Kritische Analyse des Automatisierungspotentials im Lagerwesen eines mittelständischen Handelsunternehmens

Diplomarbeit von Oliver Mohr

Einleitung:

Die Anforderungen an moderne Lagersysteme haben sich in den letzten Jahren deutlich verändert. Folgende qualitativen Anforderungen bestimmen heutzutage in besonderem Maße die Planung und den Betrieb zeitgemäßer Lagerlogistiksysteme:

Minimierte Lagerkapazität, hohe Umschlagsleistung, Kundenorientierung beim Kommissioniervorgang, hohe Verfügbarkeit und Lieferzuverlässigkeit; Aus diesen qualitativ formulierten Anforderungen ergeben sich folgende allgemeinen Anforderungen an einen optimierten Betrieb von Lagerlogistiksystemen: Kürzere Auftragsdurchlaufzeiten, Leistungs- und Strukturflexibilität, Kommissioniermethoden mit einer effizienten Fortbewegung des Pickers, Effiziente Nachschubmethoden; Aufgrund dieser Veränderungen und der zunehmenden Bedeutung einer effizienten Lagerlogistik wurden in den letzten Jahren unzählige technische Entwicklungen durchgeführt. Dies wiederum erfordert möglichst umfassende Kenntnisse der Leistungsprofile der Lagerlogistiksubsysteme. Insbesondere aufgrund der Automatisierungsmöglichkeiten, die sich heute bieten, gewinnt die Planung von Lagerlogistiksystemen zunehmend an Bedeutung.

Inhaltsverzeichnis:

Textprobe:

Kapitel 3.3, Datenübertragungstechnik: Man unterscheidet bei der Übertragung von Daten zwischen einfachen binären Signalen und dem Austausch von Datentelegrammen. Einfache Elemente zur Übertragung binärer Daten sind Lichtschranken, Magnetschalter, Reed-Kontakte und Endschalter. Die Übertragung der komplexeren Datentelegramme erfolgt berührungslos mittels Induktion, Funk und Infrarottechnik. In einer Halle, in der Daten entweder punkt- oder streckenbezogen übermittelt werden müssen, werden in der Regel Induktiv- oder Infrarottechnik benutzt, bei einer Ausdehnung des Arbeitsgebietes auf ein Freigelände eher die Funk- und Infrarottechnik.

Mit dem Datenübertragungssystem wird die operative Ebene der innerbetrieblichen Logistik z.B. von Staplern und Kommissioniergeräten an eine übergeordnete Leitzentrale angebunden, die dispositive und administrative Aufgaben übernimmt.

Kapitel 3.3.1, Induktionstechnik: Bei der Induktionstechnik werden die Wechselfelder im Bereich von 20 bis 100 kHz benutzt. Die Reichweite der Datenübertragung beschränkt sich auf einen Abstand von maximal 0,5 m und stellt somit eine leitungsnahe oder auch liniengestützte Technik dar. Die Datenübertragung bei punktbezogener Übertragung erfolgt über Datenübertragungsschleifen. Die sichere Datenübertragung funktioniert bis zu einer Rate von 10 MBits/s. Eine streckenbezogene Übertragung kann über einen Leitdraht durch Modulation der Leitfrequenz oder einen separat zum Leitdraht verlegten Draht in der Bodenfuge mit eigener Trägerfrequenz erfolgen.

Kapitel 3.3.2, Funktechnik: Die Funktechnik nutzt elektromagnetische Felder im Frequenzbereich 433 MHz und 2,4 GHz und ermöglicht Übertragungsraten von 10 KBits/s bzw. 2MBits/s. So können in kurzer Zeit große Datenmengen übertragen werden. Der Vorteil der Funktechnik liegt in der Übertragungsreichweite von bis zu 3000 km, so dass die Funktechnik besonders im Freilager, aber auch im Hallenbereich angewendet wird. Bei einer Nutzung des Schmalbandfrequenzbereiches 433 MHz ist der Einsatz von nur einer Antenne erforderlich, bei kleineren Anlagen mit Breitbandtechnik 2,4 GHz sind mehrere Antennen erforderlich, um Funkschatten zu umgehen.

Kapitel 3.3.3, Infrarottechnik: Mit Infrarotsystemen ist eine Datenübertragung punkt-, strecken- und flächenförmig möglich. Die Übertragungsgeschwindigkeiten liegen zwischen 300 und 19000 Baud mit Übertragungsraten von 19.200 Bits/s bis zu 1,5 MBits/s. In jedem Fall ist eine Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger mit einer Reichweite von bis zu 2000m. Diese Systeme werden im Hallenbereich eingesetzt, sind jedoch sehr störanfällig. Störeinflüsse können Lichteinstrahlung, Beleuchtung, Infrarot-Fernbedienungen oder Lichtschranken sein. Daher ist ein Einsatz im Hallenbereich eher begrenzt.

Kapitel 3.3.4, Einsatzgebiete der Datenübertragungstechnik: Die Datenübertragung kann im Lager- und Kommissionierbereich bei folgenden Vorgängen eingesetzt werden: Erfassung der Ware, Bestimmung des Lagerortes bei fester Lagerplatzzuordnung, Einlagerung über das Staplerleitsystem, Exakte Bestandsführung, Verwaltung der Lagerplätze, Lagerordnung bei freier Lagerplatzwahl, Papierlose Kommissionierung, Erstellung von Kommissionieraufträgen, Erstellung von Ladungen im Warenausgang, Überprüfung der Lieferungen, Kommunikation zwischen Fahrzeugen und Leitrechner; Kapitel 3.4, Grundlagen der Optimierung und Automatisierung: In einem Lagerlogistiksystem eines Handelsunternehmens ist der optimale Betriebszustand dann erreicht, wenn die Kundenaufträge jederzeit pünktlich und vollständig bearbeitet werden und am Warenausgang verpackt zum Versand bereitstehen. Dies muss auch unter wechselnden Anforderungen unter geringst möglichem Aufwand in Bezug auf Zeit und Ressourcen erbracht werden. Grundvoraussetzung für einen solchen optimalen Ablauf ist eine entsprechende Disposition.

Die Auftragsdisposition in einem Lagersystem ist also letztendlich dafür verantwortlich, alle Warenbewegungen im Lager vor der eigentlichen Ausführung den leistungserbringenden Ressourcen zuzuordnen. Weiterhin müssen der richtige Zeitpunkt sowie die passende Reihenfolge bestimmt werden um eine fristgerechte Bearbeitung der Aufträge und eine gleichmäßige Auslastung des Systems ohne Engpässe oder Leerläufe zu erreichen.

Kapitel 3.4.1, Übersicht: Man muss die Optimierung eines Lagersystems als notwendige Konsequenz aus wirtschaftlichen und technisch-organisatorischen Zielen ansehen. Alle im Lager anfallenden Arbeiten sind notwendigerweise an Ressourcen geknüpft, also an Arbeitskräfte und Betriebsmittel. Diese Tatsache bedingt automatisch den Verbrauch an Kosten und Zeit.

Zielvorgabe der Optimierung eines Lagersystems kann schlussendlich nur sein, sämtliche anfallenden Arbeitsschritte und die daran gebundene Umschlagsleistung von Wareneingang bis Warenausgang mit dem geringst möglichen Aufwand an Personal und Zeit zu erbringen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt im Rahmen einer Lageroptimierung sind die Randbedingungen, die sich aus der Zusammenarbeit mit Lieferanten und Kunden ergeben. Zu beachten sind eventuell vorab vereinbarte Zeitfenster für die Anlieferung von Ware durch Lieferanten und den Versand von Aufträgen an Kunden. Die Auskunftsfähigkeit über Liefertermine gegenüber Kunden wird erst durch eine vorausschauende Disposition möglich und ist eines der wichtigsten Wettbewerbskriterien überhaupt. Eine Information des Kunden über den momentanen Dispositionsstand seines Auftrages muss jederzeit gewährleistet sein, um so Vertrauen in die unternehmerische Dispositionsleistung zu schaffen.

Kapitel 3.4.1.1, Hintergrund: Optimierung in der Logistik bedeutet in allen Fällen, dass aus einer Auswahl von Entscheidungsprozessen eine optimierte Auswahl erwartet wird, so z.B. bei den Planungsschritten zur Gestaltung eines Materialflusssystems. Man erarbeitet verschiedene Lösungsvarianten, die letztendlich auf eine Variante beschränkt werden, welche dann als optimal gilt.

Optimierung gilt als die klassische Aufgabenstellung bezogen auf die Gestaltung und den Betrieb aller technischen Systeme. Gewünscht ist eine bestmögliche Funktionalität zu insgesamt geringst möglichen Kosten begrenzt durch einen vorgegebenen Handlungsspielraum. Man sucht diejenige Alternative, die ein optimales Ergebnis in einer der folgenden Ausprägungen verspricht: Maximierungsproblem - Mit einem gegebenen Aufwand soll das bestmögliche Ergebnis erreicht werden Minimierungsproblem - Ein bereits definiertes Ergebnis soll mit dem geringst möglichen Aufwand erreicht werden Dualproblem -Ein bestmögliches Ereignis soll mit dem geringsten Aufwand erreicht werden Alle Alternativen müssen quantifizierbar, d.h. gegeneinander zu bewerten sein, wobei eine genaue Vorgabe der Zielkriterien, anhand derer optimiert werden soll, unabdingbare Voraussetzung für den Optimierungsvorgang ist.

Kapitel 3.4.1.2, Einordnung der betrieblichen Optimierung: Generelle Ziele einer Optimierung innerhalb eines Betriebes sind: Minimierung der Durchlaufzeit einzelner Aufträge, Vermeidung unproduktiver Nebenzeiten, Vermeidung von Leerfahrten von Fördermitteln, Gleichmäßige Auslastung des Personals und der Betriebsmittel, Einhaltung vorgegebener Zeitfenster, Die grundlegenden strategischen Fragestellungen zu Beginn des Optimierungsprozesses lauten wie folgt:

Wie muss ich meine Lagerflächen dimensionieren und welche Lagersystemtechnik verwende ich?

Wie ordne ich meine Lagerbereiche an und welche Zugangswege zur Ware richte ich ein?

Welche grundlegenden Betriebsstrategien wähle ich?

Bei der Planung eines Lagerlayouts muss im Vorfeld eine bestimmte Warenmenge prognostiziert werden. Lagerbereiche und Wege sind entsprechend so anzuordnen, dass die Warenmenge mit minimalem Transportaufwand bewältigt werden kann. Die Anlagenplanung ist zwar nicht essentieller Bestandteil der betrieblichen Optimierung, jedoch sind bereits in dieser Phase sehr detaillierte Kenntnisse über die einzusetzenden Betriebsstrategien notwendig, um einen später geforderten optimalen Betrieb der verschiedenen Arbeitsbereiche im Lagersystem zu garantieren.

Mittelfristig anstehende Planungsprozesse müssen sich an den über monatlich bzw. wöchentlich ausgewerteten Umschlagszahlen orientieren und sind darauf ausgelegt, auf saisonale Schwankungen entsprechend zu reagieren und die vorgehaltenen Ressourcen im Lagersystem anzupassen. Typische mittelfristige Planungsaufgaben sind daher: Personalbedarfsplanung, Erstellung von Schichtenmodellen und Arbeitszeitplänen, Sortimentsplanung, Reorganisation von Lagerbeständen anhand z.B. einer ABC-Analyse; Im eigentlichen Sinne versteht man unter betrieblicher Optimierung jedoch die operative Planung und somit die Disposition der abzuarbeitenden Arbeitsabläufe im Tagesgeschäft. Sie orientiert sich am aktuellen Bestell- und Lieferaufkommen und erfüllt darin folgende Aufgaben: Zuordnung der Ressourcen, Terminierung und Reihenfolgeplanung von Kommissionier- und Transportaufträgen, Vorplanung aller Arbeitsprozesse im Lager; Der zur Verfügung stehende Planungszeitraum variiert entsprechend der Aufgabenstellung und ist beeinflusst durch eingehende Eilaufträge, ungeplante Wareneingänge oder Störungen im laufenden Betrieb durch Ausfall von Personal oder Betriebsmitteln.

Man unterscheidet bei der betrieblichen Optimierung weiterhin in Offline-Probleme und Online-Probleme. Offline-Probleme sind gekennzeichnet durch das Vorliegen sämtlicher Informationen vor der Erstellung eines optimalen Auftragsplanes. Online-Probleme treten dann auf, falls Aufträge ohne vorherige Erstellung eines Planes unmittelbar den Betriebsmitteln zugeordnet werden oder wenn neue Aufträge in einen bereits laufenden Arbeitsprozess mit vorher erstelltem Auftragsplan eingeplant werden. Gründe hierfür können Warenanlieferung ohne vorherige Avisierung oder kurzfristig erteilte Kundenaufträge mit Eilstatus sein.