Moderne Förder- und Kommissioniersysteme. Ein Überblick

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1 Einleitung und Zielsetzung

2 Einführung in die Kommissioniertechnik
2.1 Aufgaben und Ziele von Kommissioniersystemen
2.2 Der Materialfluss im Rahmen der Kommissionierung
2.3 Gestaltungsmöglichkeiten der Kommissionierung
2.4 Kommissionierzeit und -leistung
2.5 Rationalisierungsreserven durch Analyse der Kommissionierzeit

3 Das Kommissioniersystem Pick-to-Light
3.1 Das Prinzip von Pick-to-Light
3.2 Einsatzmöglichkeiten des Pick-to-Light-Systems bei Schnell-, Mittel- und Langsamdrehern
3.3 Vor- und Nachteile in der Kommissionierung

4 Das Kommissioniersystem Pick-by-Voice
4.1 Ablauf der Kommissioniervorgänge mit Pick-by-Voice
4.2 Implementierung des sprachgesteuerten Kommissioniersystems
4.3 Produktivität und Investitionskostenosten im Vergleich
4.4 Vor- und Nachteile im Einsatz von Pick-by-Voice
4.5 Praxiseinsätze von Pick-by-Voice und deren Effekte

5 Innerbetriebliche Transport- und Fördersysteme
5.1 Aufgaben von Fördersystemen
5.2 Gestaltungsziele von Fördersystemen
5.3 Einteilung der Fördermittel in Stetigförderer und Unstetigförderer

6 Fahrerlose Transportsysteme
6.1 Definition und Einsatzgebiete von Fahrerlosen Transportsystemen
6.2 Komponenten einer FTS-Anlage
6.3 Vor- und Nachteile von Fahrerlosen Transportsystemen

7 Ausblick

Literaturverzeichnis

Anhangverzeichnis

Anhang

Ehrenwörtliche Erklärung

Vorwort

Die vorliegende Studienarbeit mit dem Thema „Moderne Förder- und Kommissioniersysteme“ entstand im Studium der Betriebswirtschaftslehre an der Berufsakademie Mannheim im Fach Materialwirtschaft auf Vorschlag von Herrn Professor Dr. Helmut Wannenwetsch. Die Umsetzung fand während des 5. Theoriesemesters statt. Mein besonderer Dank gilt Herrn Professor Dr. Helmut Wannenwetsch von der Berufsakademie Mannheim für seine stets kompetente Beratung.

Die Arbeit gliedert sich grundlegend in zwei Teilbereiche, zum einen in die allgemeine Einführung in die Kommissionier- und Fördertechnik, zum anderen in die detaillierte Darstellung der ausgewählten Förder- und Kommissioniersysteme. Für die theoretische Darstellung der ausgewählten Kommissioniersysteme gab es nur in begrenztem Maße die Möglichkeit, sich über Literaturstudien die entsprechenden Kenntnisse anzueignen. Aus diesem Grund war ich auf die Unterstützung von Herstellerfirmen derartiger Systeme angewiesen, die mich mit Informationsmaterial in Form von Broschüren und Katalogen versorgten und teilweise per Schriftverkehr oder Telefon zur Verfügung standen. An dieser Stelle gilt mein Dank an all diese Personen für ihre tatkräftige Unterstützung. Des Weiteren gilt mein Dank Herrn Stefan Schmidt vom Fraunhofer Institut und Herrn Volker Kirsten vom Verein Deutscher Ingenieure, die mir nützliche Literaturhinweise nannten und Frau Julia Boppert vom Lehrstuhl Fördertechnik Materialfluss Logistik der Technischen Universität München, die mir zahlreiche Vorlesungsskripte zur Verfügung gestellt und meine Fragen kompetent beantwortet hat.

Weiterer Dank gilt schließlich meiner Verlobten und meinen Familien in Rendsburg und Walldorf.

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Materialfluss in der Kommissionierung

Abbildung 2: Verschiedene papierlose Verfahren der Kommissionierung

Abbildung 3: Struktur der Kommissionierzeit

Abbildung 4: Handhabung von Artikeln mit verschiedenen Umschlagshäufigkeiten

Abbildung 5: Komponenten einer Pick-to-Light Regalzeile

Abbildung 6: Fehlerquoten der Pick-to-Light-Kommissionierung in unterschiedlichen Unternehmen

Abbildung 7: Doppelstöckiges Stückgut-Durchlaufregal zur Kommissionierung von Kleinbestellungen

Abbildung 8: Vergleich der Produktivitätssteigerung gegenüber der beleggeführten Abwicklung bei Testinstallationen in einem Lager in den USA

Abbildung 9: Kosten je 1% Produktivitätssteigerung der getesteten Installation bei Frito-Lay

Abbildung 10: Fehlerquoten der Pick-by-Voice-Kommissionierung in unterschiedlichen Unternehmen

Abbildung 11: Aufgaben von Fördersystemen

Abbildung 12: Einflussfaktoren und Zielgrößen eines innerbetrieblichen Transportsystems

Abbildung 13: Einteilung der Flurfördermittel

Abbildung 14: Systemkomponenten von Fahrerlosen Transportsystemen

Abbildung 15: Führungsprinzipien Fahrerloser Transportfahrzeuge

Abbildung 16: Vergleichende Gegenüberstellung wichtiger Führungstechniken für Fahrerlose Transportfahrzeuge

Abbildung 17: Anlagenlayout einer FTS-Anlage

1 Einleitung und Zielsetzung

Hart umkämpfte Märkte und die Globalisierung fordern bei immer kürzer werdenden Produktlebenszyklen von Wettbewerbern schnelle und flexible Handlungen auf sich verändernde Marktbedingungen. Nur so können Vorteile am Markt erzielt werden. Die Anforderungen und Wünsche des Kunden verändern sich. Zu der immer mehr abnehmenden Markentreue der Kunden kommen die hohen Ansprüche hinsichtlich Qualität und technischer Funktionalität von Produkten hinzu. Der Kunde fordert kurze Lieferzeiten und verlangt mehr, als nur aus einer vorgegebenen Variantenauswahl sein Produkt auszuwählen. Der Trend geht zur Herstellung kundenindividueller Produkte und der damit einhergehenden Variantenvielfalt. Durch diesen Trend reduziert sich die Größe der Fertigungslose, so dass sich die Zahl der abzuwickelnden Produktionsaufträge und somit der gesamte materialflusstechnische Aufwand erheblich steigen.^[1] Die Erfüllung dieser Anforderungen stellt hohe Ansprüche an moderne Förder- und Kommissioniersysteme als Teile des Materialflusssystems. Unternehmen müssen zwischen automatisierten und manuellen Lösungen entscheiden. Die richtige Wahl und die Planung solcher Systeme sind nicht einfach.

Zielsetzung

Ziel dieser Studienarbeit ist es neben der allgemeinen Einführung in Förder- und Kommissioniersysteme, jeweils eine detaillierte Darstellung von zwei modernen Kommissioniersystem und einem Fördersystem zu geben. In den letzten Jahren wurden diese Systeme immer wieder modifiziert und versucht, diese an neue Anforderungen der Kunden und Marktbedingungen anzupassen. Neuentwicklungen und Funktionserweiterungen bei bestehenden Systemen stehen an der Tagesordnung. Neben Funktionsprinzipien, Einsatzgebieten sowie Vor- und Nachteilen sollen sowohl ein automatisierter Bereich als auch zwei manuelle Bereiche in Materialflussabläufen aufgezeigt werden. Diese Darstellungen sollen als kleine Entscheidungshilfe bei der Auswahl des geeigneten, individuell benötigten Förder- oder Kommissioniersystems dienen.

2 Einführung in die Kommissioniertechnik

Die Kommissionierung ist eine der wichtigsten logistischen Aufgaben im Lagerbereich. Untersuchen haben gezeigt, dass die Kommissionierkosten bis 50% und mehr der gesamten Lagerkosten betragen können. Abnehmer verfolgen immer öfter die Just-in-time-Strategie, so dass Lieferanten gezwungen sind, immer häufiger Sendungen mit kleineren Mengen je Artikel sehr schnell abzufertigen. Der so entstehende Kosten- und Leistungsdruck zwingt Hersteller dazu, die körperliche Auftragsabwicklung im Lager kritisch zu untersuchen.^[2] In Anhang 1, Seite XI sind die Auswahlkriterien für Kommissioniersysteme zusammengefasst.

2.1 Aufgaben und Ziele von Kommissioniersystemen

Kommissionieren beinhaltet das Zusammenstellen bestimmter Teilmengen (Artikel) aus einer bereitgestellten Gesamtmenge (Sortiment) aufgrund von Anforderungen. Der Auftrag kann sowohl produktionsorientiert sein, wie z.B. die Kommissionierung die für die Fertigung notwendigen Rohmaterialien entsprechend dem Fertigungsauftrag im Beschaffungslager, oder er kann absatzorientiert sein, wie z.B. das Zusammenstellen von Fertigerzeugnissen für einen Kundenauftrag.^[3]

„Die Kommissionierung stellt einen arbeitsintensiven, zumeist personalintensiven und im Allgemeinen kostenintensiven Bereich eines Lager- und Warenverteilzentrums dar und erfährt dadurch besondere Beachtung bei Planung und Betrieb solcher Systeme.“^[4] Effiziente und leistungsstarke Kommissioniersysteme erlangen eine immer größere Bedeutung im heutigen Warenfluss. Anhand der Kennzahlen der Warenverteilzentren des Versandhandels und Pharmagroßhandels lässt sich der Stellenwert und die Problematik moderner Kommissioniersysteme eindrucksvoll messen. Im Versandhandel werden täglich bis zu 180.000 Sendungen aus einem ca. 160.000 Artikel umfassenden Sortiment kommissioniert, im Pharmagroßhandel, der im wesentlichen die Apotheken mehrmals täglich aus einem Sortiment von ca. 100.000 Artikeln versorgt, werden Reaktionszeiten (der Zeitraum zwischen Auftragseingang und Versand) erreicht, die zwischen 20 und 45 Minuten liegen.^[5] Die notwendigen Einzelschritte in diesem Kommissioniervorgang erfordern einen hohen Koordinations- und Steuerungsaufwand, so dass in der Ablaufgestaltung der Kommissionierung ein erhebliches Rationalisierungspotential liegt.^[6]

2.2 Der Materialfluss im Rahmen der Kommissionierung

Bei der Gestaltung des Materialflusses eines Kommissioniersystems steht zunächst die Frage im Vordergrund, wie Kommissionierer und Artikel zur Durchführung der Vereinzelung räumlich und zeitlich effizient zusammengeführt werden können.^[7] Die physische Kommissionierung setzt sich aus den folgenden vier Grundfunktionen mit seinen jeweiligen Realisierungsmöglichkeiten zusammen, die in folgender Tabelle erläutert werden. Im Anhang 5, Seite XIII werden Vor- und Nachteile der Bereitstellungsprinzipien aufgezeigt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Materialfluss in der Kommissionierung^[8]

2.3 Gestaltungsmöglichkeiten der Kommissionierung

Bei der Konzipierung von Kommissioniersystemen ist zu entscheiden, ob mit manuellen oder automatischen Kommissioniersystemen kommissioniert werden soll. Trotz aller Automatisierungsbemühungen kommt in vielen immer noch der Mensch zum Einsatz und bedient das Kommissioniersystem manuell.^[9] Eine automatisierte Lösung eignet sich zur Entlastung des Menschen bei besonders monotonen und anstrengenden Aufgaben. Ein automatisiertes Kommissioniersystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Kommissionieraufträge ohne direktes manuelles Einwirken selbst- und vollständig bearbeitet werden. Beispiele für solche Systeme sind Schachtkommissionierer (siehe Anhang 6, Seite XIII), Kommissionierroboter (siehe Anhang 7, Seite XIV) und Sortier- und Verteilsysteme. Der Einsatz von Schachtkommissionierern ist aufgrund der hohen Investitionskosten nur auf Schnelldreher beschränkt.^[10]

Zudem muss zwischen der herkömmlichen (papierbehafteten) und beleglosen (papierlosen) Kommissionierung entschieden werden. Bei der papierbehafteten Version entnimmt der Kommissionierer die auf dem Kommissionierzettel aufgeführten Positionen des Auftrags den Lagerplätzen. Beim beleglosen Kommissionieren sind die Aufträge nicht mehr physisch in der Hand des Kommissionierers, sondern werden auf Daten- und Informationsträger lesbar übermittelt.^[11] Die folgende Tabelle zeigt verschiedene beleglose Verfahren der Kommissionierung und deren Funktionen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Verschiedene papierlose Verfahren der Kommissionierung^[12]

2.4 Kommissionierzeit und -leistung

Unter der Kommissionierzeit wird die Zeit für das Sammeln eines Auftrags verstanden. Sie kann in die Basis-, Weg-, Greif- und Totzeit unterteilt werden. Abbildung 3 zeigt die Struktur der Kommissionierzeit mit seinen Einzeltätigkeiten.^[13]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Struktur der Kommissionierzeit^[14]

Die Wirtschaftlichkeit eines Kommissioniersystems lässt sich mit Hilfe von einigen Kennzahlen beurteilen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass Kennzahlen isoliert betrachtet in der Regel nicht sehr aussagefähig sind. Sie gewinnen erst im Zeit- oder Betriebsvergleich an Aussagekraft. Folgende Kennzahlen bieten sich u.a. an:^[15]

- Anzahl der Kommissionierpositionen je Auftrag

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

- Fehlerquote

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

- Kommissionierkosten je Auftrag

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

- Kommissionierkosten je Position

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten^[16]

2.5 Rationalisierungsreserven durch Analyse der Kommissionierzeit

Das Kommissionieren ist in einem Unternehmen eine zeit- und kostenträchtige Tätigkeit. Um hier wirtschaftlich zu arbeiten, muss die Kommissionierzeit analysiert werden.^[17] Rationalisierungsreserven ergeben sich in den drei Bereichen Information, Bewegung und Greifen. Der Block Information, wo 10-20% des Kommissioniervorgangs anzusetzen sind, beinhaltet hohes Potential. Sowohl bei der Lagerortkennzeichnung als auch bei der Gestaltung der Kommissionierbelege wirken logische, kurze und eindeutige Informationsinhalte leistungssteigernd und reduzieren die Kommissionierzeit. Der Rationalisierungseffekt ist besonders bei papierlosen Kommissioniersystemen sehr hoch. Im Bereich Bewegung, dessen Anteil an der Gesamtkommissionierzeit mit 50-70% am höchsten ist und die Kommissionierkosten am stärksten beeinflusst, steckt das größte Potential. Hier können eine Reihe von Maßnahmen zu Rationalisierungsmaßnahmen führen. Wenn die ABC-Analyse bei der Vergabe der Lagerorte und der Auswahl der Lagertechniken berücksichtigt wird, können Wegstrecken deutlich verkürzt werden. Bei der Wegzeit entstehen Einsparungen durch eine geschickte Strategie bei der Festlegung der Kommissionierwege und dem Einsatz geeigneter Fördermittel. Im Tätigkeitsbereich Greifen, sein Zeitanteil beträgt 20-30%, ist das Rationalisierungspotential mittelgroß. Maßnahmen zur Produktivitätssteigerung sind hier z.B. die ergonomische Ausbildung der Regale, insbesondere der Entnahmefront und Berücksichtigung der Entnahmehäufigkeit bei der Zuordnung des Lagerplatzes.^[18]

3 Das Kommissioniersystem Pick-to-Light

Die Hauptfehlerquelle in der innerbetrieblichen Logistik ist meistens die Kommissionierung. Deshalb stellen Hersteller logistischer Systeme immer wieder neue Entwicklungen in diesem Bereich vor, die die traditionelle Kommissionierung mit Belegen ersetzen.^[19] Diese Art der Kommissionierung besitzt einen hohen Totzeitanteil zur Identifizierung der nächsten Entnahmeposition und dem Handling der Liste. Zudem ist die Kommissionierung mit Belegen inflexibel bezüglich kurzzeitigen Änderungen, insbesondere bei auftretenden Fehlmengen. Daher werden heutzutage alternativ zum belegorientierten Verfahren beleglose Kommissioniersysteme eingesetzt, wie z.B. die Pick-to-Light-Kommissionierung.^[20] Mit diesem Kommissioniersystem lassen sich gute Ergebnisse bei geringer Fehlerquote erzielen.^[21]

3.1 Das Prinzip von Pick-to-Light

Bei der Pick-to-Light-Kommissionierung wird an jedes Lagerfach eine Leuchteinheit mit ggf. einer elektronischen Fachanzeige und einem oder mehreren Tastern zur Quittierung oder zur Mengenkorrektur montiert. Die Montage findet an Aluminium-Schienen statt, in denen Leitungen für Daten- und Stromversorgung eingebaut sind. Zu Beginn eines Kommissionierauftrags leuchten oder blinken entweder alle oder nur die nächste Leuchteinheit am anzulaufenden Lagerplatz auf und zeigt dem Kommissionierer auf der Fachanzeige die zu entnehmende Menge an. Die Informationen an der Fachanzeige über anzusteuerndes Lagerfach und Stückzahl werden über einen PC-Server übermittelt, der vom führenden ERP-System^[22] den Kommissionierauftrag entgegennimmt und die einzelnen Lagerplätze ansteuert. Nach der Warenentnahme quittiert der Kommissionierer die tatsächlich entnommene Ware durch Drücken des integrierten Quittungstasters, so dass die Anzeige erlischt. Die Lagerverwaltung kann je nach Ausrüstung der Fachanzeige zudem erleichtert werden, indem Funktionen zur Mengenkorrektur und Inventurunterstützung integriert werden.^[23] Anhang 8, Seite 14 stellt die Hardwarekomponenten des Pick-to-Light-Systems dar.

[...]

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^[1] Vgl. Günthner, W. A./Wilke, M. (Internet), „Materialflusstechnologie – Anforderungen und Konzepte für wandelbare Materialflusssysteme“, 2004, Seite 1.

^[2] Vgl. Bito Lagertechnik Bittman GmbH, „Kommissionieren: Systembeispiele + Praxisbeispiele“, 2004, S. 2.6.

^[3] Vgl. Heinrich, M., 2002, Seite 337.

^[4] Ten Hompel, M./Schmidt, T., 2003, Seite 35.

^[5] Vgl. Jünemann, R./Schmidt, T., 2000, Seite 211.

^[6] Vgl. Schulte, C., Logistik, 1999, Seite 201.

^[7] Vgl. Ten Hompel, M./Schmidt, T., 2003, Seite 35.

^[8] Nach Bichler, K./Krohn, R., 2001, Seiten 254ff. sowie Ehrmann H., 1999, Seiten 351ff.

^[9] Vgl. Jünemann, R./Schmidt, T., 2000, Seite 226.

^[10] Ebenda, Seiten 241ff.

^[11] Vgl. Wannenwetsch, H., 2004, Seite 235.

^[12] Vgl. Ten Hompel, M./Schmidt, T., 2003, Seite 47.

^[13] Vgl. Heinrich, M., 2002, Seite 342.

^[14] Ebenda.

^[15] Vgl. Ehrmann H., 1999, Seiten 360f.

^[16] Die effektive Kommissionierleistung setzt sich zusammen aus: Theoretische Kommissionierleistung x Verfügbarkeit x Auslastbarkeit.

^[17] Vgl. Heinrich, M., 2002, Seite 342.

^[18] Vgl. Bito Lagertechnik Bittman GmbH, „Kommissionieren: Systembeispiele + Praxisbeispiele“, 2004, S. 2.7.

^[19] Vgl. Hofmann, U. (Internet), „Alles im Fluss“, 2004.

^[20] Vgl. Ten Hompel, M./Schmidt, T., 2003, Seiten 46f.

^[21] Vgl. Hofmann, U. (Internet), „Alles im Fluss“, 2004.

^[22] Enterprise Resource Planning (ERP) Systeme dienen einer automatisierten Steuerung operativer Prozesse der internen Supply Chain.

^[23] Vgl. Franke, J., 05.10.2004, Expertengespräch.