Demag WMS: Maßgeschneiderte Materialflusslösungen zur Verwaltung von Automatiklägern

Es ist keine Selbstverständlichkeit, dass ein Kranhersteller ein eigenes Lagerverwaltungssystem entwickelt und anbietet. In jedem Fall es bietet große Vorteile aus Anwendersicht. Das Demag Warehouse Management System (WMS) wird maßgeschneidert an die individuellen Kundenanforderungen angepasst – u.a. auf der Basis moderner Simulations-Werkzeuge. Es umfasst den gesamten Intralogistikprozess vom Eingangs-, Zwischen- und Versandlager sowie im Produktionsprozess, einschließlich des Yard-Managements, d.h. der Organisation des Lkw-Verkehrs auf dem Betriebsgelände.

In vielen Bereichen der Industrie, wie beispielsweise in der Papier- und in der Stahlindustrie, übernehmen zumeist Prozesskrane die Aufgabe, Rollen und Coils materialschonend ein- und auszulagern. Durch die flurfreie Logistik wird die vorhandene Fläche optimal genutzt, da keine Fahrwege am Boden erforderlich sind. Darüber hinaus erreichen Krane hohe Umschlagsleistungen und sie lassen sich unmittelbar in den Gesamtmaterialfluss der Produktionsstätte einbinden.

Auf der „Hardware“-Seite der Materialflusstechnik stellt diese Integration bereits hohe Anforderungen. Nicht minder hoch aber sind die Ansprüche auf der informationstechnischen Ebene, die von der Steuerung der Krananlagen über die gesamte Lagerverwaltung bis zur Anbindung an das ERP-System des Anwenders reicht. Hier ist ein durchgängiger Informationsfluss gefordert, der projektspezifisch an die individuellen Gegebenheiten angepasst ist.

Am Anfang stehen Consulting und Analyse

Aufgrund der Komplexität dieser Aufgabenstellung sind die am Markt angebotenen Lagerverwaltungssysteme (LVS) für Standard-Anwendungen oftmals nur die zweitbeste Lösung, weil sie den individuellen Anforderungen nicht in vollem Umfang gerecht werden. Aus dieser Erkenntnis heraus hat Demag bereits vor etwa 30 Jahren ein eigenes System, das Demag Warehouse Management System (WMS) entwickelt, das sich grundlegend von anderen marktüblichen Lagerverwaltungssystemen unterscheidet.

Ein zentraler Unterschied besteht darin, dass jedes ausgelieferte WMS individuell an die jeweilige Anwendung angepasst wird. Deshalb beginnt ein WMS-Projekt zunächst mit dem Consulting, das wiederum mit der umfassenden Analyse der Lager- und Materialflussprozesse durch die Demag Branchenexperten beginnt.

Denken in Alternativen – mit Simulationswerkzeugen

Die Analyse bildet die Basis für eine Konzeptstudie, in der verschiedene Lösungen zur Lagerung und zum Materialfluss erarbeitet und geprüft werden. Dies geschieht (auch) mit modernen Simulations-Werkzeugen, die eine virtuelle Erprobung der erarbeiteten Konzepte erlauben. Dabei wird der komplette Logistikprozess einschließlich manueller Lagervorgänge simuliert. Diese Vorgehensweise ist nachweislich wirtschaftlicher und effizienter als ein Planungsprozess ohne Simulation: Der Zeit- und Investitionsaufwand in der Planungsphase ist zwar etwas höher. Dafür aber spart der Betreiber Kosten über die gesamte Laufzeit des Lagers. Und er hat die Gewissheit, dass die Investition in Lager- und Materialflusstechnik tagtäglich bestmöglich genutzt wird.

Simulation des Yard Management gehört dazu

Die Simulation der Logistikprozesse umfasst neben der Prozesskette zwischen Produktion und Lager auch die Be- und Entladungsvorgänge an den Rampen sowie den Stapler- und Lkw-Verkehr auf dem Gelände des Anwenders. Erfahrungsgemäß lassen sich durch diese ganzheitliche Betrachtung des Materialflusses deutlich größere Optimierungspotenziale erschließen als beim isolierten Blick auf die Ein- und Auslagerungsprozesse. Zum Beispiel kann der Anwender auf dieser Basis die Verweildauer der Lkw auf dem Gelände deutlich verkürzen und eine schnellere Abfertigung sicherstellen.

Individuelles Software-Paket als durchgängige Lösung

Erst nach diesen umfassenden Vorarbeiten wird das kundenspezifische Software-Paket für die Ansteuerung der Lager- und Materialflusssysteme erstellt. Auf der „Shopfloor“-Ebene ist das Demag WMS an die Steuerung der Prozesskrane und anderer materialflusstechnischer Anlagen angebunden, auf der übergeordneten Ebene zumeist an das ERP-System des Anwenders. So entsteht ein durchgängiger Informationsfluss, der eine optimierte und bedarfsgerechte Steuerung des gesamten Materialflusses im Unternehmen bzw. im Lager ermöglicht.

Beispiel: Versandlager eines Papierherstellers

Ein aktuelles Anwendungsbeispiel verdeutlicht die Vorteile eines maßgeschneiderten WMS gegenüber einer standardisierten Lösung. Eine Papierfabrik hat mit der Investition in eine neue Papiermaschine ihre jährliche Produktionskapazität auf rund 500.000 Tonnen verdoppelt. Die neue Maschine erzeugt pro Tag rund 1.500 Kilometern Wellpappenrohpapier. Entsprechend groß sind die Rollenmengen, die jeden Tag ein- und ausgelagert werden.

Deshalb hat das Unternehmen ein neues Versandlager mit 12.270 Tonnen Kapazität errichten lassen, in dem – genau wie im bereits vorhandenen Lager – zwei Demag Prozesskrane für den vollautomatisierten Umschlag der Papierrollen sorgen. Auf einer Grundfläche von ca. 66 x 30 Metern werden die Rollen, die einen maximalen Durchmesser von 1500 mm und ein Höchstgewicht von 4,2 Tonnen aufweisen, automatisch zu dem Lagerort gebracht, den das übergeordnete Demag WMS ihnen zugewiesen hat, und bis zu einer Gesamthöhe von 15 Metern gestapelt.

Die Systemumschlagsleistung wurde im Vorfeld, d.h. während der Consulting-Phase und per Simulation, mit 54 Rollen pro Stunde bei reiner Ein- und Auslagerung berechnet. Bei kombinierten Ein- und Auslagerungsspielen sind es 58 Rollen. Das Demag WMS ermöglicht überlappende Fahrwege der beiden Krane – das beschleunigt den Materialfluss.

Gesamter Werksverkehr simuliert und optimiert

Mit dem zweiten Lager wird der innerbetriebliche Materialfluss auf der Fertigwaren-Seite deutlich komplexer, denn es gibt nun zwei Lager für unterschiedliche Produktgruppen. Daher stellte sich die Frage, wie der Materialfluss bzw. der Lkw-Verkehr auf dem Betriebshof am besten organisiert wird.

Ermittelt wurde dies wiederum mit dem Werkzeug der Simulation. Konkret heißt das: Die Demag Experten haben ein maßstäbliches Simulationsmodell für die komplette Outbound-Logistik der Papierfabrik generiert. Dabei wurden zunächst die Steuerungsstrategien für die Einlagerung, Auslagerung und Reorganisation in den beiden Automatiklagern optimiert und im zweiten Schritt der gesamte Werksverkehr – mit sämtlichen Lkw und Staplern – unter realen Belastungsszenarien simuliert. Dabei zeigte sich unter anderem, dass es wirtschaftlicher ist, wenn die Lkws nacheinander zwei Ladestellen anfahren statt eine zentrale Rampe für beide Versandlager vorzusehen.

Die Ergebnisse der Simulation wurden mit einem „Yard Management System“ in die Tat umgesetzt. Sobald der Lkw-Fahrer sich angemeldet hat und der Lkw verwogen wurde, leitet ihn dieses System durch das Werk und weist ihm z.B. einen Platz und ein Zeitfenster am Warenausgang zu.

Das Resultat: Die mittleren LKW-Wartezeiten konnten von 45 auf 17 Minuten reduziert werden, und die maximale Anzahl der in der Wartezone befindlichen LKWs liegt nun bei acht statt vorher 18. Diese Werte wurden nach der Installation in einem Leistungstest verifiziert und entsprechen den zuvor per Simulation errechneten Werten. Die Logistiker der Papierfabrik sind damit auch deshalb hoch zufrieden, weil sie den Servicegrad ihres Standortes verbessern konnten.

Kompetenz über die Krantechnik hinaus

Dieses aktuelle Anwendungsbeispiel des Demag WMS beweist auch die Effizienz und Praxistauglichkeit der eingesetzten Simulations-Tools – und die Kompetenz von Demag, über die Krantechnik und das Lager hinaus gesamtheitliche Prozesse der Intralogistik zu verbessern. Dazu verfügt das Unternehmen über ein branchenspezifisches Know-how, mit dem den Anlagenbetreibern maßgeschneiderte Lösungen von der Planung bis zur Inbetriebnahme angeboten werden. Zugleich zeigt es den Nutzen, der sich daraus ergibt, dass ein international führender Kranhersteller ein eigenes Lagerverwaltungssystem entwickelt, kontinuierlich pflegt und um neue Funktionen und Module erweitert.

Automatisch erzeugt: Konfigurierbare Module / Lagerstrategien

Mit einer umfangreichen Bandbreite an definierbaren und parametrierbaren Lagerstrategien bildet das Demag WMS die optimale Basis für individualisierte Lösungen. Einlageraufträge werden automatisch erzeugt und den hinterlegten Strategien entsprechend eingelagert. Beispiele für die Ein- und Auslagerstrategien von Papierrollen:

• Auftragsbezogene Stapelung
• Sortenreine Stapel
• Rollengrößen
• Sicherheitskriterien
• Vermeidung von Überalterungen (first in – first out)
• Lagerbereichsauswahl / Prioritätszonen
• Prioritätsgesteuerte Auslagerlisten (vor Reorganisationsaufträgen)

Lagerreorganisation

• Verdichtung von Kleinaufträgen
• Entmischen von Stapeln
• Verdichten von sortenreinen Stapeln

Selbstverständlich ist die Visualisierung der Vorgänge ebenfalls Bestandteil des WMS-Lieferumfangs. Sie beinhaltet z.B.  die Information über den Lagerinhalt, die Visualisierung der Kranbewegungen, Rollen-Bewegungen, Rollen-Charakteristiken und Ladelisten. Auf diese Weise verfügt der Kunde über eine permanente Inventur und es werden Schäden an den Papierrollen und damit einhergehend Papierverluste vermeiden.

Das Demag WMS ist in zahlreichen Projekten rund um den Globus im Einsatz. Den größten Anteil an installierten Systemen gibt es in der Papierindustrie mit mehr als 70 realisierten Lagern. Auch in der Schüttgut- und Recyclingtechnik – also vom Lager in einem Zementwerk über die Müllverbrennung bis zu den mit nachwachsenden Rohstoffen belieferten Kraftwerken wie auch in der Verarbeitung und Lagerung von Holzplatten kommen automatisierte Kranlager mit Demag WMS zum Einsatz. Ebenso bei der Lagerung in der Stahlverarbeitenden Industrie: vom Produktionslager für Stahlbleche bis zum Versandlager für Stahl- und Aluminiumcoils nutzen (Prozess-) Kranbetreiber die Vorteile eines maßgeschneiderten Lagerverwaltungssystems.