Können mobile Roboter sich an tägliche Sortier- und Kommissionierwellen anpassen?
Einführung
Sortierung und Kommissionierung sind das Herzstück moderner Fulfillment-Prozesse und stehen unter zunehmendem Druck. In vielen modernen Distributionszentren wird die Herausforderung deutlich: mehr Bestellungen, eine riesige Anzahl an Artikeln und deutlich weniger Zeit für den Versand.
Allein die Anzahl der Produkte wächst stetig. Mit zunehmend anspruchsvollen Konsumgewohnheiten bringen Unternehmen unzählige Varianten auf den Markt, darunter Produktpakete, leicht modifizierte Versionen, Aktionssets und attraktive Kombinationsangebote. Was früher nur eine Artikelnummer war, entwickelt sich schnell zu einer Vielzahl von Varianten. Die Folge ist ein deutlich komplexeres Umfeld für die Auftragsabwicklung.
Gleichzeitig ist das Kundenverhalten schwerer vorherzusagen geworden. Bestellmuster weisen nun deutlichere Spitzenwerte mit kürzerer Vorwarnzeit auf, insbesondere in Einrichtungen, die von mehreren Anbietern gemeinsam genutzt werden, wie z. B. 3PL-Anbieter, Multi-Tenant-Lager oder Fulfillment-Umgebungen wie Amazon. Einrichtungen, die vor einer Stunde noch gut zu bewältigen scheinen, können plötzlich mit einem Auftragsansturm konfrontiert sein, der sofort bearbeitet werden muss.
Die bestehenden Fördersysteme für Kommissionierung und Sortierung sind aufgrund ihrer festen Betriebsgeschwindigkeit nicht flexibel genug, um flexibel auf schwankende Nachfrage reagieren zu können. Ob sie nun unter Volllast mit dicht aufeinanderfolgenden Kisten laufen oder nur wenige Kisten über lange Strecken transportieren – der Stromverbrauch und der Verschleiß bleiben konstant. Der Wartungsaufwand ist weitgehend gleich, und bei einem Ausfall der Sortieranlage kommt der gesamte Warenfluss in der Regel zum Erliegen.
Bei Fulfillment-Prozessen besteht die eigentliche Herausforderung nicht mehr in der grundlegenden Automatisierung, sondern in echter operativer Elastizität und eingebauter Redundanz: der Fähigkeit, die Kapazität als Reaktion auf schwankende Nachfrage zu erweitern und zu reduzieren, ohne eine zu große feste Infrastruktur aufzubauen und gleichzeitig Single Points of Failure zu vermeiden.
Hier liegt die Lücke zwischen den Möglichkeiten traditioneller Systeme und den Anforderungen moderner Betriebsabläufe. Um diese Lücke zu schließen, ist ein anderer Ansatz für Sortierung und Kommissionierung erforderlich.
SOTR-S als Reaktion auf Nachfrageschwankungen
Eine Möglichkeit, dieser Herausforderung zu begegnen, besteht darin, von festen, kontinuierlich laufenden Systemen abzurücken und sich einem Modell zuzuwenden, bei dem die Kapazität dynamisch angepasst werden kann.
Der SOTR-S wurde genau für diesen Zweck entwickelt. Im Einzelhandel und E-Commerce-Fulfillment liegt ein Großteil der Komplexität auf der Einzelartikelebene. Die Stapelkommissionierung ist weit verbreitet. Dabei werden die gleichen Artikelnummern, die für mehrere Bestellungen benötigt werden, in einem einzigen Durchgang kommissioniert, sortiert und zusammengeführt.
Das SOTR-S unterstützt diese Phase durch den Einsatz einer Flotte mobiler Roboter, die einzelne Teile zwischen den einzelnen Prozesspunkten transportieren.
Die Bediener legen die kommissionierten Artikel auf die Roboter, die sie anschließend zu ihren Bestimmungsorten transportieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Sortieranlagen hält jeder Roboter für die Artikelplatzierung an, sodass die Bediener nicht mehr auf ein sich bewegendes Ziel zielen müssen. Dies reduziert den Stress und macht den Prozess kontrollierter und gleichmäßiger.
Jeder Roboter erhält sein Ziel vom Lagerleitsystem über einen RTC (Robot Traffic Controller), der Aufgaben und Routen dynamisch zuweist. Die Fahrzeuge arbeiten unabhängig voneinander, werden aber zentral koordiniert, sodass sich das System kontinuierlich an die aktuelle Auslastung anpassen kann.
Durch die Ersetzung eines festen Personenflusses durch eine mobile, aufgabenbasierte Bewegung führt das SOTR-S die Flexibilität und Echtzeit-Anpassungsfähigkeit ein, die traditionellen Systemen fehlt.
Von festem Durchsatz zu bedarfsgesteuertem Betrieb
Dieser Konstruktionsunterschied bedingt unmittelbar ein anderes Betriebsmodell. Wie bereits erwähnt, müssen bei herkömmlichen Förderbändern und Sortieranlagen die Systeme unabhängig von der Durchsatzmenge – ob Spitzenlast oder minimaler Durchfluss – stets einsatzbereit sein. Gut konzipierte Fördersysteme minimieren zwar die Laufzeit, indem sie Förderzonen nacheinander anhalten, um unnötige Bewegungen und Stromverbrauch zu vermeiden, dennoch bleibt selbst bei geringem Durchsatz ein gewisser Restenergieverbrauch unvermeidbar, ebenso wie mechanischer Verschleiß.
Das SOTR-S-System hingegen passt die Kapazität flexibel an den Bedarf an. Da jeder Roboter unabhängig arbeitet, wird die Flottenaktivität kontinuierlich an die tatsächlichen Durchsatzanforderungen angepasst. Konkret bewegen sich nur die Fahrzeuge, die im jeweiligen Moment benötigt werden, basierend auf der aktuellen Auslastung. Diese intelligente, aufgabenbasierte Steuerung minimiert unnötige Roboterbewegungen und führt so zu einem optimierten Energieverbrauch und einer effizienteren Anlagennutzung. Darüber hinaus kann in längeren Schwachlastzeiten – beispielsweise in den Monaten nach dem Black Friday und der Weihnachtszeit – ein Teil der Flotte außer Betrieb genommen werden, was die Gesamteffizienz weiter steigert.
Dadurch ermöglicht das SOTR-S ein effizienteres Betriebsmodell, bei dem Energieverbrauch und Geräteauslastung eng mit der tatsächlichen Arbeitslast und nicht mit einer festen Systemkapazität verknüpft sind.
Integrierte Ausfallsicherheit und effiziente Anlagennutzung
Diese verteilte Betriebsstruktur mit mehreren Robotern verbessert auch die Systemstabilität. In herkömmlichen Systemen kann ein einzelner Ausfall den gesamten Betrieb lahmlegen. Wenn ein Sortierer ausfällt, steht alles still. Beim SOTR-S werden die Lasten auf mehrere Roboter und alternative Routen verteilt. Ausfälle sind daher lokal begrenzt: Fällt ein Roboter aus, ist nur die Last auf diesem Roboter betroffen, während der Rest des Systems weiterläuft.
Dasselbe Prinzip gilt nicht nur für unerwartete Ausfälle, sondern auch für die routinemäßige Wartung. Einzelne Roboter können bei Bedarf offline genommen werden, sodass Wartungsarbeiten durchgeführt werden können, ohne den Systembetrieb zu unterbrechen. Dadurch entfallen vollständige Systemabschaltungen – und die in herkömmlichen Systemen oft notwendigen nächtlichen Inspektionen. Die Wartung kann stattdessen geplant und kontrolliert durchgeführt werden, während das System weiterläuft.
Diese integrierte Ausfallsicherheit, die durch die Isolierung von Störeinwirkungen auf Roboterebene erreicht wird, ermöglicht es dem SOTR S, den Betrieb sowohl bei Ausfällen als auch bei Wartungsarbeiten aufrechtzuerhalten. Dadurch erhöht sich die Systemverfügbarkeit, und die Anlagen werden effizienter und planbarer eingesetzt.
Abschluss
Das SOTR-S ermöglicht ein bedarfsgesteuertes Betriebsmodell, in dem Kapazität, Energieverbrauch und Systemverfügbarkeit kontinuierlich an die tatsächliche Auslastung angepasst werden. Der Durchsatz kann präzise auf den tatsächlichen Bedarf abgestimmt werden, sodass das System Volumenschwankungen ohne unnötige Kosten ausgleichen kann. Da es keinen Single Point of Failure gibt, läuft das System auch dann weiter, wenn eine Einheit ausfällt. Das Ergebnis ist ein Modell, in dem Ressourcen nur dann genutzt werden, wenn sie zur Verarbeitung beitragen, was eine effiziente Leistung ohne Verschwendung gewährleistet.
Daifukus SOTR-Serie
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Cedric Sedo
Senior Projektingenieur, Daifuku Europe
Cedric Sedo ist Senior-Projektingenieur bei Daifuku und verfügt über mehr als acht Jahre Erfahrung in der Lagerautomatisierung und Intralogistik. Als Spezialist für Systemintegration spielt er eine Schlüsselrolle bei der Bereitstellung komplexer automatisierter Materialflusslösungen und gewährleistet die nahtlose Abstimmung zwischen mechanischen, elektrischen und Softwaresystemen.
In seiner Funktion konzentriert sich Cedric auf die Implementierung von Automatisierungstechnologien und arbeitet eng mit interdisziplinären Teams zusammen, um innovative Lagerlösungen von der Konzeption bis zur operativen Inbetriebnahme zu realisieren. Seine Erfahrung umfasst die Integration und Inbetriebnahme fortschrittlicher Automatisierungssysteme, die Effizienz, Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit in modernen Distributionsumgebungen verbessern sollen.
Cedric besitzt einen Master of Science in Engineering Management und ein Universitätsdiplom in Building Information Modelling (BIM). Er ist zudem durch die CECE-Zertifizierung des TÜV NORD für die CE-Kennzeichnung zertifiziert, was sein Engagement für Konformität, Sicherheit und herausragende Ingenieursleistungen in Projekten der industriellen Automatisierung unterstreicht.
