Die meisten Berichte über fahrerlose Transportsysteme zählen Roboter. Unserer hat einen. Ein einzelner BITO LEO locative fährt in unserem Werk in Hennweiler, und die Fahrzeuganzahl ist die unwichtigste Zahl im gesamten Projekt. Den Unterschied macht, an wie vielen Stellen dieses eine Fahrzeug halten kann.
Dieser Artikel handelt davon, was ein FTS in einer Elektronikfertigung tatsächlich leistet, wovon es abhängt, ob es sich rechnet -- und von einem Effekt, den wir nicht eingeplant hatten.
Das Transportproblem, das auf keiner Kalkulation steht
Eine SMT-Linie ist auf eine Weise hungrig, die in keinem Arbeitsplan auftaucht. Sie verbraucht Bauteilrollen und Feeder und produziert fertige Nutzen, Leergut und Verpackungsmaterial, das irgendwohin muss. Nichts davon ist wertschöpfend, und alles davon ist der Weg irgendeines Mitarbeiters quer durch die Halle.
Unser Materialfluss beginnt am Wareneingang, der zugleich als Warenausgangsprüfung dient, und verzweigt sich von dort zu den Maschinen und Packplätzen. In der Bestandsaufnahme, die BITO vor dem Projekt in unserem Werk gemacht hat, legten Mitarbeiter mehrere Kilometer pro Schicht zurück, allein um die Maschinen zu versorgen.
Die Entfernung ist der offensichtliche Kostenfaktor. Der teure ist sie nicht. Teuer wird, was Menschen tun, um Laufwege zu vermeiden:
- Jeder Weg ist eine Unterbrechung. Wer die Maschine verlässt, um Material zu holen, fährt die Maschine nicht.
- Weil Laufen teuer ist, wird gebündelt. Niemand geht sechsmal, wenn einmal mit viel Material auch reicht.
- Bündeln bedeutet größere Puffer an der Linie, weil die nächste Lieferung zeitlich weiter entfernt ist.
- Größere Puffer bedeuten Regale, und Regale bedeuten Fläche.
Diese Kette bitte im Kopf behalten. Aus ihr entsteht das interessante Ergebnis.
Ein Fahrzeug, viele Stationen
In einem System wie LEO locative ist die Kapazitätsgröße nicht das Fahrzeug. Es ist die Übergabestation.
Der Transporter fährt eine feste Strecke -- bei uns einen Ring rund um das gesamte Unternehmen, sodass er praktisch überall dort vorbeikommt, wo Material gebraucht wird. Entlang dieses Rings stehen die Stationen. Jede ist ein Regalgestell, das einen Behälter über einen federbelasteten Mitnehmermechanismus an das Fahrzeug übergibt oder von ihm übernimmt -- rein mechanisch, ohne Elektronik in der Übergabe selbst. Es gibt sie als Einzelstationen und als Doppelstationen, die im selben Durchgang abgeben und aufnehmen.
Genau darin liegt die gesamte Wirtschaftlichkeit des Projekts. Ein zusätzliches Ziel bedeutet eine zusätzliche Station -- ein Gestell und eine Halterung. Zusätzlicher Durchsatz bedeutet ein zusätzliches Fahrzeug -- eine Maschine. Die meisten Betriebe, die zu dem Schluss kommen "FTS ist für uns zu teuer", haben eine Flotte kalkuliert, obwohl sie ein Fahrzeug und großzügig viele Stationen gebraucht hätten.
Auch die Ringstrecke hilft dabei. Ein Fahrzeug im Punkt-zu-Punkt-Verkehr verbringt einen großen Teil seines Lebens leer oder wartend. Ein Fahrzeug auf einer Schleife ist immer schon auf dem Weg zur nächsten Station, und jede Station am Ring kann ihm etwas mitgeben. Ein zweites Fahrzeug brauchen Sie dann, wenn eine Runde länger dauert als der Abstand, in dem Material angefordert wird -- vorher nicht.
Der Effekt, den wir nicht eingeplant hatten: weniger Regale
Das ist der Teil, der uns überrascht hat.
Jede Übergabestation hält einen Behälter. Multipliziert mit der Anzahl der Stationen rund um den Ring ergibt das eine erhebliche Zahl an aktiven Pufferplätzen -- und zwar jeder genau dort, wo das Material tatsächlich gebraucht wird.
Diese Plätze haben statische Lagerung ersetzt. Wir brauchen heute spürbar weniger Regalfläche als vorher, weil der Puffer aus dem Lagerregal auf die Stationen selbst gewandert ist.
Mit der Kette aus dem ersten Abschnitt ergibt das Sinn. Regale existieren, weil Material irgendwo warten muss, weit weg von dort, wo es gebraucht wird. Wenn Transport billig und kontinuierlich wird, kann Material an der Maschine warten statt im Regal -- in genau der kleinen Menge, die die Maschine tatsächlich verbraucht. Das FTS hat nicht nur Laufwege beseitigt. Es hat den Grund für einen Teil des Lagers beseitigt.
Das funktioniert nur, wenn Sie bei den Stationen großzügig sind. Planen Sie zu wenige ein, behalten Sie jedes Regal, das Sie hatten -- und haben zusätzlich einen Roboter. Zählen Sie die Stationen, bevor Sie das Fahrzeug kalkulieren.
Eigenständig konzipiert
Das System navigiert über Marker, die neben der Spur angebracht sind. Jeder Marker trägt fünf identische Data-Matrix-Codes; LEO liest einen davon und führt den zugehörigen Befehl aus. Ziele und Kreuzungsverkehr regelt eine dezentrale Steuerung, damit sich mehrere Fahrzeuge an Engstellen nicht in die Quere kommen.
Was das System nicht braucht, ist eine IT-Anbindung. Keine MES-Integration, keine ERP-Schnittstelle, keine Abhängigkeit vom Werks-WLAN. Und wir haben für die Installation nichts am Gebäude verändert: keine Bodenarbeiten, keine Deckenbefestigungen, keine umgelegten Gassen. Die Inbetriebnahme war wirklich unkompliziert, und wir können das Layout selbst erweitern, ohne den Lieferanten vor Ort.
Das ist eine bewusste Abwägung, und man sollte sie offen benennen, statt sie als reinen Gewinn zu verkaufen. Eine eigenständige Transportebene bucht keine Bestände. LEO bewegt einen Behälter; was darin ist, weiß und protokolliert das System nicht. Wir haben entschieden, dass die Transportebene das nicht wissen muss. Genau diese Entscheidung hat aus dem Vorhaben ein Projekt von Wochen statt von einem Jahr gemacht. Wer automatische Bestandsbuchungen an jeder Übergabe braucht, hat ein deutlich größeres und langsameres Projekt vor sich und sollte es auch so planen.
Vom Lieferanten zum Kunden
Ein Detail daran gefällt uns wahrscheinlich mehr, als es sollte.
Die Elektronik in den LEO-Fahrzeugen wird bei Newmatik gefertigt. BITO sitzt wie wir in Rheinland-Pfalz, und die Baugruppen, die ihre Transporter antreiben, laufen bei uns vom Band.
Dann haben wir einen gekauft und in unsere eigene Fertigung gestellt, wo er heute das Material transportiert, aus dem genau diese Baugruppen entstehen. Wir bauen LEO mit LEO. In einem Projekt sind wir vom Lieferanten von BITO zusätzlich zu deren Kunden geworden -- was ganz gut zusammenfasst, wie Fertigung in dieser Region tatsächlich funktioniert.
Lohnt sich das für den Mittelstand?
Ein FTS dieser Art verdient seinen Platz, wenn die Transportaufgabe repetitiv und die Geografie stabil ist. Fehlt eines von beiden, lohnt es sich nicht.
| Funktioniert gut | Funktioniert schlecht |
|---|---|
| Wege, die sich in jeder Schicht wiederholen | Jeden Tag eine andere Route |
| Feste Aufnahme- und Abgabepunkte | Spontan festgelegte Ad-hoc-Ziele |
| Viele kleine Lasten, bis 35 kg je Behälter | Schwere, sperrige oder unhandliche Lasten |
| Ebener, sauberer, stabiler Hallenaufbau | Layout, das alle paar Monate umgestellt wird |
| Wege lang genug, dass Mitarbeiter bündeln | Alles ohnehin in wenigen Schritten erreichbar |
Sechs Fragen, die man beantworten sollte, bevor jemand ein Fahrzeug anbietet:
- Können Sie die Schleife in Ihren Hallenplan einzeichnen? Wenn nicht, ist das Projekt nicht reif. Die Strecke ist der Entwurf, der Roboter ist die Folge.
- Wie viele Stationen, und genau wo? Das ist Ihr eigentlicher Kostentreiber und Ihre eigentliche Kapazitätsgröße.
- Was ist in den Behältern, und was wiegt es? Die Traglastgrenze liegt bei 35 kg. Für Rollen, Feeder und bestückte Baugruppen ist das reichlich -- für alles andere nicht.
- Wer füllt und leert die Behälter? Ein FTS transportiert. Es kommissioniert nicht, zählt nicht und prüft nicht. Wenn Ihr Engpass die Kommissionierung ist, ist das die falsche Maschine.
- Was passiert, wenn es steht? Der Rückfall muss ein Mensch mit einem Wagen sein, und die Linie darf es nicht merken. Ein System, in dem ein ausgefallenes Fahrzeug die Produktion anhält, ist falsch ausgelegt.
- Passt der Boden schon? Eben und sauber, mit sinnvoller Trennung zwischen Fahrzeug und Staplerverkehr.
Was wir jemandem raten würden, der anfängt
Zeichnen Sie den Ring, bevor Sie das Fahrzeug auswählen. Kalkulieren Sie Stationen statt Roboter. Rechnen Sie mit dem Lagereffekt und planen Sie ihn bewusst ein, statt ihn zu entdecken. Und fangen Sie mit einem Fahrzeug an -- ein System, das Sie selbst erweitern können, ist mehr wert als eine Flotte, die Sie spezifiziert haben, bevor Sie Ihren eigenen Materialfluss verstanden hatten.
Der Sinn automatisierten Innentransports ist nicht, dass ein Roboter bei der Werksführung beeindruckend aussieht. Der Sinn ist, dass die Menschen, die früher mehrere Kilometer pro Schicht gelaufen sind, diese Zeit heute an den Maschinen verbringen -- und dass sich ein Teil des Lagers als überflüssig herausgestellt hat.
Fotos und Video: BITO-Lagertechnik, mit freundlicher Genehmigung. Der LEO locative und seine Übergabestationen sind Produkte von BITO; die gezeigte Fertigung ist unser Werk in Hennweiler. BITOs eigener Projektbericht steht hier: BITO Referenz: Newmatik.