Eine Simulation zur Planung automatischer Lagersysteme

Die in Büchenbach bei Nürnberg ansässige Memmert GmbH + Co. hat sich in den vergangenen 85 Jahren zu einem der Technologieführer in der Temperiertechnik entwickelt. Vor drei Jahren wurde die Produktion um eine vierte Halle mit 4.200 m² erweitert. Christina Gretschmann, Leitung Logistik und Arbeitsvorbereitung bei Memmert, erzählt: „Uns ging es darum, die lauten Bereiche Stanzen und Biegen auszulagern. Aber wir haben uns auch mehr Transparenz gewünscht, denn in der alten Halle war das Rohmaterial überall auf der Fläche verteilt und oft wussten wir nicht, ob und wo fertige Teile herumstehen. Der Suchaufwand war groß.“

Das Herzstück der neuen Halle sollte daher ein Stopa-Großlagersystem mit ausreichender Kapazität sein, um die insgesamt sechs Stanz- und Biegemaschinen sowie die dazugehörigen Automatisierungskomponenten anzubinden. Für Gretschmann ging es bei der Planung vor allem um die Frage, ob das neue Lager mit einem Regalbediensystem auskommt, oder ob ein zweites benötigt wird. „Unsere Stanzanlagen laufen an sieben Tagen 24 Stunden. Das muss das RBG zuverlässig stemmen.“
Das Regalbediengerät (RBG) ist entscheidend für die Effizienz innerhalb eines Blechbearbeitungssystems, denn es gewährleistet den kompletten Materialfluss zu den angeschlossenen Anlagen und wieder zurück ins Lager. Bei der Projektierung muss es unter Berücksichtigung fertigungsspezifischer Besonderheiten des Kunden so ausgelegt werden, dass dessen Verfahrwege und die Maschinenwartezeiten möglichst kurz sind.

Von Trumpf kam der Vorschlag, die Lagersimulationssoftware Sim Store einzusetzen. Michael Schmider, Tru-Connect-Projektmanager bei Trumpf, erklärt: „Mit Sim Store lässt sich auf der Grundlage kundenspezifischer Projektdaten eine Lagererweiterung ebenso simulieren wie ein ganz neues Lager. Ziel ist es, dass das Material immer genau dann bei der Maschine ist, wenn es benötigt wird.“

• Dazu berechnet Sim Store die Auslastung beziehungsweise Operationszeiten des RBGs sowie aller angebundenen Maschinen.
• Hinterlegt werden zudem Schichtmodelle und Verfahrgeschwindigkeiten des RBGs. Wesentlich für ein gutes Ergebnis sind die vom Kunden beigesteuerten Daten.
• Nach einer Woche Simulation liefert Sim Store Berechnungen für das Gesamtsystem sowie für jede einzelne angebundene Komponente.
• Die Ergebnisse lassen sich als Simulationsbericht exportieren. Dieser zeigt übersichtlich die Auslastung des RBGs durch die angebundenen Maschinen, Transportwege, reine Verfahrzeiten sowie durch Warenein- und Auslagerung. Darüber hinaus wird die Auslastung jeder einzelnen Maschine dargestellt.

Sim Store wurde 2008 vom Fraunhofer Institut IPA speziell für Trumpf entwickelt. Die Software eignet sich in erster Linie zur Beurteilung des Gesamtsystems im Rahmen der Projektierung komplexer Lagerprojekte – also wenn viele Maschinen angebunden oder häufige Materialwechsel die Regel sind. Auch der Vergleich von zwei unterschiedlichen Lagerkonfigurationen ist mit der Software möglich. Oder eben – wie im Fall von Memmert – das Ausloten von Kapazitäten und die Optimierung von Produktionszeiten.
„Wir haben bei Memmert Simulationen mit Verfahrgeschwindigkeiten von 100 m/min und mit bis zu 150 m/min gemacht. Zwei bis drei Prozentpunkte Produktivität ließen sich so noch herauskitzeln“, berichtet Schmider. Das wichtigste Ergebnis für Christina Gretschmann war aber die Erkenntnis, dass die Auslastung des RBGs derzeit bei nur 60 Prozent liegt: „Damit liegen wir im grünen Bereich und benötigen bis auf weiteres kein zweites RBG. In Spitzenzeiten, also morgens, wenn das Rohmaterial eingegeben wird, haben wir maximale Wartezeiten von drei bis fünf Minuten. Das können wir verkraften.“

Der Aufwand, Trumpf alle benötigten Daten zur Verfügung zu stellen, hat sich für Gretschmann gelohnt: „Vieles, wie beispielsweise Bearbeitungs- und Programmzeiten, konnten wir direkt aus den Maschinen ziehen. Anderes, wie die Aufteilung der Schichten und Besonderheiten zu unseren Teilen, haben wir zusammengestellt.“ Eine Arbeit, die mit der neuesten Version Sim Store 2.0 entfallen kann, wie Schmider erklärt: „Damit können wir mit dem Einverständnis des Kunden alle Daten via Schnittstelle automatisch von den Maschinen holen.“

Mit der Abwicklung des Gesamtprojekts war Christina Gretschmann hochzufrieden: „Die Forderung unserer Geschäftsleitung war klar: Keine Stillstände während des Aufbaus. Dass wir in dieser Zeit eine Umsatzsteigerung von zehn Prozent hingelegt haben, zeigt am besten, wie reibungslos die Zusammenarbeit mit Trumpf und Stopa geklappt hat.“ Und das, obwohl es auch die ein oder andere Herausforderung zu meistern gab: Beispielsweise die Einbindung von zwei Fremdmaschinen mit Beladerobotern ins Gesamtsystem.

Heute läuft alles wie am Schnürchen. Gretschmann: „Alles ist transparenter und die Durchlaufzeiten haben sich durch das automatische Beladen der Maschinen verringert.“ Die Verbindung des ERP mit Tru Tops Fab, der Trumpf-Software für die Fertigungssteuerung, lässt Christina Gretschmann auch am Wochenende und nachts ruhig schlafen: Das benötigte Rohmaterial wird von der Maschine angefordert, vom RBG zuverlässig geliefert und anschließend fertig verarbeitet ins Lager zurückverschoben. „Der Staplerverkehr hat deutlich abgenommen, dadurch haben wir auch weniger Abfall durch beschädigtes Material. Und schließlich können sich unsere Mitarbeiter anderen Aufgaben zuwenden. Sie greifen nur noch bei Problemen ein“, erklärt Gretschmann und schmunzelt: „Unser Fertigungsleiter bringt es auf den Punkt: Das Gewusel hat ein Ende.“