Modulares Konzept erhöht Effizienz in der Logistik

Transportgüter werden immer komplexer, variantenreicher und herstellkostenintensiver. Sonderladungsträger zur sicheren Aufbewahrung dieser Bauteile gewinnen deshalb an Bedeutung. Der bauteilindividuelle Konstruktionsaufwand, die zum Teil geringen Wiederverwendungsmöglichkeiten nach dem Produktlebenszyklusende und die hohe Anzahl von Ladungsträgervarianten führen dazu, dass sich Anwender von Ladungsträgern in dem Spannungsfeld zwischen ineffizienter Vereinheitlichung und teurer Individuallösung bewegen. Um diesen Zielkonflikt aufzulösen, ist die Entwicklung rekonfigurierbarer, modularer Sonderladungsträger (SLT) nötig (siehe Bild). Die modulare Baukastenstruktur ermöglicht es, sowohl die individuellen Anforderungen des Transportguts zu berücksichtigen als auch Skaleneffekte beim Herstellen und Nutzen der SLT zu erzielen.

In enger Zusammenarbeit mit einem Konsortium, bestehend aus der BLG Logistics Solutions GmbH, der Formzeug GmbH & Co. KG, der Gimpel Ingenieur-Gesellschaft mbH und der Scemtec Transponder Technology GmbH, entwickelt das Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen im Forschungsprojekt „LoEMoS – Logistikeffizienz durch modulare Sonderladungsträger“ ein modulares SLT-Konzept inklusive eines RFID-gestützten Tracking-Systems. Das Tracking-System verschafft Transparenz über die Bestände und Konfigurationszustände von SLT im Liefernetzwerk und ermöglicht es Logistikdienstleistern, die Steuerung von SLT-Pools zu optimieren. Neben der Konzeptentwicklung werden auch SLT-Prototypen gebaut, die im aktuellen Behälterkreislauf eines Partnerunternehmens getestet werden.

Bei der Entwicklung des SLT liegt der Fokus vorerst auf der automobilen Zulieferindustrie für Sonderkunststoffteile. Geringe Stückzahlen und hohe Anforderungen an die Aufbewahrung der Bauteile führen hier zu hohen Kosten in der Logistik.

Ausgangspunkt für die Entwicklung des modularen SLT bilden die Anforderungen, die sich aus dem geplanten Nutzungsprofil ergeben. Der SLT muss eine sichere Aufbewahrung der Bauteile beim Transport gewährleisten und diese vor Umwelt- sowie vor mechanischen Einflüssen bei der Lagerung und dem Transport schützen. Weiterhin muss er eine effiziente Gestaltung der inner- und überbetrieblichen Logistikprozesse ermöglichen. Hierzu zählen die Reduzierung des Leergutvolumens und die Kompatibilität mit anderen gängigen Ladungsträgern. Der modulare Aufbau muss eine Vielzahl an Rekonfigurationsmöglichkeiten erlauben, um den Lebenszyklus des Ladungsträgers weit über den des zu transportierenden Ladeguts auszudehnen.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurde im ersten Schritt die äußere Struktur des SLT konzipiert, die als gemeinsame Plattform für alle Ladungsträgertypen fungiert. Um die Fertigungskosten zu reduzieren, besteht dieser aus Standardprofilen sowie aus modular gestalteten Profilen im Bodenbereich. Die Bodengruppe ist modular in der Breite erweiterbar, so dass SLT mit dem standardisierten Außenmaß von 800 x 1200 mm oder 1200 x 1600 mm aufgebaut werden können. Die obere Kante besteht aus L-Profilen und gewährleistet eine sichere Stapelbarkeit. Zudem ist Stapeln mit der weit verbreiteten Gitterbox nach DIN 15155 möglich. Die Seitenträger sind austauschbar, so dass sich die Höhe des SLT ändern lässt. Zusätzlich ermöglicht das Abbauen der Seitenträger eine Volumenreduktion beim Transport. In weiteren Entwicklungsschritten wird die Austauschmechanik der Seitenträger verbessert, um die Ein- und Ausbauzeiten zu reduzieren.

Um eine möglichst hohe Anpassungsfähigkeit des modularen Innenlebens des SLT zu ermöglichen, wurde ein Katalog technischer Lösungsansätze entwickelt. Für den Transport von Norm- und Kleinteilen sind Schubladenmodule mit unterschiedlicher Höhe und Inlays entwickelt worden. Für flache Bauteile mittlerer Größe kommen Einschublösungen und Taschen zum Tragen. Für den Transport großflächiger, flacher Bauteile werden Module mit Zahnleisten aus weichem Kunststoff eingesetzt, die eine horizontale oder vertikale Staffelung ermöglichen. Für sperrige Bauteile mit einer stark ausgeprägten Raumgeometrie wird ein System von standardisierten Kragarmen entwickelt, die mit kundenspezifischen Bauteilaufnahmen ausgestattet werden können.

Durch die modulare Gestaltung der Ladungsträger stehen Poolbetreiber und Anwender des modularen Konzepts vor neuen Herausforderungen. Je nach Modularisierungsgrad kursiert eine Vielzahl von Modulen. Für die Steuerung des modularen SLT-Pools ist die Information über das genaue Befinden der Module sowie über der SLT-Konfiguration, in der sie verbaut sind, von zentraler Bedeutung. Dies erhöht deutlich die Komplexität der Erfassungsprozesse und der zu verwaltenden Daten. Um diese zu bewältigen, wird im LoEMoS-Projekt ein RFID-gestütztes Tracking-System entwickelt, das auf die UHF-Technologie (868 MHz) zurückgreift. Sowohl die Plattform als auch die Module des SLT werden mit RFID Tags ausgestattet. Auf diese Weise lassen sich einzelne Module erfassen und im System als Einheit abbilden. Der Einsatzort und der Konfigurationszustand sämtlicher Behälter entlang der Supply Chain werden somit transparent.

Um das Tracking-System flexibel zu gestalten, so dass es mit geringem Aufwand an beliebige Szenarien anpassbar ist, werden im Projekt zwei verschiedene Konzepte verfolgt (siehe Bild links). Beim Tracking auf Basis der Transitionserfassung werden die Tags beim Durchfahren von Gates eingescannt und definierten Lagerorten zugeordnet. Das zweite Konzept bildet die Dauerüberwachung, auch Smart-Shelf genannt. Im Gegensatz zur Transitionserfassung geschieht der Scanvorgang zyklisch direkt am Lagerplatz der Module. Änderungen des Lagerorts können somit erfasst werden und sind rückverfolgbar. In beiden Konzepten kommen Long- und Midrange-Reader zum Einsatz. Die erfassten Daten werden an den Datenbankserver des Poolbetreibers weitergeleitet. Als Schnittstelle wird Ethernet (TCP/IP) benutzt, da sich dieses am besten in die erwartungsgemäß vorhandene Infrastruktur der Unternehmen einbettet. Das erlaubt Betreibern von Pools modularer SLT, neue Anwender auf einfacher Weise in das Poolsystem einzubinden.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass modulare, mit geeigneten Tracking-Systemen gekoppelte SLT die Auflösung des logistischen Zielkonfliktes zwischen ineffizienter Vereinheitlichung und teurer Individuallösung befähigen. Das im Projekt LoEMoS entwickelte modulare SLT sowie das Tracking System bilden die Basis für ein neues Geschäftsmodell, das Logistikdienstleistern die Erschließung der Effizienzpotenziale bei der Nutzung von Pools modularer SLT ermöglicht.

Das Projekt wird durch die Europäische Union – Europäischer Fond für regionale Entwicklung „Investition in unsere Zukunft“ und das Land Nordrhein-Westfalen gefördert.

Dipl.-Ing. Peter Burggräf, Dipl.-Ing. Thomas Gartzen, Dipl. Wi.-Ing. Isabel Brökelmann, Dipl.-Ing. Sebastian Ivanescu Lehrstuhl für Produktionssystematik, WZL der RWTH Aachen