Know-How Routenzug

Mithilfe des Routenzugs zur effizienteren Intralogistik

Die heutige Industrieproduktion ist auf optimal aufeinander abgestimmte Prozesse angewiesen. Der innerbetriebliche Materialfluss in der Produktion ist damit zu einem entscheidenden Wirtschaftsfaktor geworden. Der Routenzug ist hierbei ein elementarer Baustein für schlanke und flexible Intralogistik.

• Was ist ein Routenzug?
• Wie funktioniert ein Routenzug?
• Einsatzort eines Routenzugs
• Routenzug-Arten
• Wie wird ein Routenzug gesteuert?
• Routenplanung
  • Statische Routenplanung
  • Dynamische Routenplanung
  • Routenzug 4.0
  • Was ist der Milkrun?
• Routenzügen in der Lean-Logistik
• Vorteile eines Routenzugs
• Nachteile von Routenzügen
• Zusammenfassung
  

Anker

Was ist ein Routenzug?

Ein Routenzug wird laut Definition in der Logistik zur Materialversorgung der verschiedenen Bereiche einer Produktionsanlage eingesetzt. Das auch Logistikzug genannte Transportmittel besteht aus einer Zugmaschine und einem oder mehreren Routenzug Wagen, die Ladeeinheiten mitführen.

Routenzüge dienen als internes Transportmittel für den horizontalen und bodengebundenen Transport von Material vom Lager zum Produktionsstandort. Aufgrund der stark zyklischen und oft intermittierenden Versorgung ist es möglich, kleine Chargen effizient zu befördern und das Transportvolumen durch Bündelung einzelner Transporte zu reduzieren. Mit solch einem Schleppzugsystem können Unternehmen ihre eigene Intralogistik zentraler und transparenter steuern. Damit Routenzüge sinnvoll eingesetzt werden können, müssen planbare, standardisierte interne Logistikprozesse vorhanden sein.

Wie funktionieren Routenzüge?

Das zu transportierende Gut wird in der Regel an der Quelle, auch Supermarkt genannt, mit Ladungsträgern, zum Beispiel Rollengestellen, vom Logistikzug aufgenommen. Der Routenzug folgt einer definierten Route und transportiert Material zu der definierten Abgabestationen, der sogenannten Senke. Auf diese Weise können mehrere Senken auf der Route während einer Fahrt angefahren werden. Gleichzeitig kann der Schleppzug das Leergut übernehmen, sodass die Ver- und Entsorgung dem Bedarf entspricht. Durch das Vorhandensein von mehreren Warenträgern und damit mehreren Lagerplätzen pro Schleppzug ist es möglich, mehr Waren zu transportieren und mehrere Senken in der gleichen Route anzufahren. In vielen Anlagen gibt es auch spezielle Abläufe wie das Abstellen von Anhängern nach dem Beladen auf einer Pufferzone. Der Be- und Entladevorgang und das Fahren kann je nach Schleppertyp und Ausführung manuell durch den Fahrer oder automatisiert erfolgen.

Einsatzorte eines Routenzuges

Hauptanwendung von Routenzügen ist der ebenerdige Transport von Lagergut zum Produktionsstandort. Besonders gut ist ein Routenzug dafür geeignet, KLTs (Kleinladungsträger) in der Intralogistik zu transportieren, sowie für die Kommissionierung von Waren. Außerdem übernehmen sie auch den Abtransport von konfektionierten Gütern in Form von GLTs (Großladungsträgern) von der Produktionsstätte und werden neben der Versorgung und Umlagerung auch zur gezielten Entsorgung genutzt. Durch einen Routenzug lassen sich Waren über verschiedene Aufnahmestellen sammeln und zu den gewünschten Zielen bringen. Auf diese Weise können Transportaufgaben effizient abgewickelt werden. Der Einsatz von Routenzügen bietet sich an, wenn Transportaufgaben regelmäßig und/oder über längere Distanzen zu erledigen sind. Routenzüge können sowohl Indoor als auch Outdoor eingesetzt werden.

Der Einsatz von Routenzugsystemen findet vor allem in der Fertigungslogistik statt, das heißt dort, wo Produktionslinien kontinuierlich mit Material versorgt werden müssen, aber auch im nicht produzierenden Gewerbe.

Laut einer Studie der TU München aus dem Jahr 2017 werden Routenzugsysteme in 63% aller Firmen der Automotive- und Fahrzeugbau-Branche eingesetzt, gefolgt von 11% sowohl in der Elektrotechnik- und Mechanik-Branche, als auch im Maschinen- und Anlagenbau. Außerhalb dieser Branchen gibt es jedoch einen zunehmenden Trend hin zu Routenzügen in der verarbeitenden Industrie, da das Potenzial, das Routenzüge hier bieten würden, noch nicht ausgeschöpft ist. Dies zeigt, dass auch in diesen Branchen der Wunsch nach Prozessoptimierung wächst.

Arten von Routenzügen

Die Hauptunterschiede zwischen Routenzügen betreffen die Anhängertypen, wobei sich die Konzepte vor allem in der Transportweise der Ladung unterscheiden. Die unterschiedlichen Logistikzug Konzepte sind:

• Wenn die Last direkt auf den Anhänger geladen wird spricht man vom Trailer-Konzept. Das Anhängerkonzept basiert auf einem simplen Aufbau. Die Ladung oder der Ladungsträger werden direkt auf den Anhängern geladen. Durch die relativ einfache Inbetriebnahme und die geringen Anschaffungskosten ist das Anhängerkonzept eine beliebte Variante. Die Kaufentscheidung sollte im Hinblick auf eine langfristige Anwendung und Prozessentwicklung getroffen werden. Der Vorteile dieses Systems sind vor allem die einfache Installation, sowie das Kleinladungsträger einzeln transportiert werden. Allerdings hat dieses Konzept auch einige Nachteile, so werden einzelne Anhänger werden in der Regel vom Zug abgekoppelt und direkt an der Strecke abgestellt. Sonst wird ein weiteres Fahrzeug an der Senke benötigt, um den Routenzug zu entladen. Das Handling ist außerdem unflexibel und der Entladevorgang am Förderband ist aufwendig. Langfristig verursacht das Trailer-Konzept höhere Kosten als das Einschubkonzept.
  
  
• Beim Einschub-Konzept wird der Ladungsträger auf einem Handschiebewagen platziert und in den Anhänger eingeschoben. Die Be- und Entladung der Ware geschieht je nach verwendetem Anhänger ein- oder beidseitig. Unter strategischen Gesichtspunkten, bietet das Einschub-Konzept die Vorteile, dass die Be- und Entladung unkompliziert ist, diverse Rahmen zur Wahl stehen und vor allem das in Kombination mit einer digitalen Steuerung ein hoher Automatisierungsgrad, bis hin zur Vollautomatisierung, erreicht werden kann. Als Nachteil sind der höhere Lärmpegel, schlechtere Fahreigenschaften und ein höheres Verschleiß- und Unfallrisiko anzumerken.
  
  
• Werden die Lastenträger über eine angebaute Rampe mit Handschiebewagen seitlich auf den Anhänger geschoben, spricht man vom Taxi-Konzept, dabei können die Trolleys beidseitig beladen werden. Die Trolleys können von beiden Seiten beladen werden. Das Taxikonzept steht aus dem Blickwinkel der Prozessentwicklung zwischen Trailer- und Einschubsystem. Der Vorteile des Taxi-Konzepts ist vor allem die beidseitige Beladbarkeit. Nachteile sind der hohe benötigte Kraftaufwand bei der Beladung.

Routenzugsteuerung

In der Praxis werden drei Formen der Routenzugsteuerung angewendet:

• Beginnt die nächste Runde direkt nach dem Ende einer Route, so spricht man von einer permanenten Routenzugsteuerung.
• Im Gegensatz dazu löst eine auslastungsorientierte Steuerung (mit Zeitlimit) die nächste Runde erst aus, wenn eine definierte Maximallast erreicht ist oder wenn zwischen der letzten under aktuellen Runde eine maximale Zeitspanne verstrichen ist.
• Bei einer getakteten Steuerung erfolgt die Abfahrt der Routenzüge zu vordefinierten Zeiten nach einem Fahrplan.

In Anlehnung an Günthner und Keuntje

Daher sind die Wartezeiten im Routenzugzyklus und die Auslastung der Logistikzüge abhängig von der gewählten Steuerungsform. Das bedeutet, dass wichtige Parameter der Zugfahrzeugsysteme, wie z. B. der Ressourcenbedarf, auch von der gewählten Zugfahrzeugsteuerung bestimmt werden.

Routenplanung

Statische Routenplanung

Derzeit werden Schleppzugsysteme häufig auf Basis des durchschnittlichen Transportbedarfs geplant und die entsprechenden Routen und Abfahrtszeiten der Schleppzüge langfristig festgelegt. Man spricht daher von statischen Routen. Schwankende Transportbedarfe führen dazu, dass bei der Planung statischer Routen mit festen Wegen und Fahrzeiten immer entweder weniger oder mehr Material transportiert werden muss, als bei der Planung unter der Annahme konstanter Bedarfe festgelegt wurde. Treten zu bestimmten Zeiten Nachfragespitzen auf, müssen Sie mit einer Verzögerung bei der Versorgung der Montagelinie mit dem Material rechnen oder zeitaufwändige und teure Sondertransporte veranlassen. Um Lieferverzögerungen oder Sondertransporte zu vermeiden, können zusätzliche Kapazitäten eingeplant werden. Dies führt jedoch dazu, dass das Schleppzugsystem in Phasen mit geringem Transportaufkommen nicht voll ausgelastet ist und das System nicht effizient betrieben werden kann. Eine weitere Herausforderung ist, dass die längerfristig zu erwartenden Transportveränderungen einen hohen Planungsaufwand erfordern. So ist es zum Beispiel notwendig, regelmäßig abzuschätzen, ob und wie sich die Transportanforderungen ändern werden. Zusätzlich müssen manuelle Überprüfungen durchgeführt werden, um festzustellen, ob Routen und Fahrpläne aufgrund dieser Änderungen umdisponiert werden müssen. Und nicht zuletzt müssen die Anpassungen auch in der Praxis umgesetzt und mitgeteilt werden. Die statische Route funktioniert wie eine Buslinie mit einer fest vorgegebenen Fahrtstrecke.

Dynamische Routenplanung

In Anlehnung an Fottner

Ein Ansatz, um mit schwankenden Transportanforderungen umzugehen, ist die dynamische Routenplanung. Die dynamische Steuerung von Routenzugsystemen ermöglicht eine größere Flexibilität durch variable Routen und die Handhabung von beidseitigen Lasten. Dabei werden auf Basis der aktuellen Transportaufträge und unter Berücksichtigung des jeweils vorliegenden Status des Routenzugs, dynamisch Routen, Abfahrtszeiten und die Zuordnung von Ressourcen im laufenden Betrieb ermittelt. Dafür bildet das Transportleitsystem die Beladung der Routenzugtrailer mit Containern ab, reserviert die Trailertypen mit ihren jeweiligen Ladekapazitäten und ordnet sie der jeweiligen Route zu. Für die Realisierung von dynamisch gesteuerten Routingsystemen werden derzeit Algorithmen zur dynamischen Routenfindung entwickelt. Neben geeigneten Steuerungsalgorithmen muss aber auch die technische und organisatorische Gestaltung von dynamischen Routingsystemen berücksichtigt werden.

Routenzug 4.0

Es gibt manuell gesteuerte, teilautomatisierte und automatisierte Routenzüge. Der Trend geht zum automatisierten Routenzug bis hin zu komplett autonomen Routenzügen, alles mit dem Ziel die Ressource Mensch möglichst wenig mit banalen Aufgaben zu beschäftigen. Die vier Automatisierungsstufen sind:

1. Manuelle Steuerung und manuelles Lasthandling (keine Automatisierung)
2. Automatisiertes Fahren und manuelles Lasthandling
3. Manuelles Fahren und automatisiertes Lasthandling
4. Automatisiertes Fahren und automatisiertes Lasthandling (Vollautomatisierung)

Auf der Hand liegen die Vorteile von automatisierten Routenzügen: Die Produktivität wird deutlich erhöht, händische Aktivitäten werden reduziert und damit die physische Beanspruchung der Beschäftigten reduziert. Außerdem sorgen automatisierte Prozesse für mehr Sicherheit innerhalb der Fertigungslogistik. Dadurch wird eine dauerhafte und langfristige Kostensenkung ermöglicht.

Bis es allerdings den komplett autonomen Routenzug gibt, wird man vorwiegend eine Kombination verschiedener Systeme beobachten können, sogenannten Hybridsystemen. Beispielsweise gibt es in vielen Produktionsstätten einen vergleichsweise langen Weg vom Warenlager bis zur Fertigungshalle. Der Fahrer hat hier oftmals nicht mehr zu tun, als einfach nur geradeaus zu fahren. Bei einem hybriden Intralogistiksystem fährt diese Strecke der Routenzug vollautomatisch, erst am Eingang der Montagehalle wird ein Mensch dann benötigt, welcher den Routenzug zu den Endpunkten fährt und dort auch den Lastwechsel durchführt. Bei Kleinladungsträgern wird eine Vollautomatisierung beim Routenzug 4.0 schwierig, weswegen hier in Richtung eines Hybridkonzeptes gegangen wird.

Was ist der Milkrun?

Bei Routenzügen, die nach dem klassischen Milkrun-Konzept verkehren, wird eine feste Route mit festen Be- und Entladestellen befahren. Die an der Station aufzuladenden Waren basieren auf der Leermenge aus dem vorherigen Durchlauf. Ähnlich wie ein Milchbauer, der nur dann Milch liefert, wenn eine leere Milchflasche vor der Haustür des Kunden steht. Moderne Routenzug-Software optimiert die Just-in-Time-Route so, dass nur die Be- und Entladestellen angefahren werden, für die auch ein Transportauftrag vorliegt.

Routenzüge in der Lean-Logistik

Lean Logistik nutzt klassische Lean-Methoden und überträgt sie auf die Optimierung von Logistikprozessen, zum Beispiel durch das Unterlassen unnötiger Handlungsschritte. Die Einführung eines Routenzugsystems ist ein wesentlicher Aspekt der Lean-Umsetzung, wofür der gesamte Materialfluss analysiert wird.

• Varianten und Quantitäten von Lastenträgern, also welche Arten von Ladungsträgern gerade im Einsatz sind, wo sie hinbewegt werden und welche Güter mit welcher Größe und Gewicht transportiert werden.
• Quelle-Senke-Verhältnis, wo untersucht wird, welche Quelle wie oft beliefert wird und welche Warenmenge in einem bestimmtem Zeitraum befördert wird. Daraus lässt sich beispielsweise ableiten, dass für Güter, für die eine größere Nachfrage besteht, größere Transportbehälter für den Einsatz auf dem Routenzug angemessen wären.
• Die zurückgelegte Strecke zwischen den einzelnen Stationen oder zwischen Wareneingang und Produktion ist der entscheidende Indikator für die Bestimmung des am besten geeigneten Schleppzugsystems für den Warentransport.

Die so gewonnenen Informationen sind elementar für die Planung und Realisierung einer Routenzuglösung und damit für die Auswahl der passenden Trolleys und Behälter. Die Umsetzung von Lean ist im Wesentlichen eine Prozessumstellung und ist sinnvoll in mehreren Schritten einzuführen.

1. Bedarfserkennung: Anfangs steht die Erkenntnis, dass man Lean Logistik benötigt wird.
2. Beurteilung des gegenwärtigen Zustands: Im nächstem Schritt werden die aktuellen Prozesse auf verschiedene Aspekte untersucht.
3. Überarbeitung der Ziele: Es ist essentiell, die Ziele des Unternehmens mit den Zielen des Lean Managements in Einklang zu vereinen.
4. Konzeptentwicklung: Es wird nun ein gemeinsames Lean-Konzept entwickelt.
5. Definition des Zielzustandes: Der gewünschte Idealzustand wird vor der Konzepterstellung als Leitbild erarbeitet. Ein Zeit- und Handlungsplan wird entwickelt, um das Ziel zu erreichen.
6. Routenzug-Einführung: In Pilotprojekten wird die Umstellung von Gabelstaplern auf Routenzüge für einzelne Transportstrecken durchgeführt
7. Lean als Firmenphilosophie: Im gesamten Unternehmen wird das Lean-Konzept weitergegeben und fortlaufend ausgebaut.

In Anlehnung an STILL

Vorteile eines Routenzugs

1. Im Vergleich zum Gabelstapler vermeidet der Routenzug unnötige Fahrten zum Lager, reduziert das interne Verkehrsaufkommen, da mehrere Ladungsträger pro Fahrt transportiert werden und senkt die Kosten durch die höhere Produktivität.
2. Weniger Fahrzeuge bedeuten natürlich auch weniger Belastung für die Umwelt. Da die Routenzüge im meist elektrisch betrieben werden, erzeugen sie zudem keine direkten Abgasemissionen.
3. Außerdem ist mit Routenzügen eine individuellere Anpassung von Ladungsträgern an die zu transportierenden Güter möglich.
4. Aufgrund der festen Fahrtwege sind Routenzüge die sicherste Lösung für intralogistische Warenströme, da sie zu weniger Verkehrsbehinderungen führen und ein geringeres Unfallrisiko aufweisen.
5. Durch den Einsatz eines Routenzuges wird außerdem die Prozesssicherheit erhöht, da die Materialversorgung gleichbleibend und produktionssynchron durch den Produktionszyklus bestimmt wird. Prozesssicherheit bedeutet, einen möglichst einfachen und leicht wiederholbaren Prozess zu schaffen, der Fehler leicht aufspürt und zuverlässig funktioniert. Die vorgegebene Einstellung gibt bestimmte Zeitmerkmale für die Lieferung des Materials an die Bereitstellungsorte vor. Dies bestimmt also die Anzahl der Fahrten und die Fahrzeiten der Transportzüge.
6. Ein weiterer Vorteil von Routenzügen ist die seitliche Be- und Entladung, weswegen weniger Platz benötigt wird als beim Einsatz von Gabelstaplern, welche beim Laden von Ware quer zur Fahrbahn stehen.

Nachteile von Routenzüge

1. Der größte Nachteil eines Routenzugs ist weniger Flexibilität im Bezug auf die zu fahrende Strecke.
2. Auch gibt es eine Abhängigkeit mehrere Empfänger von einem Routenzug. Zudem sind keine Vertikal- bzw. Rückwärtsbewegungen mit einem herkömmlichem Routenzug möglich.
3. Außerdem gibt es Begrenzungen in der maximalen Steigung, die ein Routenzug bewältigen kann.

Zusammenfassung

Routenzüge sind ein zukunftsweisendes Transportmittel in der Intralogistik. Ein Routenzug besteht aus einem Schlepper und einem oder mehreren Anhängern, der die Waren von einer Position zu einer anderen im Lager transportiert. Die auch als Logistikzüge bezeichneten Transportmittel eignen sich sowohl für den Transport von kleinen als auch von großen Ladungsträgern. Routenzüge lassen sich vor allem durch die Art ihrer Anhänger unterscheiden. Es gibt Anhängerkonzepte, bei denen die Ware direkt auf den Anhänger geladen wird, was einen schnellen Einstieg in die Umsetzung eines Routenzugkonzeptes ermöglicht, aber auf Dauer unflexibel und kostenintensiv ist. Aufwändiger im Setup, aber strategisch sinnvoller und langfristig flexibler sind die Einschub- und Taxikonzepte, bei denen die Ladungsträger auf den Anhänger geschoben werden. Routenzüge werden entweder permanent, lastorientiert oder nach einem Fahrplan gesteuert. Bislang werden die Routen von Logistikzügen meist statisch geplant, basierend auf dem durchschnittlichen Transportaufkommen. Der Trend geht jedoch zur dynamischen Routenplanung, bei der die Route flexibel nach dem jeweiligen Bedarf berechnet wird. In Zukunft wird es immer mehr vollautomatische, autonome Routenzüge geben, den sogenannten "Routenzug 4.0". Dies kann die Produktivität und Sicherheit in der Intralogistik deutlich erhöhen. Aber auch heute schon bieten Routenzüge erhebliche Vorteile. Intralogistik mit Routenzügen ist effizienter und deshalb kostengünstiger, da mehr Güter pro Fahrt bewegt werden können, sowie sicherer, aufgrund der festen Routen.