktuellen Sicherheitsanforderungen und dem neuesten Stand der Technik entspricht, ist der Personenschutz in allen Bewegungsrichtungen des Fahrzeuges gewährleistet.
Ein stationärer FTS-Leitrechner, ausgeführt als PC oder Server, sendet die Transportaufträge via Datenfunk an die Fahrzeuge. Der Leitrechner übernimmt zusätzlich die Verkehrsregelung, die Kommunikation mit angrenzenden Gewerken (Tore, Förderanlagen, Aufzüge) und das Energiemanagement. Die Transportaufträge werden in Distributionszentren in der Regel von übergeordneten Rechnersystemen generiert und dem Leitrechner via Datenschnittstelle übermittelt. Die Funktionalität des FTS-Leitrechners lässt sich jedoch durch zusätzliche Module wie Stellplatzverwaltung und Staplerleitsystem bedarfsgerecht erweitern.

Vorrausetzungen

Damit sich die Investitionen schneller amortisieren, sollte die Betriebszeit nicht weniger als 16 Stunden pro Tag sein. Ebenso ist ein kontinuierlicher Materialfluss für den effizienten Einsatz wichtig. Peaks lassen sich dagegen nur mit hohem Materialeinsatz bewältigten. Weitere Grundvorrausetzung für einen prozesssicheren FTS-Betrieb ist der Fußboden. Dieser muss eben und druckfest sein. Bei Regalbedienung (Schmalgang) sind erhöhte Anforderungen einzuhalten.
Fahrerlose Transportfahrzeuge benötigen mehr Platz als manuell bediente Stapler, da hier durchgehend die Sicherheitsabstände nach EN 1525 eingehalten werden sollten (500 Millimeter zwischen Fahrzeug und ortsfesten Gegenständen). Die Gangbreiten und Flächen vor den Stationen müssen dieser Anforderung gerecht werden.
Darüber hinaus erleichtert eine vorhandene, gute IT-Struktur die Integration wesentlich. Dazu zählen zum Beispiel: Lagerverwaltungs- und oder Materialflussrechner sowie ein flächendeckendes WLAN.
Natürlich sind Abweichungen von den zuvor genannten Punkten noch kein K.O.-Kriterium. Gelegentlich auftretende Peaks können durch die Stützung von manuell bedienten Staplern abgefangen werden. Der Stapler wird dann vom FTS über ein WLAN Terminal im geregelten Materialfluss mitdisponiert. Ist die Einhaltung der Sicherheitsabstände nicht durchgängig möglich, sind Maßnahmen verfügbar, Gefahrenstellen sicher zu gestalten. Um bisher manuell durchgeführte Prozesse automatisieren zu können, sollte zuerst eine Aufnahme der bestehenden Abläufe im Warenverteilzentrum durchgeführt werden.
Neben den Prozessen sind dann die Auslegungsparameter einer automatischen Transportanlage zu spezifizieren. Dies sind unter anderem: Abmessungen und Gewichte der Paletten und des Ladegutes, Häufigkeit der Materialbewegungen zwischen Abholstellen (Quellen) und Zielen (Senken), Ausführung der Quellen und Senken (zum Beispiel: bodenebener Stellplatz einfach- oder mehrfachtief, Förderanlage, Regal) sowie Gangbreiten und Weglängen. Eine Hilfe beim Zusammenstellen der notwendigen Daten ist die VDI Richtlinie 2710 „Ganzheitliche Planung von Fahrerlosen Transportsystemen“.

Autor:

Matthias Schwarz (43),ist Vertriebsleiter Süd des FTS-Anbieters E&K Automation GmbH aus Reutlingen. Er begleitet seit über zehn Jahren ­Automa­tisierungsprojekte bei seinen Kunden.

• Staatlich geprüfter ­Kraftfahrzeugtechniker
• Spezialist für automatischen ­Transportanlagen