Das ist #newtk: Die Automatisierung der letzten Meile

Automotive-Sektor | Digitalisierung und Industrie 4.0 | Zukunft der Produktion | Für die Zukunft von thyssenkrupp arbeiten unsere Kollegen auf der ganzen Welt daran, unser Unternehmen flexibler, effizienter und leistungsstärker zu machen. In unserer neuen Strategie #newtk stellen wir diesen Performance-Gedanken in den Mittelpunkt. Ein konkretes Beispiel sind die autonom fahrenden Transportfahrzeuge an den Standorten Fameck und Terre Haute. Sie regeln den Warenfluss zwischen Produktion und Hochregal ganz automatisch. Der Effekt: mehr Effizienz, mehr Sicherheit, weniger Kosten und eine höhere Produktivität.

Alles fließt. In einem endlos erscheinenden Kreislauf montieren Menschen im thyssenkrupp-Werk im französischen Fameck aus vielen Einzelteilen Lenksysteme. Kisten mit vormontierten Montagegruppen, Kugellagern, Rohren und weiteren Komponenten rollen auf Staplern an die Produktionslinie, halb gefertigte Teile verlassen sie in Richtung Lager, fertige Lenksäulen und Lenkgetriebe fahren automatisch zum Warenausgang. Zwischen Maschinen und Regalen gleiten fahrerlose, elektrisch betriebene Gabelstapler fast geräuschlos und wie von Geisterhand gesteuert hin und her. Alles fließt, und die Mitarbeiter an ihren Arbeitsplätzen werden punktgenau mit Komponenten und Material beliefert.

Fahrerlose Stapler: für besseren Flow auf der „letzten Meile“

Der stetige Fluss der Waren hat System – es heißt ONE Flow AGV. AGV, das steht für „Automated Guided Vehicles“, was sich im Fall von Fameck auf zwei Arten von Fahrzeugen bezieht: fahrerlose Gabelstapler (FLVs), die Waren zum und vom Hochregallager transportieren, und fahrerlose Schmalgangstapler (VNAs), welche die Paletten in die lokalen Hochregallager hieven. Alles für ein großes Ziel: die Automatisierung der Warenflüsse auf der sogenannten „letzten Meile“, also der Strecke zwischen dem Materiallager und dem Montageort an der Produktionslinie.

Auf der "letzten Meile" greifen die fahrerlosen Transportroboter nahtlos ineinander – vom Hochregallager bis zur Produktionslinie

Auf der „letzten Meile“ greifen die fahrerlosen Transportroboter nahtlos ineinander – vom Hochregallager bis zur Produktionslinie

„Die letzte Meile ist eine besondere logistische Herausforderung“, erklärt Fabian Liebetrau, Head of CC Lean Services bei den Lenkungs-Spezialisten von thyssenkrupp. „Einerseits ist die Anzahl der Komponenten und Verpackungen im Werk sehr groß. Andererseits kreuzen sich unsere Produktionsflüsse in Fameck, während wir flexibel auf die Anfragen unserer Kunden reagieren müssen. Zusätzlich arbeiten hier vor Ort automatisierte Produktionsanlagen, automatisierte Stapler und menschliche Kollegen eng zusammen – deshalb hat Sicherheit höchste Priorität.“

One Flow AGV: Autonomer Warentransport für mehr Effizienz

In der Praxis bringen menschliche Staplerfahrer die angelieferten Waren zunächst zum sogenannten Conveyor, der jeden Ladungsträger vermisst, auf Unversehrtheit prüft und dann dem FLV zur Verfügung stellt. Anschließend bringt der fahrerlose Stapler die Ware zum Übergabepunkt des Hochregallagers, an dem ein VNA diese schließlich auf eine der rund 7.000 Positionen im mehr als acht Meter hohen Hochregallager einordnet.

Sobald nun ein Kollege in der Produktion bestimmte Waren für seine Arbeit benötigt, fordert er die Bauteile über einen der insgesamt 60 Touchscreen-Panele im Werk an. Sofort setzen sich die Schmalgangstapler in Bewegung, holen die benötigten Komponenten aus dem Hochregal und händigen diese an einen freien FLV aus. Dieser bringt das Paket sowie Leergut schließlich an einen der zahlreichen Ablagepunkte an den Produktionslinien. Dieser Prozess funktioniert natürlich genauso in die entgegengesetzte Richtung – also von der Produktion zurück in Richtung Hochregallager oder zum Versand.

Auch am Standort im US-amerikanischen Terre Haute setzt das Unternehmen heute auf One Flow AGV, dort allerdings lediglich auf die fahrerlosen FLV-Gabelstapler – Hochregallager gibt es in Terre Haute nicht. Aus diesem Grund werden die dort angelieferten Ladungsträger von menschlichen Kollegen in ein Übergaberegal gefahren. Um es zum Beispiel einzulagern, entnehmen die fahrerlosen Gabelstapler diese dann auf der gegenüberliegenden Seite.

Hocheffizienter Transport via Laser-Ortung

Die autonomen Roboter können Waren mit einem Gewicht von bis zu einer Tonne transportieren – bei bis zu sechs Stundenkilometern Geschwindigkeit. Damit diese zügigen Schwertransporte jederzeit effektiv und vor allem ohne Gefahr für die menschliche Belegschaft ablaufen, wurden die Arbeitsumgebungen und Prozesse an die speziellen Anforderungen der fahrerlosen Fahrzeuge angepasst. „Wir haben Abläufe komplett geändert und Schnittstellen, an denen zum Beispiel Waren an die Produktionslinien gelangen, standardisiert“, sagt Olivier Martinelle, verantwortlicher Supply Chain Manager für die Standorte Fameck, Florange-Nord und Florange-Süd. So besitzen die Ablagestellen an den Produktionsmaschinen nun alle dieselben Maße. „Automatisierung der Shopfloor-Logistik bedeutet eben sehr viel mehr als den Einsatz von fahrerlosen Transportern“, ergänzt Martinelle.

Dank Laser-Navigation arbeiten die fahrerlosen Stapler in Fameck und Terre Haute auf zehn Millimeter genau

Dank Laser-Navigation arbeiten die fahrerlosen Stapler in Fameck und Terre Haute auf zehn Millimeter genau

Für die Navigation durch die Halle setzen die FLVs und VNAs auf Laserscanner: Vergleichbar mit einer GPS-Lokalisierung für die Auto-Navigation treffen die rotierenden Laser an der Spitze der autonomen Fahrzeuge auf Reflektoren, die überall an den Wänden der Halle verteilt sind. Während ein normales GPS-Modul die Position eines Autos lediglich mittels drei Satelliten erkennt, sind es in Fameck fünf bis zehn Reflektoren. „So bewegen sich die Roboter auf plus-minus 5 Millimeter genau“, weiß Martinelle.

Auf Basis dieser Information regelt eine Warehouse-Management-Software dann, welcher Punkt angefahren, welche Waren und Fertigteile wohin transportiert und abgestellt werden müssen – und wie diese schnellstmöglich dorthin kommen. Die Transport-Software ermittelt die ideale Strecke automatisch und leitet die Fahrzeuge so punktgenau an ihr aktuelles Ziel. Beide Programme kommunizieren miteinander, damit stets das am schnellsten verfügbare Fahrzeug eingesetzt wird. Die Kontakte an der Produktionslinie übermitteln die Informationen über Ware und Bestimmungsort schließlich an das FLV. „Das System weiß jederzeit über den Bestand und den exakten Lagerort aller Komponenten im Werk Bescheid“, so Fabian Liebetrau. „Ausgelöst wird der jeweilige Auftrag durch unsere Maschinenführer. Wartezeiten an den Anlagen gibt es praktisch nicht, da die Mitarbeiter nach ihrer Einarbeitungszeit genau wissen, mit wie viel Vorlauf sie bestellen müssen.“

Projekt One Flow AGV: Hochkomplex und interdisziplinär

Die Umsetzung des Projekts in den Werken erfolgte in enger Zusammenarbeit zwischen den Werksfunktionen. In Summe waren über 30 Mitarbeiter involviert, wobei ein cross-funktionales Team mit Kollegen aus Logistik, Produktion und der Qualitätssicherung die eigentliche Implementierung übernahm. Genauso sind die Mitarbeiter in Fameck und Terre Haute umfassend auf die Automatisierung der letzten Meile vorbereitet wurden – insgesamt wurden über 700 Mitarbeiter geschult.

Das Team in Fameck, das die Einführung der autonomen Lagerroboter erfolgreich durchgeführt hat

Das Team in Fameck, das die Einführung der autonomen Lagerroboter erfolgreich durchgeführt hat

Etwas mehr als zwei Jahre hat die Entwicklung von ONE Flow gedauert. In einer aufwendigen Simulation ermittelten die Planer den Bedarf an Fahrzeugen – 25 FLVs sowie 6 VNAs in Frankreich und 10 FLVs in den USA. „Das Verhältnis ist perfekt“, resümiert Fabian Liebetrau. „Seit dem Start von One Flow AGV im September 2016 verläuft der Warenfluss reibungslos und, das ist besonders wichtig, komplett unfallfrei.“

Erfolgreiches Fazit, umfassende Effizienzsteigerung

Mit den gesammelten Erfahrungen aus zwei Jahren Praxis sind Martinelle und Liebetrau sehr zufrieden. „Wir konnten die Flächennutzung optimieren, so dass wir jetzt 50 Prozent mehr Waren und Material einlagern können“, freut sich Martinelle. Außerdem haben die autonomen Helfer die Kosten der Standorte entscheidend gesenkt, unter anderem dadurch, dass die Produktionskollegen nun viel kürzer auf ihr benötigtes Material warten müssen. Genau ist die Produktivität des Personals insgesamt gestiegen.

Auch die Anzahl der Schäden an den Regalen und den Waren selbst haben seit der Einführung von One Flow AGV stark abgenommen: Früher ging an drei Standorten im Schnitt eine Staplerladung pro Woche zu Bruch – seit der Einführung des autonomen Systems steht dieser Wert konstant auf null. „FLV und VNA sind mit so sensiblen Sensoren ausgestattet, dass diese eine Kollisionsgefahr schnell erkennen und anhalten“, erklärt Liebetrau. „Durch die vielen Verbesserungen im Prozess haben sich die die Kosten für das Projekt bereits nach 3 Jahren amortisiert. Dabei folgten wir bei der Automatisierung der letzten Meile keinem Selbstzweck – wir haben uns immer darauf fokussiert, die Performance und Effizienz in unserem Werk zu steigern.“

Belegschaft im digitalen Wandel: Früher Staplerfahrer – heute Supervisor

Gabelstaplerfahrer sieht man innerhalb des Werkes nun nicht mehr so oft wie früher. Aber um etwa LKW zu be- und entladen, werden sie weiterhin benötigt. Das schaffen AGVs (noch) nicht. Dennoch hat sich das Staplerfahrer-Team in Fameck von ehemals 40 auf heute sechs Kollegen reduziert. Viele der Mitarbeiter sind umgeschult worden und haben mittlerweile andere Aufgaben übernommen – zum Beispiel die eines Supervisors, der den automatisierten Prozess überwacht. „Wir haben uns zusammen mit den Mitarbeiten neue Kompetenzen angeeignet“, sagt Martinelle. Damit alles schön im Fluss bleibt.

Über #newtk

Wir bauen thyssenkrupp so um, dass sich unsere Geschäfte bestmöglich entwickeln können. Wir nennen das newtk – dazu gehört, die Performance zu verbessern, das Portfolio flexibel aufzustellen und die Organisation effizienter zu gestalten.Unser klarer Anspruch ist, thyssenkrupp so umzubauen, dass unsere Geschäfte auch in Zukunft wettbewerbsfähig sind und in ihren Märkten führende Positionen einnehmen. Ein wesentlicher Eckpfeiler auf diesem Weg ist die konsequente Einbindung der Mitarbeiter. Denn fest steht: Auch, wenn wir ein komplett neues thyssenkrupp bauen, unsere Werte Ehrlichkeit, Transparenz und gegenseitiger Respekt bleiben bestehen – newtk ist eine Strategie von thyssenkrupp für thyssenkrupp.

Alle aktuellen Informationen über #newtk gibt es unter newtk.thyssenkrupp.com

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