AGV-Einsatz für schnelle Lieferungen

Hermes begegnet Zeitdruck im Online-Handel mit automatisierten Transporten: Im Hermes-Logistikzentrum Löhne arbeiten zwei getrennt geführte Tochterunternehmen der Otto Group an der Lieferung großvolumigen Warensendungen an Endkonsumenten. Diese erwarten ihre Lieferungen in kürzester Zeit. Den Transport zur LKW-Verladung über beide Firmen und einen Verbindungsgang hinweg erledigen mobile Roboter des österreichischen Herstellers Melkus Mechatronic. Dieser Automatisierungsschritt sorgt für sichere Lieferungen mit kurzer Umschlagszeit und sichert so die Wettbewerbsfähigkeit der Logistiker.

Wer in Online-Katalogen schnell die gesuchten Artikel findet und innerhalb weniger Minuten elektronisch bestellt, ist nicht bereit, Tage und Wochen auf die Lieferung zu warten. Diese Erwartungshaltung hat zur Verschärfung der Anforderungen an die dahinter liegende Logistik geführt.

Komplexe Lager für große Sendungen

Für die Lagerung großvolumiger Waren, etwa Haushalts-Elektrogeräte oder Möbel, mit Verkaufszielen in Deutschland und Mitteleuropa betreibt die Otto Group in Löhne (Nordrhein-Westfalen, Deutschland) ein riesiges Logistikzentrum. Dieses besteht sowohl baulich als auch organisatorisch aus zwei eng zusammenarbeitenden Einheiten, betrieben von Hermes Fulfilment (HF) und Hermes Einrichtungs Service (HES), beides hundertprozentige Tochterunternehmen der Otto Group.

Die gemeinsam 680 Mitarbeitenden operieren auf 100.000 m² Lagerfläche mit 128 LKW-Verladebuchten. Sie bearbeiten jährlich mehr als vier Millionen Bestellungen und verladen ebenso viele großvolumige Sendungen auf LKW. HF betreibt das Distributionslager und agiert darüber hinaus auch als Retourenabwickler. Von der Hauptumschlagsbasis (HUB) der HES aus erfolgt die Belieferung der Endkunden mit Waren, die aus dem HF-Distributionslager kommen oder von ankommenden Transporten direkt durchgeschleust werden.

Kundenerwartung bringt Automatisierungsdruck

Angelieferte Produkte werden im zwölf Meter hohen Breitgang-Hochregallager von HF eingelagert. Für schnell drehende oder besonders sperrige Artikel steht dort zusätzlich ein Pulklager zur Verfügung. Nach dem Auslagern werden die kommissionierten Sendungen in der angrenzenden Hauptumschlagsbasis (HUB) von HES an der zugeordneten LKW-Bucht bereitgestellt. Dabei legen die Sendungen zwischen 200 und 600 Meter zurück.

In der Vergangenheit erfolgten diese Transporte ausschließlich manuell, mittels angetriebener Hubwagen oder personenbesetzter Stapler. Dem Management war klar, dass das Hermes-Logistikzentrum trotz seiner gewaltigen Dimensionen in nicht allzu ferner Zukunft an die Grenze des Machbaren gelangen würde. Die weiter steigenden Anforderungen an Mengen und Durchlaufzeiten sind mit dem bestehenden Personal nicht zu bewältigen und zusätzliches Personal für solche Aufgaben ist nicht leicht zu rekrutieren.

Deshalb entschied sich Hermes, diesen innerbetrieblichen Transport über beide Unternehmen hinweg zu automatisieren. Ein fahrerloses Transportsystem (FTS) mit Automated Guided Vehicles (AGV) sollte diese Transporte übernehmen und so die Hermes-Mannschaft von dieser schweren wiederkehrenden Tätigkeit entlasten und für andere Aufgaben freispielen. Das sollte es Hermes ermöglichen, die Anzahl an Transporten pro Tag zu erhöhen, die Durchlaufzeiten zu senken und darüber hinaus den Vorgang prozessstabiler zu gestalten.

Klares Anforderungsprofil

Die Anforderungen an das FTS waren eine Herausforderung. Eine wesentliche Zielvorgabe war der Transport von 1.000 Sendungen mit einem Gesamtgewicht von jeweils bis zu 1.000 kg pro Tag. Die Ware befindet sich auf klassischen Europaletten (800 x 1.200 mm), Großpaletten (1.600 x 1.400 mm) und 1.200 x 1.150 mm großen Metall-Gitterkörben für den Möbeltransport, den sogenannten Corletten. Diese waren dabei innerhalb eines 20 cm großen Toleranzbereiches zuverlässig zu lokalisieren und aufzunehmen.

Die Transportwege zwischen 220 Bereitstellungsplätzen und 128 LKW-Lanes mit bis zu 600 Meter Länge bedingten eine entsprechend umfangreiche Flotte. Der Transport von der Aufnahmestelle bis zum Abstellen in der richtigen LKW-Verladebucht muss trotz der oft großen und schweren Ladung mit außermittigem Schwerpunkt zuverlässig erfolgen. Eine Herausforderung bildet dabei auch das zuverlässige Funktionieren von Leitsteuerung und der WLAN-basierten mit den Fahrzeugen Kommunikation über zwei Unternehmen hinweg.

Sicherer Mischbetrieb erforderlich

Die Transportwege verlaufen über zwei Hallen und den Verbindungsgang. Diese werden im Mischbetrieb nicht nur von AGV, sondern auch von Staplern und Fußgängern, also von Menschen, genutzt. Deshalb verlangte Hermes von den Fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) auch eine kompromisslose Personensicherheit.

Zusätzlich sind einige Schritte im Prozess weiterhin manuell zu erledigen: die Warenannahme, die Qualitätssicherung, die Wareneinlagerung, die Warenbereitstellung am Übergabeplatz, das Scannen der kommissionierten Waren und abschließend das Beladen der LKW. Deshalb hat Hermes die Belegschaft bereits frühzeitig informiert und eingebunden. In direkter Kommunikation konnte der Arbeitgeber Fragen der Mitarbeitenden offen begegnen und die Akzeptanz der neuen Roboter-„Kollegen“ stärken.

Smarter Lösungsansatz

Das Projekt war schon alleine wegen seiner Dimension sehr komplex. Melkus Mechatronic überzeugte Hermes mit einem gesamtheitlichen Konzept. Dieses umfasste als ersten Schritt eine genaue Definition der Transportprozesse und deren Umwandlung in ein automatisiertes System. Dabei wurden auch ungeplante Tätigkeiten weitestgehend mitbedacht und in den Prozess integriert.

Beim ausgewählten, einheitlichen Fahrzeug handelt es sich um das Paletten-AGV Melkus G130 „Dieses AGV transportiert bis zu 1.200 kg Nutzlast.“, erläutert Dominik Schnitzinger, Head of Software Development & Customer Support bei Melkus Mechatronic, „Durch das selbsttätige autonome Positionieren vor der Palette erledigt es die Lastaufnahme äußerst genau und schnell.“

Das AGV ist durch seinen omnidirektionalen Antrieb voll flächenbeweglich. Moderne 360°-Laserscanner ermöglichen das Abtasten von Umgebung und Ladegut und die präzise Palettenerkennung. Zusammen ermöglicht das eine autonome Positionierung vor der aufzunehmenden Palette ohne die sonst erforderlichen Rangierbewegungen. Diese autonome Positionierung sorgt für eine genaue und zeitsparende Lastaufnahme in engen Platzverhältnissen und trägt so wesentlich zur Erreichung der Ziele hinsichtlich der Verkürzung des Gesamtprozesses bei.

Die 360°-Sensorik ist ein zentrales Ausstattungsmerkmal des Melkus G130. Sie dient der SLAM-Navigation und stellt einen zuverlässigen Schutz vor Kollisionen mit ungeplant auftauchenden Hindernissen und anderen Fahrzeugen, vor allem aber auch mit Menschen sicher. So gewährleisten die Scanner einen sicheren und reibungslosen Mischbetrieb in den Gängen des Logistikzentrums.

Umfangreiche AGV-Flotte

Die Flotte besteht aus insgesamt 28 AGVs, davon betreibt HF 25 und HES drei. Eine leistungsfähige Leitsteuerung orchestriert die Flotte, teilt Aufträge zu und verwaltet diese. In Echtzeit wird angezeigt, welches AGV aktuell wo fährt. Die Kommunikation der fahrerlosen Transportfahrzeuge mit dem Leitsystem findet über WLAN statt. „Zusätzlich zu den unterschiedlichen Schichtmodellen, Hallen und Ladehilfsmittel war auch sicherzustellen, dass die Leitsteuerung Eilaufträge priorisiert“, erklärt Marc-Andre Münstermann, Logistikplaner bei der Hermes Fulfilment GmbH.

Das Melkus-AGV fährt die Palette auf die per VDA5050-Schnittstelle übermittelte Zielposition. „Im HES-HUB gibt es 128 verschiedene LKW-Lanes mit ca. 2,2 m Breite und 15 m Tiefe“, beschreibt Hakan Sanal, Supervisor Warehouse Outbound & Facility Management bei der Hermes Einrichtungs Service GmbH & Co.KG, die Übergabesituation. „Wir befinden uns noch in der Einführungsphase, sehen aber bereits großes Potenzial in den Melkus G130. Wir erhoffen uns durch den vollständigen Rollout vor allem mehr Zuverlässigkeit und Pünktlichkeit in unseren Prozessen.“

Die leistungsstarke LiFePO4-Batterie des Melkus G130 2.0 ermöglicht einen durchgehenden Betrieb über vier Stunden. Die AGVs fahren selbsttätig die insgesamt 20 bei Hermes installierten Stationen zum kontaktierten Schnell-Laden an. Wann Ladepausen eingelegt werden, entscheidet die Flottenmanagement-Software je nach Notwendigkeit und Abkömmlichkeit der Fahrzeuge.

1.000 Paletten täglich

„Die Ausgangssituation bei uns war hochkomplex, die Anforderungsliste an ein fahrerloses Transportsystem lang und die Erwartungen hoch“, erklärt Marc-Andre Münstermann. „Aufgrund der Größe und Komplexität der Gesamtanlage fiel unsere Wahl auf den erfahrenen, österreichischen FTS-Hersteller Melkus Mechatronic.“

Das FTS entlastet das Hermes-Personal massiv, die Eingliederung der AGVs ist gelungen. Durch den Einsatz der Melkus AGV-Flotte konnten im Hermes-Logistikzentrum Löhne 70% aller innerbetrieblichen Transporte automatisiert werden, das entspricht ca. 1.000 Paletten pro Tag. Manuell transportiert wird nur noch, was nicht auf eine Palette passt.

Bereits nach einem Jahr wurde die AGV-Flotte bei HES auf insgesamt 14 erhöht. Für die nahe Zukunft ist außerdem eine intensivere Nutzung der vorhandenen AGVs geplant. So soll auch der Rücktransport der Leerpaletten automatisiert werden, um die Nachhaltigkeit der Anlage zu steigern.

Technische Daten Melkus G130 2.0

• Nutzlast: 1.200 kg
• Geschwindigkeit: 1,5 m/s
• Navigation: SLAM Lidar Navigation (+/- 1cm)
• Abmessungen: 1.663 mm x 604 mm x 827 mm (L x B x H) ohne Mast
• Signalmast: Standardhöhe 2.235 mm
• Eigengewicht: 222 kg
• Hubhöhe: 240 mm
• Drehkreisdurchmesser: 1.704 mm bzw. 1.783 mm mit Europalette
• Antriebskonzept: Omnidirektional
• Gabelhöhe: 90 mm
• Gabellänge: 1.300 mm

Anwender

Die Hermes Fulfilment GmbH mit Hauptsitz in Hamburg und Standorten u. a. in Haldensleben, Löhne, Ohrdruf, Ansbach und Langenselbold sowie in Polen, Tschechien, der Schweiz und Italien übernimmt für Handelsunternehmen der Otto Group sowie für deren Plattform-Partner die komplette Versandprozesskette. Das Unternehmen organisiert bei einer Sortimentsbreite von rund einer Million Artikeln das Warehousing (Lagerung und Verpackung) sowie die Retourenbearbeitung. Hermes Fulfilment beschäftigt etwa 8.000 Mitarbeitende und bewegt rund 500 Millionen Artikel pro Jahr.

Der Hermes Einrichtungs Service (HES) beschäftigt im gesamten Netzwerk rund 8.000 Mitarbeitende und ist Marktführer in der Endkundenbelieferung mit Möbeln, Elektrogroßgeräten sowie sonstigen schweren und sensiblen Gütern. Gemeinsam betreiben die beiden Unternehmen das Logistikzentrum in Löhne (Nordrhein-Westfalen). Von dort aus gehen jährlich rund fünf Millionen großvolumige Sendungen ab 31,5 kg zu Kunden in Deutschland und Mitteleuropa.

www.hermesworld.com

Hermes Fulfilment GmbH
Scheidkamp 15
D-32584 Löhne

HERMES Einrichtungs Service GmbH & Co.KG
Albert-Schweitzer-Straße 33
D-32584 Löhne

Marc-Andre Münstermann, Logistikplaner bei der Hermes Fulfilment GmbH: „Aufgrund der Größe und Komplexität der Gesamtanlage fiel unsere Wahl auf den erfahrenen, österreichischen FTS-Hersteller Melkus Mechatronic.“

Hakan Sanal, Supervisor Warehouse Outbound & Facility Management bei der Hermes Einrichtungs Service GmbH & Co.KG: „Wir befinden uns noch in der Einführungsphase, sehen aber bereits großes Potenzial in den Melkus G130. Wir erhoffen uns durch den vollständigen Rollout vor allem mehr Zuverlässigkeit und Pünktlichkeit in unseren Prozessen.“

Dominik Schnitzinger, Head of Software Development & Customer Support bei Melkus Mechatronic: „Das Paletten-AGV Melkus G130 mit bis zu 1.200 kg Nutzlast erledigt durch das selbsttätige autonome Positionieren vor der Palette die Lastaufnahme äußerst genau und schnell.“

Im Hermes-Logistikzentrum Löhne transportieren AGVs vom Typ Melkus G 130 täglich ca. 1.000 Paletten mit kommissionierten Waren über bis zu 600 m von 220 Aufnahmestellen zu 128 Zielen, vorwiegend LKW-Verladebuchten.
Alle Bilder, wenn nicht anders angegeben: Hermes

Die Melkus AGVs navigieren mittels LIDAR-Scanner und SLAM-Navigation ohne spezielle Installationen, kommunizieren per WLAN und lassen sich dank VDA5050-Kompatibilität in beliebige Leitsteuersysteme einbinden.

Der Melkus G130 2.0 nutzt seinen omnidirektionalen Antrieb und Laser-Scanner für die vollautonome, präzise und rasches Positionierung zur Lastaufnahme ohne langwieriges Rangieren.

Die bis zu 600 m langen Transportwege erstrecken sich über zwei durch einen Verbindungsgang verbundene Hallen der Hermes-Töchter HF und HES.

Die AGVs setzen ihre Fracht in 128 LKW-Verladebuchten ab.