FTS bei M-real Zanders

Die M-real Zanders GmbH in Bergisch Gladbach ist ein Traditionsunternehmen und stellt Papiere für die grafische Industrie her. So zum Beispiel die Produktlinie CHROMOLUX, die für extreme Oberflächenglätte und besondere Oberflächeneffekte steht. Diesen Produktionsbereich hat man in den letzten fünf Jahren sukzessive mit Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) logistisch optimiert. Das dritte und damit neueste Teilprojekt ist vor einem Jahr abgeschlossen worden.

Ulrich Rosin ist bei M-real Zanders als Betriebsingenieur tätig und erklärt die drei durchgeführten Teilprojekte: „In 2003 haben wir das Palettenlager mit FTS automatisiert. Mit drei automatischen Regalbediengeräten konnten wir zwei Stapler ersetzen, die rund um die Uhr Formatware zwischen gelagert haben. Zwei Jahre später haben wir uns das Rollenlager vorgenommen. Hier arbeiten jetzt zwei weitere Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF), lagern die Papierrollen zwischen und versorgen die Maschinen für die nachfolgenden Prozeßschritte."

In 2006 war dann das Hochregallager an der Reihe. In diesem Lager wird Formatware auf Palette gelagert. Es handelt sich um Fertigware, die auf die Auslieferung zum Kunden wartet. Die Paletten haben die maximalen Abmessungen (LxBxH) 1.140 mm mal 840 mm mal 1.400 mm und ein Maximalgewicht von 850 kg. Das Lager verfügt über insgesamt 5.000 Palettenplätze, verteilt auf acht Gassen und fünf Etagen. Die höchste Absetzhöhe, die das Regalbediengerät erreichen muß, beträgt 7,20 m.

Die Fertigware kommt über einen Heber und einer Rollenbahn-Förderstrecke von der Ausrüstungs- und Verpackungsmaschine und wird vom Regalbediengerät aufgenommen und eingelagert. Die Auslagerung erfolgt bedarfsgerecht nach Kundenanforderung ebenfalls auf die Rollenbahn, von der es über einen zweiten Heber zur Auslieferung geht.

Das HRL wurde bis 2005 von manuellen Regalbediengeräten betrieben, die rund um die Uhr im Einsatz waren. Auch die Lagerverwaltung geschah manuell. Anfang 2006 startete man mit dem Automatisierungsprojekt. Technisch gab es keine Alternative zum FTF: Das HRL sollte unverändert bleiben, lediglich die Lagerverwaltung mußte ebenfalls automatisiert werden. Für die Lagerverwaltung verwendet man ein betriebsinternes BDE-System, das für diese Aufgabe erweitert wurde.

Welche FTS-Hersteller kamen in Frage? Ulrich Rosin: „DS Automotion aus Linz – bis vor kurzem hießen sie ja noch TMS Automotion – hatte natürlich sehr gute Chancen. Sie hatten ja auch die beiden ersten Teilprojekte realisiert. Sie kannten also unsere Abläufe und Anforderungen genau und hatten bei uns einen sehr guten Eindruck hinterlassen.“ Außerdem hatten Sie einen Kostenvorteil gegenüber den Wettbewerbern: Die vorhandene FTS-Leitsteuerung konnte die neue Aufgabe mit erledigen – die Wettbewerber hätten ein neues Leitsystem installieren müssen.

So fiel die Wahl auch diesmal wieder auf DS Automotion. Die vorhandene FTS-Leitsteuerung wurde funktional erweitert und mit dem BDE-System für die Lagerverwaltung gekoppelt. Grundsätzlich genügt ein FTF für die geforderten 14 Einzelspiele pro Stunde.
So wurde auch nur ein FTF angeschafft, das heute locker 17 Spiele bewältigt. „Natürlich haben wir eine Notfallstrategie: Aus den besten gebrauchten Teilen der beiden vorhandenen manuellen Stapler haben wir selbst einen zusammen gebaut, der verwendet werden kann, solange das FTF ausfällt!“ erklärt der Projektleiter. „In diesem Fall würden wir aber zunächst nur auslagern, um die Kunden zu befriedigen. Manuelles Einlagern kommt nicht in Frage, weil dann die exakte Position der Palette im Regalfach nicht mehr garantiert wäre.“

Die gleiche Regel galt übrigens auch während der Inbetriebnahme: Nach und nach wurden die Regalgassen vom manuellen auf den Automatikbetrieb umgeschaltet, wobei während der Übergangsphase zunehmend automatisch ein- und ausgelagert wurde, zusätzlich aber die verbleibenden Auslagerungsspiele noch manuell durchgeführt wurden. Manuelles Einlagern ist ein Tabu!

Die Inbetriebnahme dauerte insgesamt knapp drei Wochen. Danach war die Anlage voll funktionsfähig und brachte von Anfang an die geforderte Leistung. Trotzdem wurden während der folgenden drei Monate immer wieder Leistungstests durchgeführt, um einerseits den Nachweis der Leistungserfüllung zu bringen und andererseits kleinere Optimierungen durchzuführen. Die Verfügbarkeit des Gesamtsystems liegt heute vertragsgemäß über 98 Prozent. Auf die Frage, ob es Probleme bei der Inbetriebnahme gab, denkt Ulrich Rosin lange nach und schüttelt den Kopf: „Nein, wirklich nicht! Ein dickes Lob an das gesamte Projektteam!“

Auch zur Wirtschaftlichkeit nimmt der Projektleiter Stellung: „Wir hatten zwei manuelle Stapler rund um die Uhr im Einsatz. Heute läuft das vollautomatische System, alle Fahrten sind optimiert. Da rechnet sich ein FTS schnell. Die Amortisationszeiten liegen bei allen drei durchgeführten FTS-Projekten bei zwei Jahren! Aber es gibt eine Menge Vorteile, die man zusätzlich berücksichtigen muß: Das sind vor allem die ausbleibenden Schäden am Produkt und an sonstigen Einrichtungen; außerdem die Zuverlässigkeit der Transporte!“

Das ganze System funktioniert mit konstanter Leistung und völlig unspektakulär. Die Bewegungen des Fahrzeugs sind harmonisch, jegliche Feindkontakte mit Einrichtungen der Umgebungen bleiben aus. Obwohl das FTF schon beindruckend aussieht: Es ist drei Meter lang, aber nur 1,4 m breit. Samt Hubmast und Seitenschubeinheit mit Gabel beträgt die Bauhöhe des Fahrzeuges etwas über fünf Meter. Zusammen mit dem Batteriegewicht von 1,2 t beträgt das Gesamtgewicht sechs Tonnen!

Bei der Batterie handelt es sich übrigens um eine Bleisäurebatterie mit den Kennwerten 48 V / 775 Ah. Einmal pro Schicht wird sie manuell gewechselt. Der größte Energiebedarf entsteht natürlich beim Einlagern der Palette. Dann folgt der Bedarf für den Fahrantrieb: Das klassische Dreirad-Fahrwerk mit einem gelenkten und angetriebenen Rad sowie zwei starren Nachlaufrädern schafft eine maximale Fahrgeschwindigkeit von 1,2 m/s in beide Richtungen.

Das System operiert dabei frei navigierend. Der gesamte Fahrkurs von 650 m Länge ist im Fahrzeugrechner abgelegt und wird ohne eine Leitspur abgefahren. Lediglich kleine Dauermagnete sind alle paar Meter entlang des Fahrkurses im Boden eingelassen. Daran orientiert und korrigiert sich der Fahrzeugrechner. Im Vergleich zur alternativen Lasernavigation hat die Magnetvariante den Vorteil, dass keinerlei Installationen (Laser-Reflektoren) in der Umgebung erforderlich sind, die andere Abläufe behindern oder aber verdeckt werden können. Änderungen des Fahrkurses sind grundsätzlich einfach möglich, aber gerade im Fall des Einsatzes in den HRL-Gassen eher nicht zu erwarten.

Der Personenschutz wird über berührungslose Scanner gewährleistet. Da das FTF bidirektional fährt, ist jeweils vorn und hinten ein Laserscanner vom Typ Sick PLS angebaut und überwacht den Fahrbereich. Zusätzlich gibt es rund ums Fahrzeug knapp über dem Boden eine Schaltleiste, die die Bewegungen bei Betätigung anhält. Außerdem gibt’s die obligatorischen Not-Aus-Taster, die das FTF bei Betätigung unverzüglich stoppen.

Was passiert, wenn es oben in den Regalfächern bei der Lastübergabe Probleme geben sollte? Ulrich Rosin klärt auf: „Auch das haben wir bedacht. Mehrere Infrarottaster prüfen die korrekte Einlagerungsposition und die Lage der Palette. Sollte ein Sensor ein Problem melden, wird ein Bediener gerufen, der dann über unsere eingebaute Kamera die genaue Ursache erkennt und beheben kann.“ Dazu gibt es an der Gabel eine Kamera, deren Bild auf einem LCD-Bildschirm unten am FTF widergegeben wird. So kann man unten sehen, was oben gegebenenfalls schief geht: Eine clevere Idee des Projektteams!

Das FTF erhält seine Aufträge von der FTS-Leitsteuerung via WLAN. Insgesamt sind acht Accesspoints in der Anlage verteilt: in jeder HRL-Gasse gibt es einen, abwechselnd vorn oder hinten in der Gasse. Neben dem WLAN und dem FTS-Leitrechner sind ein Standby-Rechner und ein Visualisierungsrechner über ein Ethernet-LAN gekoppelt.

Also wurde auch das letzte von drei Teilprojekten im Bereich CHROMOLUX erfolgreich abgeschlossen. Gibt es weitere Überlegungen in Richtung Automatisierung der Logistik? „Sicher! Es gibt schon ganz konkrete Überlegungen in anderen Werksbereichen – solche Projekte machen doch am meisten Spaß, weil man sich da als Betriebsingenieur so gut verwirklichen kann!“ Dann werden wir wohl noch mehr von Logistik-Optimierungen bei M-real Zanders hören – und freuen uns darauf!

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