Steuerungstechnik Zukunftsweisende Logistikprozesse

Mehr als 600 Standorte in der Schweiz aus einem Logistikzentrum innerhalb von 24- bzw. 48 Stunden mit Ware aus dem Trockensortiment zu versorgen, ist keine leichte Aufgabe.
Große Vorräte zu Hause sind out. Die meisten Käufer kaufen spontan das, auf das sie gerade Appetit haben. Regallücken werden heute nicht mehr toleriert. Hinzu kommen Nachfrageschwankungen durch Witterungseinflüsse, Werbung und Gesellschaftstrends. Für Händler bedeutet das, auch selbst möglichst keine großen Lagerbestände anzulegen, sondern eine kontinuierliche aber bedarfsgerechte Belieferung der Filialen zu gewährleisten. Diesen Anforderungen entsprechend hat das Migros-Verteilzentrum im schweizerischen Suhr seine Logistikprozesse hinsichtlich Service, Ergonomie, Flexibilität und Nachhaltigkeit neu ausgerichtet.
Seit dem Jahr 2000 gibt es das zentrale Verteilzentrum, die Ware wurde hier allerdings zunächst überwiegend manuell kommissioniert. Heute verfügt das Lager über ein vollautomatisches OPM-System (Order Picking Machinery), geplant und realisiert vom Logistikexperten Witron, die als Generalunternehmer für die gesamte Planung und Realisierung aller Materialfluss-, IT-, Steuerungs- und Mechanikkomponenten verantwortlich waren.

Um die Filialbelieferung nicht zu beeinträchtigen, musste die Umstellung im laufenden Betrieb erfolgen. Herzstück des Lager- und Kommissionierungssystems ist die Case Order Machine (COM), die auf Basis eines Schlichtalgorithmus ganz unterschiedliche Handelseinheiten filialgerecht und dicht gepackt auf Auftragspaletten schichtet. Auch beim Füllgrad der Paletten ist OPM völlig flexibel. Falls beispielsweise ein Markt aufgrund seiner bestehenden Rahmenbedingungen nur mit Paletten eines bestimmten Höhenrasters beliefert werden kann, berücksichtigt das System diese Vorgabe. Dabei werden die Artikel schon bei der Kommissionierung so auf der Palette sortiert, dass diese im Shop auf kürzestem Weg in die Regale geräumt werden können. Statt zu greifen, schieben die COMs die Artikel exakt auf die vom System berechnete Position der Auftragspaletten.
„Herkömmliche Greiftechniken würden die Bandbreite automatisch kommissionierfähiger Waren enorm einschränken und das Gesamtsystem teurer machen“, erklärt Josef Pollinger, Leiter des Migros-Projekts bei Witron.

Der gesamte Vorgang läuft sensorüberwacht ab, um eine hohe Verfügbarkeit sicherzustellen. Vorausgehend wurden die Produkte im Wareneingang vollautomatisch verifiziert und vereinnahmt, als sortenreine Paletten im Hochregallager eingelagert, bedarfsgerecht wieder ausgelagert, lagenweise depalettiert, mit Trays unterschiedlicher Grösse verheiratet, in vorgelagerten Fine-Tuning-Prozessen mechanisiert sortiert und vor der filialgerechten Kommissionierung wieder vom Tray getrennt. Sind die Paletten fertig kommissioniert, schleust das OPM-System diese an die Wickelstationen aus, wo sie mit Folie gesichert werden. Dann werden die Paletten über ein Fördertechniknetzwerk Richtung Warenausgang in einen Pufferbereich befördert, mit weiteren Kundenaufträgen tourengerecht konsolidiert und stehen anschließend für den Versand bereit.

Da Migros eine grosse Anzahl an Auftragspaletten mit Getränken und PET-Flaschen kommissioniert, war eine effiziente Abwicklung im Getränkebereich ein wichtiges Entscheidungskriterium für einen Einsatz von OPM. So führt das automatische Einlegen einer zusätzlichen Kartonschicht als Lagenverstärker zur nötigen Erhöhung der Stabilität bei den Getränkepaletten. Die Witron-OPM-Lösung zeichnet sich gegenüber herkömmlichen Kommissionierverfahren durch ihre enorm hohe Wirtschaftlichkeit, Qualität und Quantität aus. Um alle Prozesse schnell und sicher ablaufen lassen zu können, kommen im COM-System von Migros Steuerungen von Vipa zum Einsatz. Die CPU 317SN gehört nach Angaben des Herstellers durch den integrierten Speed7-ASIC zu den schnellsten derzeit verfügbaren Automatisierungskomponenten. Vierzig dieser CPUs finden sich im Migros-Verteilzentrum. Deren Speicherbereiche sind gegenüber anderen CPUs der gleichen Leistungsklasse größer ausgelegt und können flexibel angepasst werden. Ein weiterer Pluspunkt: Vipa-Steuerungen werden über Step7 von Siemens programmiert und in Betrieb genommen – spezielle Schulungen sind nicht erforderlich. Der Rückwandbus der Speed7 ist besonders leistungsfähig und reduziert die Totzeiten in den Regelkreisen, die über die Steuerung und den Feldbus geführt werden. Die hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit erlaubt zudem den Betrieb einer größeren Anzahl an geregelten Achsen in einer Steuerung, was auch höhere Maschinentaktzeiten ermöglich.

Die kompakte Bauform von SPS und Buskomponenten wirkt sich positiv auf den Platz im Schaltschrank aus. Durch das modulare Konzept kann die gesamte Hardware individuell an die Projektanforderungen angepasst werden. Der Kunde kauft nur Funktionen, die er tatsächlich benötigt, kann diese aber jederzeit erweitern und ergänzen. Neben dem Rückwandbus verfügt die Vipa-CPU über einen optionalen Speed-Bus zur Erweiterung mit High-Speed-Signalmodulen und Kommunikationsprozessoren. Darauf werden von Witron zwei speziell für diesen Zweck entwickelte Baugruppen verwendet. Jede ist mit zwei Mastern bestückt, an die jeweils bis zu 512 Slaves gekoppelt werden können, wodurch insgesamt 112 Doppel-Interbus-Master realisiert werden. Zusätzlich wurden bei Migros 16 serielle Kommunikationsprozessoren verbaut. Neben Interbus werden auch Profibus und Ethernet genutzt.

„Mit der Einführung von OPM haben wir alle definierten Ziele erreicht“, sagt Migros-Bereichsleiter Daniel Nussbaumer. Die Lieferkette sei erheblich stabiler und die Prozesse transparenter geworden. Auch in anderen Projekten verwendet Witron die schnellen Steuerungen von Vipa. „Bei hochdynamischen Anlagen – gerade, wenn sie im laufenden Betrieb starten – wollen wir größtmögliche Sicherheit“ erklärt Stephan Schmid, Teamleiter der Entwicklung Steuerungstechnik. Dazu trägt auch der Akku der SPS bei, der bei Spannungsausfall den Speicher der SPS mit Energie versorgt. Es sind keine Pufferbatterien mehr notwendig, welche überwacht und ausgetauscht werden müssen.