Wie ein Anbieter von Logistiklösungen sicherstellt, selber schnell und flexibel zu bleiben.
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- 14.10.2022
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Inhalt
Die Logistikbranche hat gerade jetzt viele Herausforderungen zu meistern – denn sie boomt, sie boomt so richtig. Der Online-Handel floriert – nicht zuletzt getrieben durch die COVID-Pandemie – muss aber gleichzeitig auch rasch reagieren und auf neue Anforderungen eingehen können. Die TGW Robotics GmbH ist spezialisiert auf die Entwicklung und Realisierung von hochkomplexen, individuellen Intralogistik- & Robotik-Lösungen und Sonderfördertechnik. Ihre Produktpalette umfasst Greif-, Palettier- und Depalettier-Lösungen, sowie Maschinen zur Kartonverarbeitung. Und auch sie muss, wie die Partner, die sie beliefert, rasch und flexibel reagieren können.
Die Herausforderungen der Logistikbranche
Der enorme Boom des Onlinehandels zieht Spuren. Der Anteil an Einzelartikelbestellungen nimmt stark zu. Vor der Pandemie verzeichnete die Branche z.T. Wachstumsraten von 30% - jetzt ist noch mehr Business durch das Covid-Kaufverhalten getriggert: Kunden bestellen mehr, regelmäßiger und schneller, heißt: sie lassen sich mehr zur Auswahl zusenden, da Ausprobieren im Shop nicht immer möglich ist bzw. als mühsam empfunden wird. Dazu kommt, dass jetzt auch Personen online bestellen (müssen), die früher ausschließlich klassisch einkaufen gegangen sind. Stefan Holzner, Senior Technical Consultant & Patents bei TGW Robotics in Deutschland, bekommt dies hautnah mit. „Die Veränderungen sind vielfältig und haben einen großen Impact. Viele Spediteure kümmern sich schon längst nicht mehr nur um Spedition, sie kommen zunehmend in die Gelegenheit, Distribution- und Logistikzentren zu betreiben.“ TGW stellt in solchen Fällen Teams vor Ort zur Verfügung um die Anlage zu betreiben, da anfangs oftmals den Spediteuren das notwendige Wissen dazu fehlt.
Holzner weiter: „Es entstehen auch neue Geschäftsmodelle, die ganz andere Prozesse vorsehen, als wir bis jetzt kannten – denken wir an einen Lebensmitteleinkauf der bis an die Haustüre geliefert wird. Anders als früher, reicht die Lieferkette hier vom Hersteller direkt bis zum Kunden. Dabei geht es um die Flexibilität in der letzten Meile – diese möchten Hersteller selbst in der Hand haben, was dazu führt, dass viele Marken nun auch selber anliefern, sogar mit eigenen Fahrzeugen. Sie nehmen diese letzte Meile zur Dienstleistung hinzu, damit sie so rasch wie möglich liefern können.“ Denn auch die Erwartungshaltung der Kunden hat sich geändert – und zwar immer mehr in Richtung “heute bestellt, gestern geliefert“. Das hat allerdings zur Folge, dass mehrere Fahrzeuge am selben Tag eine Adresse anfahren – früher machte das alles die Post. Ein weiterer Trend, den Holzner betont, ist die steigende Häufigkeit an Verkaufspeaks im Online-Handel. Holzner dazu: „Ostern und Weihnachten sind halbwegs planbar, Black Fridays und Super Sales finden jedoch immer häufiger statt - die Logistikbrache muss extrem flexibel sein.“
Die Pain Points in der Intralogistik und wie TGW Robotics sie löst
Die Anforderungen an die Logistikbranche „Schneller, präziser, kompakter und flexibler“ gelten auch für TGW Robotics – und für ihre Business Partner. TGW Robotics und KEBA arbeiten seit 2017 zusammen. Im ersten Projekt, das beide Unternehmen zusammenbrachte, ging es darum, einen Single-Pick Ansatz beim automatischen Kommissionieren zu optimieren. Zwei Pick-Prozesse sollen gleichzeitig stattfinden, indem zwei Quell- und Zielkisten gleichzeitig erkannt werden – der Roboter fährt ununterbrochen, die Kistenerkennung findet im Wechsel statt.
Martin Drexler, bei KEBA im Vertrieb zuständig für TGW Robotics: „Dazu brauchten wir eine eigens konstruierte Achslösung, um die sechs Achsen im Raum zu koordinieren und zu bewegen, ohne ruckeln, trotz der hohen Geschwindigkeiten. Die Herausforderung dabei war die spezielle Anordnung der mechanischen Achsen um den viereckigen Bewegungsraum optimal abzudecken, auch die Randbereiche.“ Die Lösung, einen größeren Standard-Roboter zu verwenden, kam nicht in Frage. Ein solcher wäre zwar in der Lage, die gesamte Strecke abzufahren, jedoch durch die Größe der Bewegungsabläufe wäre er undynamischer geworden, wodurch die verlangte Präzision und Steuerung nicht mehr gegeben wären.
KEBA war in der Lage die Lösung, die „Rovolution“ getauft wurde, extrem kompakt zu bauen, wodurch die Abstände zum Schutzzaun sehr gering gehalten werden konnten. Holzner: „Durch den KEBA-Ansatz waren wir in der Lage, einen gesamten Pick unter vier Sekunden abzuschließen – ein hervorragender Wert“. Zu den Anforderungen gehörte auch ein leicht zu programmierendes System, mit Standard Programmiersprachen (IEC) und einer hohen Flexibilität für Erweiterungen und Add- Ons, damit auch kundenspezifische Software integriert werden kann. Drexler: „Darüber hinaus war der Betrieb unter einer Siemens-Steuerung Grundvoraussetzung, was wir mit der Profinet-Slave Option in unserem Motion Controller lösten.“
Verpackungskartons: nachhaltig reduzieren.
Bei den Verpackungskartons stehen den Spediteuren in der Regel eine Handvoll Grundformate zur Verfügung – selten ist eine der Standard-Größen passend, also werden die Kartons nach dem Befüllen auf Maß geschnitten bzw. in der Höhe reduziert. Georg Trenker, Produktmanager für Kartonmaschinen (PackChain) bei TGW Robotics in Deutschland: „Das Thema Kartonagen brennt den Spediteuren unter den Fingernägeln. Denn je besser sie es schaffen, die Größe der Verpackung an den Inhalt anzupassen, desto weniger Platz wird im LKW gebraucht – diesen Wert kann man 1:1 weiterleiten. Obendrein überlegt jeder Spediteur mit weniger Grundformaten auszuzukommen.“ Das Ziel im Projekt war, 20 Prozent weniger Volumen zu kreieren, was tatsächlich 20 Prozent weniger Platz im LKW bedeutet. Trenker: „Das ist ein enormes Potenzial mit einer extremen Wirkung auf die Kosten – und dabei geht es nicht nur um weniger Volumen. Wir haben uns auch als Ziel gesteckt, das Füllmaterial zur Gänze zu eliminieren.“ Denn beim Füllmaterial spielt nicht nur der Nachhaltigkeitsgedanke mit, es geht dabei auch um das Erlebnis, wenn man eine Kartonnage öffnet: Was finde ich wie vor und wie lange dauert es, bis ich die bestellte Ware sehe. Das Auge kauft und freut sich also mit. Trenker: „Unser Kartonhöhenreduzierer ist nun in der Lage, bis auf 50 mm herunterzuschneiden. Das verringert auch die Versandkosten, denn in manchen Ländern, wie z.B. in der Schweiz, gibt es einen großen Preissprung, wenn die Höhe eines Pakets 50 mm überschreitet.
Kartons öffnen: viel Handarbeit – große Gefahr
Ein weiterer Arbeitsschritt, für welchen TGW Robotics eine Kundenlösung brauchte, ist das Aufschneiden der Kartons nach der Anlieferung im Wareneingang. Holzner: „Die besonderen Herausforderungen hier sind die vielen manuellen Arbeitsschritte die, trotz Schutzmaßnahmen, eine hohe Verletzungsgefahr mit sich bringen.“ Die Entwickler aus Stephanskirchen in Bayern arbeiteten ein Konzept zum vollautomatischen Aufschneiden der Kartons aus. Das Ziel: Einerseits null Verletzungen, andererseits eine höhere Geschwindigkeit, indem manuelle Schritte zur Gänze entfallen – auch hier beträgt die Taktzahl 900 Kartons pro Stunde. Holzner: „Was diese Aufgabe besonders knifflig machte, war die Tatsache, dass es bei den gelieferten Kartons kaum Standards oder Normen bzgl. Größen gibt und die Kartons durch den Transport auch verformt und/oder beschädigt sein können.“ Sprich im Wareneingang ist jeder Karton anders. Die Lösung, die TGW Robotics hier anbietet, stellt sicher, dass jeder Karton vor dem Öffnen vermessen wird. Dazu werden die Achsen dementsprechend auf die jeweilige Kartonabmessung angepasst. Ein sogenannter „Dimensionierer“ vermisst über ein Kamerasystem die Abweichungen bzw. Unregelmäßigkeiten in Länge, Breite, und Höhe sodass die Messer den Deckel der Kartons hochpräzise aufschneiden können, ohne dabei den Inhalt zu beschädigen.
Technologie: worauf es ankommt
Auch beim Kartonhöhenreduzierer und beim Kartonöffner ging es darum, viele Achsen gleichzeitig fahren zu lassen. Holzner: „Standard-Industrieroboter waren nicht geeignet und wir brauchten eine eigene Portallösung, die gleichzeitig flexibel und kompakt genug ist, unsere Ziele zu erreichen.“ Bei 900 Takten keine leichte Aufgabe.
Holzner: „Die Antriebe von KEBA sind wesentlich kleiner als die der Konkurrenz – die kompakte Bauweise ist einzigartig, ohne die hätten wir umkonstruieren müssen.“ Und Umkonstruieren hätte auf jeden Fall bedeutet: größer und robuster zu bauen, was auf Kosten der Dynamik, Präzision und Geschwindigkeit gegangen wäre – und mehr Platz in Anspruch genommen hätte. Drexler ergänzt:“ Für den Kartonhöhenreduzierer und den Kartonöffner bedeutet das in Summe 19 Achsen, Durch das Multi-Achssystem kann diese Anwendung sehr kompakt umgesetzt werden. Steuerung, 10KW Versorgungseinheit und sieben Achsregler mit jeweils drei Achsen haben einen Platzbedarf im Schaltschrank von nicht einmal 50cm Gesamtbreite!“ Die Latte liegt nun hoch.
TGW Robotics hat entschieden, alle Anlagen im Bereich Kartonverpackung mit KEBA Technologie zu versehen. Dazu gehören neben dem Kartonhöhenreduzierer und dem Kartonöffner, die bereits umgestaltet worden sind, auch der Kartonauffalter und den Kartonverdeckler. Holzner blickt in die Zukunft: „Darüber hinaus ist eine Anwendung im Bereich Gantry-Systeme ebenfalls denkbar. Hier werden auch komplexe Bewegungen im Raum abgefahren und wir sind immer wieder mit Leistungs-Beschränkungen durch die Verfahrbewegung konfrontiert.“
Die Krönung: smartes Simulationsmodell als Zugabe
Wichtig für TGW Robotics ist, Wissen zu transferieren – einerseits innerhalb der TGW Gruppe, aber auch zum Kunden hin. Holzner: „Aus internen Überlegungen, wie man am besten die neue Philosophie schult, mit welchem Roboter das idealerweise gemacht wird etc. entstand seitens KEBA die Idee, einen Simulator zu bauen.“ So kann ohne große Investition in einen bestimmten Robotertypen, flexibel international geschult werden. KEBA erhielt die 3D Daten, die sie visuell darstellten. Das Simulationsmodell erlaubt nun, Bewegungsmodelle zu programmieren, und diese zu simulieren bzw. weiter zu optimieren, auch Life-Time Services, Wartung, Austausch von Achsen etc. kann simuliert werden. Holzner: „Eine Echtanlage wäre sehr teuer gewesen, zudem hätten wir uns auf ein Modell einigen müssen, welches mit einem großen Gefahrenpotenzial verknüpft gewesen wäre. Das von KEBA entwickelte Simulationsmodell ist extrem einfach und sehr günstig.“ In einem ersten Schritt schult TGW Robotics hiermit intern, um KEBA-Technologie zu vermitteln. „Holzner: Über das Simulationstool lernen die Kollegen/Innen die KEBA-Technologie und trauen sich so an eine Echtmaschine ran, um die Betreuung oder die Hochlaufphase einer Anlage zu begleiten. Später schulen wir mit diesem Simulationswerkzeug auch Kunden.“
Das Ergebnis der Kooperation mit KEBA: maßgeschneiderte Logistiklösungen und Partnerschaft auf Augenhöhe.
Am Markt vorhandene Standard-Lösungen waren für TGW Robotics keine Option. Sie brauchten daher einen Partner, der maßgeschneiderte Lösungen entwickelt und bestimmte Voraussetzungen erfüllt. Holzner zur Zusammenarbeit mit KEBA: „KEBA punktet durch starke technische Ansprechpartner die nicht permanent wechseln. Wenn man anruft, bekommt man den richtigen Ansprechpartner vermittelt, der eine Lösung vorschlägt. Bei anderen Firmen bekommt man ein Ticket…“. Was TGW ebenfalls an KEBA schätzt - neben der Tatsache, dass sie in der Lage waren, die Aufgabestellung komplett lösen zu können - ist die hohe Flexibilität und die sehr gute Unterstützung in der Projektierung und in der Hochlaufphase. Holzner: „Auch die geografische Lage spielt eine wichtige Rolle – wir erhalten schnell Unterstützung und die Techniker reden auf Augenhöhe mit einander“.
Stefan Holzner, Senior Technical Consultant & Patents bei TGW © TGW
Verpackungsmaschine © TGW
Höhenreduzierer © TGW
