A. Kempf

In einem Umrüstungsprojekt hat SSI Schäfer durchsatzkritische Teilprozesse im Distributionslager der A. Kempf Getränkegroßhandel GmbH auf RFID-Erfassung umgestellt. Die Implementierung und Einrichtung der Software-Schnittstellen konnte bei laufendem Betrieb innerhalb einer Woche realisiert werden. Die Auto-ID-Lösung mit Funklesung ermöglicht Kempf nun Einsparungen von acht Effektivstunden pro Tag.

Modernisierung der Intralogistik

Bei der Optimierung von Produktivität und Ressourceneffizienz profitiert kaum ein Unternehmensbereich so nachhaltig von modernen Technologien wie die Intralogistik. Spätestens nach sieben bis zehn Jahren – je nach Branche – gelten Läger als veraltet: technisch überholt, im Einsatz abgenutzt und in der Funktionalität unzureichend. Eine Modernisierung kann nach übereinstimmender Expertenmeinung Optimierungspotenziale von bis zu 30 % erschließen. Doch vielfach ermöglichen die dynamischen Entwicklungszyklen etwa der Informations- und Identifikationstechnologie bereits deutlich früher markante Einsparungen und Effizienzvorteile. Als Beispiel ist hier die A. Kempf Getränkegroßhandel GmbH, Offenburg, zu nennen.

Industrietaugliche UHF-RFID-Lese-/Schreibeinheiten
UHF-RFID-Lese-/Schreibeinheiten
Erfassung von Kommissionierfahrzeugen und Staplern an den  Palettenaufgabeplätzen
Erfassung von Kommissionierfahrzeugen und Staplern
Halterung für die Chipkarten der Mitarbeiter am Fahrzeug
Halterung für die Chipkarten

Seit 2002 ist die A. Kempf Getränkegroßhandel GmbH eine 100-prozentige Tochterfirma der Edeka Handelsgesellschaft Südwest mbH – und Getränke-Logistikdienstleister für den Edeka Lebensmitteleinzelhandel im Südwesten der Republik. Zwei Läger betreibt das Unternehmen in Offenburg und Balingen. Aus dem Lager in Balingen beliefert der Großhändler 125 Kunden pro Tag – mit bis zu 110 Touren. An Spitzentagen verlassen täglich bis zu 174.000 Vollgut-Kolli, Getränkekisten, -kartons und -träger, das Distributionszentrum. Für diese Umschlagleistung hat das Unternehmen zwischen Januar 2011 und Juni 2012 sein Getränkelager in Balingen bei laufendem Betrieb neu strukturiert und die Warenausgangsprozesse durchgängig automatisiert. Ziel war es, das Lager auf weiteres Wachstum auszulegen und mit einem intelligenten Lager- und Warenfluss-Konzept weitgehende Kosten- und Prozessvorteile zu erzielen. Die Realisierung des Projektes erfolgte durch SSI Schäfer, Giebelstadt.

Die Lösung der Intralogistik-Spezialisten: In dem vorhandenen Lagerkomplex wurde ein dynamisches Durchlaufregallager mit Sortierfunktion für den Warenausgang installiert. In einem 12-fachtiefen Kanallager, dem so genannten Auftragspuffer, stehen dort insgesamt 1.152 Palettenstellplätze für die vorkommissionierten Auftragspaletten zur Verfügung. Weitere 720 Palettenstellplätze für 16 Lkw-Ladungen hält ein Tourenpuffer vor. In ihm erfolgt parallel zu den Verladeprozessen die Zusammenstellung von Touren aus dem Auftragspuffer. „Durch Automation und Einrichtung einer zweistufigen Warenausgangsmimik konnten wir die Hofdurchlaufzeiten für die Lkw von früher bis zu vier Stunden auf weniger als eine Stunde reduzieren“, erklärt Patrick Zurheide, Betriebsleiter des Balinger Distributionszentrums von Kempf. Mit der systemisch ausgelösten Auftrags- und Tourenzusammenstellung durch die Anlagenkonzeption hat Kempf eine Durchsatzsteigerung von zuvor 90 auf nunmehr 240 Paletten pro Stunde erzielt. Die Kapazität des Versandpuffers wurde nahezu verdoppelt.

Anmeldung der Mitarbeiter mit Identifikationskarte am Terminal
  • RFID Technologie bei A. Kempf
  • Mehr Prozesssicherheit durch RFID Technologie bei A. Kempf

Bei der eingesetzten Identifikationstechnik setzte Kempf auf bewährte Barcode-Typologie und -Scanner-Erfassung. „Wir waren überzeugt, dass dies die richtige Ident-Basis für unsere Prozesse ist“, kommentiert Zurheide die Entscheidung. Denn während die Ein-, Um- und Auslagerungen sowie die Bereitstellung im Versandpuffer vollautomatisiert verlaufen, erfolgen Kommissionierung und Auftragszusammenstellung im Getränkelager mit Kommissionierfahrzeugen und Staplern. Sechs bis acht Vierfachstapler, 16 Innenstapler sowie 30 Kommissionierfahrzeuge sind pro Schicht im Einsatz. Die kommissionierten Auftragspaletten werden an zwei bodenebene Doppel-Paletten-Aufgabestationen an eine Fördertechnik übergeben. Sie schleust die Paletten in den automatisierten Prozess des zweistufigen Versandpuffers ein. Über einen dritten Aufgabepunkt gelangen Auftragsvollpaletten in das Kanallager.

Dafür erhalten die Stapler und Kommissionierer ihre Kommissionier- und Fahraufträge vom Lagerverwaltungssystem (LVS) via WLAN auf die installierten Bordterminals. Zur Bestätigung der Palettenabgabe an den drei Aufgabestationen für die Fördertechnik mussten die Mitarbeiter den Barcode der Palette sowie die Barcodekennzeichnung der Aufgabestelle scannen. 10 Sekunden dauerte der Scanvorgang für die Kommissionierer, 15 Sekunden für die Staplerfahrer. Gleichwohl: „Das waren manuelle Tätigkeiten, die wir angesichts der Leistungskapazitäten der automatisierten Anlage schnell als Verteilzeitverlust identifiziert haben“, erläutert Zurheide. „Daher suchten wir nach einer Lösung für eine automatische Identifikation. Idee war die Erfassung mit Radio Frequency Identification Technologie und wir fragten bei SSI Schäfer an, ob und wie das umsetzbar wäre.“

Mit ihren kleinen, batterielosen Speicherchips aus Transmitter und Responder gewinnt die Radio Frequency Identification (RFID), übersetzt etwa die Funkerkennung, in der Intralogistik zunehmend an Bedeutung. Die RFID-Transponder, auch Tags oder -Chips genannt, verfügen über eine individuell codierte Nummerierung. Vorteil der RFID-Chips: Im Gegensatz zu Barcodes bietet der Datensatz des RFID-Speichers eine deutlich höhere Kapazität. Darüber hinaus lassen sie sich ohne visuellen Kontakt auslesen. Sobald der Transponder in Reichweite eines Empfängers kommt, kann er die Daten lesen und erfassen. Systemeigenschaften, die Kempf für die weitere Prozessoptimierung einsetzte.

  • UHF Transponder und Leseeinheiten
  • Datenaustausch trotz der anspruchsvoller Umgebung
UHF-RFID-Lese-/Schreibeinheiten im Einsatz

Knapp ein Jahr nach Abschluss der Neustrukturierung des Distributionslagers erhielt SSI Schäfer den Auftrag zur Umrüstung der Aufgabeplätze auf RFID-Technologie. „Wir wollten eine Optimierungslösung entwickeln, bei der die Palettenabgabe ohne zeitaufwändige Scanvorgänge erfolgt und die Kommissioniervorgänge zügig fortgesetzt werden können“, erklärt Dominik Kampf, Service Account Manager bei SSI Schäfer. „Nachdem die RFID-Technologie gesetzt war, generierten wir die erforderliche Konzeption, Hardware und die IT-Schnittstellen für eine sinnvolle und ausbaufähige RFID-Lösung.“

Besondere Herausforderung: Bei Metallen und Flüssigkeiten ist die Erfassung von RFID-Signalen häufig beeinträchtigt, so dass die Informationen unter Umständen nicht vollständig ausgelesen werden. Für die Anwendung in dem Getränkelager von Kempf musste folglich eine RFID-Lösung entwickelt werden, die auch unter diesen Extrembedingungen stabile Ergebnisse liefert. „Dazu setzten wir auf Transponder und Leseeinheiten, die im leistungsstarken Ultrahoch-Frequenzbereich von 869 MHz nach den Ultrahochfequenz(UHF)-Standards des European Telecommunication Standards Institute (ETSI) arbeiten“, sagt Kampf. „Damit ist der Datenaustausch auch in der Nähe von Flüssigkeiten und Metallen realisierbar.“

Hardwarebasis der Lösung bilden drei industrietaugliche UHF-RFID-Lese-/Schreibeinheiten, sogenannte Interrogatoren. Sie kommen unter anderem bei der Identifikation von Karosseriebauteilen in der Automobilproduktion oder bei der Rückverfolgung von Transportbehältern zum Einsatz. Mit der Konzeption von SSI Schäfer dienen sie zur Erfassung der Kommissionierfahrzeuge und Stapler an den drei Palettenaufgabeplätzen. Parallel dazu erhielten die Kempf-Mitarbeiter in Balingen eine individuelle Identifikationskarte mit RFID-Chip. Dabei handelt es sich im technischen Sinne zunächst um passive Transponder. Sie arbeiten ohne eigene Energiequelle. Zur Energieversorgung verwenden sie das magnetische Wechselfeld des Schreib-/Lese-Gerätes. Damit wird eine Sendeleistung von mehreren Metern erreicht. Die Datenübertragung erfolgt durch Belastungs- oder Frequenzmodulation. Darüber hinaus wurden alle für die Palettenaufgabe genutzten Förderzeuge mit einer speziellen Halterung für die Chipkarten der Mitarbeiter ausgerüstet.

  • Umrüstung der Aufgabeplätze mittels RFID-Technologie
  • Distributionszentrum A. Kempf

Bei Schichtbeginn melden sich die Mitarbeiter am Terminal ihres Förderzeuges an und stecken ihre Chipkarte in die Halterung. Im Schichtbetrieb sendet das LVS die jeweiligen Kommissionier- und Transportaufträge auf das Terminal. Die Fertigstellung der Einlagerungspaletten melden die Mitarbeiter via Terminal zurück an das LVS. Dieses generiert eine entsprechende Telegramminformation und sendet sie an den Materialflussrechner. Vom Materialflussrechner werden die Interrogatoren an den Aufgabeplätzen mit den individuellen Informationen über die Paletten und die Mitarbeiterkennung versorgt. Damit wissen die Lese-/Schreibeinheiten, dass eine Palettenabgabe bevor steht und „erwarten“ die Förderzeuge. Bei Übergabe der Paletten auf die Fördertechnik werden die RFID-Transponder der Chipkarten ohne weiteres Zutun der Mitarbeiter identifiziert und die Paletten in die automatisierten Prozesse übernommen. „Auf diese Weise haben wir mit der Umrüstung auf RFID-Erfassung die Abgabezeiten von zehn beziehungsweise 15 Sekunden auf jeweils zwei Sekunden gesenkt“, fasst Zurheide zusammen. „In Summe sind das pro Tag bis zu acht Effektivstunden oder eine Mitarbeiterschichtzeit.“

Aufgrund intensiver Vorarbeit konnte SSI Schäfer das Umrüstungsprojekt bei laufendem Betrieb innerhalb einer Woche umsetzen: Zwei Tage Aufbau und Installation der Hardware, fünf Tage für die sukzessive Umstellung der IT. „Zunächst haben wir die Erfassung an den drei Aufgabeplätzen im Parallelbetrieb von Barcode- und RFID-System geführt und dann nacheinander jede der drei Aufgabespuren auf die RFID-Lösung umgestellt“, so Zurheide. Mittlerweile laufen die gesamten Aufgabeprozesse über RFID. „Die Erfassung erfolgt dank der leistungsstarken Komponenten und optimalen Technologie stabil und fehlerfrei“, resümiert Zurheide. „Mit der RFID-Lösung haben wir die Aufgabeprozesse weiter optimiert und der hohen Durchsatzkapazität unserer neuen Anlage angepasst. Die erzielten Effekten zeigen, dass unsere Entscheidung richtig war.“

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