Technische Aspekte der Instandhaltung von Hochregallagern

Neben der klassischen mechanischen Wartung kommen immer häufiger digitale Systeme zur Überwachung und Zustandskontrolle zum Einsatz. Diese erhöhen die Effizienz und Arbeitssicherheit und reduzieren ungeplante Stillstände. Die Instandhaltung von Hochregallagern ist entscheidend, um den Betrieb zuverlässig und sicher zu gewährleisten.

• zustandsbasierte Wartung und

• turnusmäßige Wartung.

Diese unterscheiden sich grundlegend in ihrer Herangehensweise und ihren Zielsetzungen.

Zustandsbasierte Wartung ist ideal für komplexe und stark genutzte Systeme, da sie Ressourcen optimal einsetzt und ungeplante Stillstände minimiert.

Ein idealer Ansatz kombiniert beide Methoden, indem turnusmäßige Kontrollen durch digitale Überwachung ergänzt werden, um die Sicherheit und Effizienz eines Hochregallagers zu maximieren.

Einsatz von SmartCheck-Systemen, die Schwingungen messen und kritische Komponenten wie Wälzlager und Verzahnungen überwachen.

Einsatz von Schmierstoffgebern, die kontinuierlich Schmiermittel an Ketten und andere bewegliche Teile abgeben. Dies reduziert den Wartungsaufwand und erhöht die Sicherheit, da Techniker nicht mehr direkt an schwer zugängliche Bereiche müssen.

Ein Wartungsplan für die vorbeugende Instandhaltung von Industrieanlagen ist entscheidend für die Aufrechterhaltung ihrer Zuverlässigkeit und Effizienz.

• Herstellerbasierte Wartung: Dieser Ansatz stützt sich auf die Vorgaben der Hersteller und wird oft in Kombination mit standardisierten Wartungsprotokollen angewendet. Er ist speziell auf die Anforderungen und Spezifikationen der jeweiligen Anlagen zugeschnitten.

• Standardisierte Protokollwartung: Diese Wartungsart wird für Anlagen verschiedener Hersteller angewendet und beinhaltet allgemeine Aufgaben, die auf den Typ des Systems abgestimmt sind. Zum Beispiel könnte ein einheitlicher Wartungsplan für alle Geräte eines bestimmten Typs gelten.

• Wartung basierend auf Fehleranalyse oder zuverlässigkeitszentrierter Instandhaltung (RCM): Diese Methode ist komplexer und basiert auf der Identifikation potenzieller Fehlerquellen, ihrer Kategorisierung und der Entwicklung spezifischer präventiver Maßnahmen, um Ausfälle zu minimieren.

• Technische Unterstützung vor Ort: Die Verfügbarkeit von Fachpersonal vor Ort sichert die optimale Funktion und schnelle Problemlösung innerhalb der Anlage.

• Planung und Durchführung von Wartungsarbeiten: Der Wartungsplan wird an die spezifischen Bedürfnisse jedes Projekts und Systems angepasst, einschließlich der Geräte anderer Hersteller. Die Frequenz und spezifischen Maßnahmen werden individuell festgelegt, typischerweise zwischen zwei und sechs Mal pro Jahr.

• Technischer Support rund um die Uhr: Ein technischer Support steht jederzeit bereit, um bei Problemen zu helfen, sei es per Telefon, Fernzugriff oder durch persönliche Besuche.

Die Wartung der Lagerverwaltungssoftware beinhaltet regelmäßige Updates, die Einführung neuer Funktionen und die Behebung von Fehlern. Zusätzliche Überwachungssoftware kann das System in Echtzeit überwachen und Vorfälle erkennen, wodurch eine schnelle Koordination mit dem technischen Support möglich wird. Die jährliche Inspektion von Industrieregalen gemäß geltenden Normen ist ebenfalls Teil der vorbeugenden Wartung, um die Sicherheit und Funktionalität der Lagerinfrastruktur zu gewährleisten. Spezialisten führen diese Inspektionen durch und erstellen Berichte über den Zustand und etwaige notwendige Maßnahmen. Diese präventiven und korrektiven Wartungsdienste sind unerlässlich, um die Betriebssicherheit und Leistungsfähigkeit von Industrieanlagen zu maximieren.

• Minimierung von Ausfallzeiten: Geräte werden gezielt nur für kurze Zeiträume aus dem Betrieb genommen (z. B. maximal zwei Stunden pro RBG).

• Kritische Wartungsarbeiten werden auf mehrere Tage verteilt, sodass ein Gerät Schritt für Schritt gewartet werden kann.

• Koordination mit der Logistik: Abstimmung mit der Logistikleitung, um den Betriebsfluss nicht zu stören.

• Eine Woche im Voraus wird festgelegt, welche Geräte wann gewartet werden.

• Zusammenarbeit mit externen Dienstleistern: Die kontinuierliche Optimierung der Wartungsprozesse ist ein zentrales Ziel.

SmartCheck-Systeme sind moderne Zustandsüberwachungslösungen, die eingesetzt werden, um die Funktionalität und Sicherheit von Maschinen in industriellen Umgebungen kontinuierlich zu gewährleisten. Sie messen und analysieren kritische Betriebsdaten in Echtzeit, um frühzeitig auf potenzielle Schäden oder Abweichungen aufmerksam zu machen. Damit ermöglichen sie eine zustandsbasierte Instandhaltung, die die Produktivität erhöht und unvorhergesehene Ausfallzeiten minimiert.

SmartCheck-Systeme nutzen Sensorik und intelligente Software zur Erfassung und Analyse mechanischer Zustände.

• Schwingungen: Erfassung von Unregelmäßigkeiten oder erhöhten Schwingungswerten, die auf Probleme wie Wälzlagerschäden, Unwuchten oder fehlerhafte Ausrichtungen hinweisen.

• Temperatur: Überwachung der Betriebstemperatur von Komponenten, um Überhitzung oder Schmierstoffprobleme zu identifizieren.

• Drehzahl: Kontrolle der Drehzahlen, um Abweichungen vom Sollwert zu erkennen.

• Akustische Signale (optional): Analyse von Geräuschen, um Schäden wie Rissbildungen oder unregelmäßigen Verschleiß zu detektieren.

Die gesammelten Daten werden mit voreingestellten Grenzwerten verglichen, und bei Überschreitung dieser Werte wird eine Warnung oder ein Alarm ausgelöst.

• Frühzeitige Fehlererkennung: Schäden wie Wälzlager- oder Verzahnungsschäden können frühzeitig erkannt und behoben werden, bevor sie größere Probleme verursachen.

• Zustandsbasierte Instandhaltung: Wartungsarbeiten werden nur durchgeführt, wenn tatsächlich Abweichungen oder Anzeichen von Verschleiß vorliegen, was Kosten und Ressourcen spart.

• Reduzierung ungeplanter Stillstände: Durch die kontinuierliche Überwachung können ungeplante Ausfälle der Anlage minimiert werden.

• Arbeitssicherheit: Da Mitarbeiter seltener an schwer zugängliche oder gefährliche Maschinenbereiche müssen, wird das Risiko von Arbeitsunfällen reduziert.

• Optimierung der Lebensdauer: Die Lebensdauer von Maschinenkomponenten wird durch rechtzeitige Wartung und Reparatur verlängert.

• Hochregallager: Überwachung der Hub- und Fahrmotoren von Regalbediengeräten (RBG).

• Kontrolle der Antriebsmotoren für Hebestationen und Spiralförderer.

• Förderanlagen: Permanente Zustandsüberwachung von Rollenbahnen und Kettensystemen.

• Produktion und Fertigung: Einsatz bei rotierenden Maschinen wie Pumpen, Motoren und Getrieben.

Ein konkretes Beispiel zeigt die Effektivität von SmartCheck-Systemen. In einem Lager- und Verteilzentrum werden 58 SmartCheck-Systeme eingesetzt, um kritische Aggregate wie Fahr- und Hubmotoren zu überwachen. Durch die kontinuierliche Messung der Schwingungen konnten potenzielle Schäden frühzeitig erkannt und behoben werden. Zusätzlich schmieren 169 automatische Schmierstoffgeber 12,5 Kilometer Kette, was die manuelle Wartung überflüssig macht und die Arbeitssicherheit erheblich steigert.

SmartCheck-Systeme sind ein wichtiger Bestandteil der modernen Industrie 4.0. Sie leisten einen wesentlichen Beitrag zur Effizienz, Sicherheit und Langlebigkeit von Anlagen, indem sie eine kontinuierliche Überwachung ermöglichen und auf Basis der gewonnenen Daten eine proaktive Instandhaltung fördern.

Die turnusmäßige Wartung erfolgt nach festgelegten Zeitintervallen, unabhängig vom tatsächlichen Zustand der Anlage.

• Planungsabhängig: Wartungsintervalle sind im Voraus definiert (z. B. monatlich, halbjährlich, jährlich).

• Präventiver Ansatz: Die Wartung wird durchgeführt, um potenzielle Ausfälle zu verhindern, auch wenn keine direkten Anzeichen für Verschleiß oder Schäden vorliegen.

• Standardisierte Prüfungen: Alle Komponenten, wie Regalbediengeräte (RBG), Fahrwerke, Masten, Hubwagen und Schienen, werden nach einem festgelegten Schema überprüft.

• Regelmäßige Schmierung von Rollen, Lagern und Rädern.

• Kontrolle und Nachjustierung von Hubseilen und Führungsschienen.

• Bietet eine klare Struktur und Vorhersehbarkeit für die Wartung.

• Minimiert das Risiko plötzlicher Ausfälle bei planmäßig gewarteten Komponenten.

• Ineffizient bei geringer Nutzung: Auch wenig beanspruchte Anlagen werden gewartet, obwohl keine unmittelbaren Probleme vorliegen.

• Überflüssige Arbeiten: Teile können unnötigerweise überprüft oder ersetzt werden, was Zeit und Kosten verursacht.

Die zustandsbasierte Wartung wird durchgeführt, wenn Sensoren oder Inspektionen Abweichungen vom Normalzustand feststellen. Sie basiert auf der tatsächlichen Nutzung und dem Verschleiß der Komponenten.

• Datengetrieben: Sensoren überwachen kontinuierlich den Zustand von Bauteilen und melden Anomalien.

• Reaktiver Ansatz: Wartungsarbeiten werden erst bei Erreichen bestimmter Verschleißgrenzen oder nach Auffälligkeiten durchgeführt.

• Einsatz moderner Technologien: Systeme wie SmartCheck messen Schwingungen, Temperaturen und andere Parameter, um Schäden frühzeitig zu erkennen.

• Austausch von Hubseilen nur bei festgestellten Verschleißerscheinungen.

• Reparaturen an Laufschienen nach Erkennung von Rissen durch Schwingungsmessung.

• Effizient: Wartung erfolgt nur bei tatsächlichem Bedarf, was Kosten und Ressourcen spart.

• Frühzeitige Fehlererkennung: Schäden werden erkannt, bevor sie zu größeren Problemen führen.

• Reduzierte Ausfallzeiten: Geplante Reparaturen minimieren Störungen im Betrieb.

• Höhere initiale Investitionskosten für Überwachungssysteme.

• Abhängigkeit von Technologie und entsprechender Expertise zur Analyse der Daten.

Neben der physischen Konstruktion des Hochregallagers beinhaltet dieses wichtige elektrische bzw. elektronische Systeme. Diese betreffen:

• Stromquellen und Notstromversorgungen.

• Energieverwaltungs- und Verteilungssysteme.

• Automatisierungssysteme wie PLCs (Programmable Logic Controllers) und SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition).

• Netzwerkinfrastruktur, einschließlich Kabelnetze und drahtlose Kommunikation.

• Elektrische Antriebe,

• Sensoren

• und Steuerungstechnik der RBGs.

• Automatische Förderbänder,

• Sortiersysteme

• Roboterarme.

• Sicherheitssysteme

• Not-Aus-Schalter

• und Überwachungssysteme.

• Software

• Hardwarekomponenten des LVS.

• Integration des LVS mit anderen Systemen im Lager Schnittstellen!)

Diese Aufzählung betrifft allgemeine Lösungen. Natürlich sind die Systemkomponenten bezüglich ihrer Existenz, Fabrikate und Anzahl abhängig von der jeweils existierenden konkreten Hochregallageranlage.

Für die in einem automatisierten Hochregallager eingesetzte Software können unterschiedliche Arten und Einsatzgebiete identifiziert werden, die wesentlich zur Effizienz und Funktionalität des Gesamtsystems beitragen. Hier sind einige konkrete Beispiele für Softwarearten und deren spezifische Anwendungen:

• SAP-Extended Warehouse Management (EWM): Diese Software bietet umfassende Funktionen für die Verwaltung von Lagerprozessen, einschließlich Bestandsführung, Bewegungssteuerung und der Optimierung von Kommissionierprozessen. SAP EWM ist hochgradig anpassbar und wird oft in Großunternehmen eingesetzt.

• Manhattan Warehouse Management System: Dieses System ist bekannt für seine Skalierbarkeit und wird verwendet, um komplexe Lageraktivitäten in Verteilzentren zu verwalten, von der Wareneingangskontrolle bis zur Versandabwicklung.

• Siemens SIMATIC STEP 7: Eine Software zur Programmierung und Steuerung von automatisierten Systemen wie Regalbediengeräten (RBG) und Förderbändern. Sie ermöglicht die präzise Steuerung der Hardware über PLCs (Programmable Logic Controllers).

• Rockwell Automation Studio 5000: Wird verwendet, um Automatisierungsgeräte zu programmieren, zu konfigurieren und zu diagnostizieren, was die Effizienz und Genauigkeit in automatisierten Systemen erhöht.

• Ubisense SmartSpace: Ein Echtzeit-Ortungssystem, das verwendet wird, um die Position und den Status von Objekten innerhalb des Lagers zu verfolgen. Dies unterstützt die chaotische Lagerhaltung, indem es die exakte Position jeder Palette oder jedes Artikels in Echtzeit liefert.

• Zebra Technologies Location Solutions: Bietet Lösungen für die Echtzeit-Überwachung von Ressourcen und Personal im Lagerbereich, um die Effizienz zu steigern und operative Entscheidungen zu unterstützen.

• Schneider Electric EcoStruxure™: Ein Energiemanagementsystem, das speziell darauf ausgerichtet ist, den Energieverbrauch in industriellen Anlagen zu überwachen und zu steuern. Dies ist besonders nützlich für große Lagerhäuser, um Energiekosten zu senken und Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.

• Tableau: Ein leistungsstarkes Tool zur Datenvisualisierung, das verwendet wird, um große Mengen von Lagerdaten zu analysieren und aufzubereiten. Dies hilft, Muster zu erkennen und Entscheidungen auf Basis aktueller Lagerkennzahlen zu treffen.

• Microsoft Power BI: Wird genutzt, um aus den Daten des Lagerverwaltungssystems interaktive Berichte und Dashboards zu erstellen. Dies ermöglicht eine verbesserte Entscheidungsfindung und Prozessoptimierung basierend auf Echtzeitdaten.

• Solche oder ähnliche Softwarelösungen sind entscheidend für die Optimierung der Lagerprozesse und unterstützen das Prinzip der chaotischen Lagerhaltung durch verbesserte Automatisierung, präzise Steuerung und effiziente Datenanalyse.

Die Integration von Lagerhaltungssoftware mit Computer Aided Facility Management (CAFM) Systemen ermöglicht eine umfassende Kontrolle und Optimierung der Lager- und Facility-Management-Prozesse. Durch diese Verknüpfung können Unternehmen effizienter agieren, indem sie Ressourcen besser nutzen, den Energieverbrauch senken und Wartungsarbeiten präziser planen. Hier sind einige konkrete Beispiele und Anwendungsfälle, die die Vorteile dieser Integration verdeutlichen:

• SAP EWM und Archibus: Die Kombination von SAP-Extended Warehouse Management (EWM) mit Archibus, einem führenden CAFM-System, ermöglicht eine verbesserte Nutzung der Lagerflächen und eine effiziente Wartung der Lagerinfrastruktur. Beispielsweise können Wartungsanforderungen für Fördertechnik oder Regalbediengeräte direkt aus dem Lagerverwaltungssystem generiert und in Archibus verwaltet werden. Dies stellt sicher, dass Wartungsarbeiten koordiniert und ohne größere Störungen des Betriebs durchgeführt werden.

• Manhattan WMS und IBM TRIRIGA: Manhattan's Warehouse Management System kann mit IBM TRIRIGA verknüpft werden, um Einblicke in die Facility-Nutzung zu erhalten und Echtzeit-Daten für das Facility-Management zu liefern. Diese Integration hilft, den physischen Zustand des Lagers effektiv zu überwachen und prompt auf Probleme zu reagieren, die den Lagerbetrieb beeinträchtigen könnten.

• Oracle WMS und Maximo: Oracle's WMS kann mit Maximo, einem CAFM-System, das stark in präventive Wartung integriert ist, kombiniert werden. Durch den Einsatz von IoT-Sensoren in Lagergeräten, die Zustandsdaten in Echtzeit an das CAFM-System senden, können Wartungsteams Wartungsbedarfe vorhersagen und planen. Diese proaktive Wartung hilft, Ausfallzeiten zu minimieren und die Lebensdauer der Lagerausrüstung zu verlängern.

• Schneider Electric EcoStruxure und CAFM: Die Integration von Schneider Electric's EcoStruxure, einem Energiemanagementsystem, mit einem CAFM-System ermöglicht die Überwachung und Kontrolle des Energieverbrauchs im Lager. Dies kann die Betriebskosten senken und zur Nachhaltigkeit beitragen, indem zum Beispiel die Beleuchtung, Klimatisierung und Energieverbrauch der Lagerautomatisierungssysteme basierend auf den Daten der Lagerbelegung und -nutzung angepasst werden.

• AutoCAD und Planon: Die Nutzung von AutoCAD für das Layout und Design von Lagerräumen kann mit Planon, einem CAFM-System, integriert werden, um den physischen Raum optimal zu nutzen.

Solche oder ähnliche Systeme ermöglichen eine detaillierte Visualisierung und Verwaltung von Lagerlayouts, was besonders bei chaotischen Lagerhaltungssystemen von Vorteil ist, wo die Lagerplätze dynamisch zugewiesen werden.

Durch die Verknüpfung von Lagerhaltungssoftware mit CAFM-Systemen können Unternehmen ihre Anlagen besser verwalten und die Effizienz steigern, während sie gleichzeitig die Betriebskosten senken und die Lebensdauer der Einrichtungen und Geräte verlängern. Diese Integration ist ein Schlüsselfaktor für modernes Facility- und Lagermanagement, das agile und kosteneffiziente Betriebsabläufe erfordert.

Neben der Inspektion und Wartung ist die Instandsetzung ein wesentliches Element der Instandhaltungsstrategie. Die Instandsetzung, also auch der Ersatz von Teilen nach dem Ende ihrer Lebensdauer oder im Falle irreparabler Schäden, ist oft schwer planbar und kann erhebliche Herausforderungen darstellen. Wichtige Aspekte bei der Planung von Instandsetzungsarbeiten in automatisierten Hochregallagern umfassen:

Voraussetzend sind die vorbeugenden Maßnahmen, wie regelmäßige Inspektionen und Wartungsarbeiten. Eine gut organisierte Lagerhaltung von Ersatzteilen ist entscheidend, um schnelle Reparaturen zu gewährleisten. Diese ermöglicht eine systematische Erfassung und Vorhaltung aller kritischen und verschleißanfälligen Komponenten. Dabei ist entscheidend, ob die Instandhaltung durch eigenes Personal oder durch eine Fremdfirma durchgeführt wird. Es muss also im Dienstleistungsvertrag klar geregelt werden, welche der üblichen Ersatzteile in welcher Zeit zur Verfügung gestellt werden müssen und welche der Dienstleister grundsätzlich auf Lager haben muss.

Für solche und andere unvorhergesehenen Fälle muss ein Notfallplan zur Verfügung stehen. Er muss schnelle und effektive Maßnahmen zur Wiederherstellung des Betriebs ermöglichen. Dies kann beispielsweise den vorübergehenden Einsatz alternativer Systeme oder die Umleitung von Warenströmen beinhalten, was eine nennenswerte logistische Herausforderung darstellen kann.

Durch Berücksichtigung dieser Elemente können die Betriebsunterbrechungen minimiert und eine hohe Betriebssicherheit und Effizienz in automatisierten Lagerumgebungen sichergestellt werden.

Es versteht sich von selbst, dass das Bedien- und Instandhaltungspersonal auf solche Fälle vorbereitet ist. Darüber hinaus muss das zuständige Personal regelmäßig geschult werden, um mit den neuesten Technologien und den spezifischen Systemen des Lagers sowie der Sicherheitsbestimmungen vertraut zu sein.

So soll der nächste Abschnitt sich auch umfassend mit diesem Thema beschäftigen.