52.47 Fördertechnik, Lagertechnik
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Institut
Entwicklung eines Stoppers
(2017)
Das Unternehmen SSI SCHÄFER ist ein weltweit operierender Generalunternehmer im Bereich der Auslegung, Planung und Realisierung von schlüsselfertigen Logistikzentren. Eine zentrale Bedeutung in der Intralogistik spielt die Fördertechnik mit den entsprechenden Produktlösungen und Komponenten, zu denen auch der Stopper zählt. Im Wesentlichen wird der Stopper dazu verwendet, um das Fördergut auf der Fördertechnik exakt zu positionieren und am Absturz zu hindern. Realisiert werden diese Forderungen durch den Einsatz einer versenkbaren, mechanischen Barriere auf Basis eines pneumatischen Aktors.
Ziel dieser Arbeit war einen rein elektrisch funktionierenden Stopper zu konzipieren und zu konstruieren, der die Vorgaben hinsichtlich gleichbleibender Leistungsfähigkeit, nicht größer werdendem Bauraum und Einhaltung des Kostenziels erfüllt.
Die Auswahl des Konzeptes für den elektrischen Hubmechanismus fußt auf der Analyse der zuvor ausgearbeiteten Varianten. Im Anschluss erfolgten die Detailkonstruktion inklusive Auslegung des Antriebs sowie die Kalkulation der Baugruppe. Den Abschluss bildet ein Gesamtkostenvergleich der pneumatischen und elektrischen Ausführung mit dem Ergebnis, dass die Rentabilitätsschwelle erst nach einer Betriebsdauer von ca. 4,5 Jahren erreicht wird.
Das Resultat ist eine abgeschlossene Konstruktion, die eine um 20 % höhere Leistungsfähigkeit hinsichtlich der Hubzeit aufweist und den Bauraum nicht relevant vergrößert. Einzig die kalkulierten Kosten überschreiten den Zielpreis um 10%.
Mit der Umsetzung eines Prototypen erfolgt eine Evaluierung der Konstruktion und in weiterer Folge eine Überprüfung des elektrischen Hubmechanismus im Dauertest. Die Erweiterung des Produktportfolios um den elektrischen Stopper bietet die Möglichkeit entweder Teilbereiche einer Anlage oder komplette Systeme gänzlich ohne Pneumatik zu realisieren.
Die zunehmende Digitalisierung in Produktionsbetrieben konfrontiert viele Unternehmen mit neuen Herausforderungen. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, investieren viele dieser Unternehmen in die Automatisierung von bewährten Produktionsprozessen. Einerseits haben diese zukunftsweisenden Investitionen viel Potential, andererseits bestehen jedoch auch bedeutende Risiken. Eine gesamtheitliche Betrachtung im Zuge der Entwicklung von automatisierten Systemen stellt sicher, dass die Potentiale bestmöglich ausgeschöpft und die Risiken reduziert werden.
Ziel dieser Masterarbeit war es, die optimale Automatisierungslösung für einen bewährten, manuellen Kommissionier- und Palettierprozess von feuerfesten Erzeugnissen, bei der Firma RHI Magnesita in Trieben, zu erarbeiten. Aufgrund der hohen Komplexität dieses Prozesses existierten mehrere Lösungsmöglichkeiten für dessen Automatisierung.
Zu Beginn der Arbeit wurden die besten verfügbaren Handhabungstechnologien für die Automatisierung des Prozesses aus der Theorie heraus erarbeitet und bewertet. Basierend auf dieser Bewertung wurde in weiterer Folge ein Anforderungsprofil für den betrachteten Prozess erstellt. Auf Basis dieses Anforderungsprofils wurden anschließend drei praktikable Anlagenkonfigurationen abgeleitet. Diese Anlagenkonfigurationen brachten sowohl bedeutende Chancen, als auch neue Aufgabenstellungen, in unterschiedlichen Ausprägungen für das Unternehmen, mit sich.
Das Ergebnis der darauffolgenden Conjoint - Analyse war die Identifikation jener Anlagenkonfiguration, die den zehn für das Unternehmen bedeutendsten Kriterien am besten entspricht. Für diese Anwendung, welche den größten Gesamtnutzen für das Unternehmen aufweist, wurde eine Funktionsbeschreibung erstellt. Ergänzend dazu wurde ein Leitfaden, welcher die weiteren Schritte in der Umsetzung dieser Lösung beschreibt, verfasst.
Das Kerngebiet der Firma Fb Industry Automation liegt in der Intralogistik. Im Niedriglastbereich verbaut Fb Industry Automation automatische Kleinteilelager in kompakter Form. In diesem Bereich wurde ein Shuttlefahrzeug mit maximaler Zuladung von 120 kg entwickelt. Im Anschluss war dieser Prototyp Teil einer Vorstudie, wobei die Schwachstellen des Prototyps analysiert wurden. Auf Grund dieser Vorstudie sollte das Shuttlefahrzeug neu- bzw. weiterentwickelt werden. Ziel dieser Masterarbeit ist es, das Shuttlefahrzeug dahingehend neu zu konzipieren, dass die Anforderungen des Marktes nach Lagerdichte, Durchsatz und Verfügbarkeit stärker berücksichtigt werden und somit das neue Shuttlefahrzeug wettbewerbsfähig ist. Der Durchsatz wird per Neuauslegung des gesamten Antriebsstranges gesteigert. Hierzu werden in der vorliegenden Masterarbeit Nutzwertanalysen hinsichtlich des Shuttletyps sowie des Lastaufnahmemittels vorgenommen. Zudem wird die Zykluszeit des neuen Shuttlesystems berechnet, worauf die neuen Antriebe ausgelegt werden. Mittels einer Neuanordnung der Antriebe sowie der Neuauswahl bestimmter Shuttlekomponenten verringert sich die Shuttlegröße, was zugleich die Lagerdichte erhöht. Die Verfügbarkeit wird über das bessere Handling des Shuttlefahrzeuges gewährleistet. Die verbauten Komponenten werden abschließend in der Arbeit festgehalten; ferner erfolgt ein Ausblick auf künftige Optionen für mögliche Weiterentwicklungen.
Diese Arbeit befasst sich mit der Implementierung von fahrerlosen Transportsystemen in ein bestehendes Logistiksystem. Das System besteht aus traditionellen Regallagern, einem automatischen Kleinteilelager, Anlieferregalen und einer manuellen Intralogistik. Es wurde der Stand der Technik, sowie aktuelle Problemstellungen bezogen auf die Rahmenbedingungen, betrachtet. In Anlehnung an diese Recherche wurde ein Konzept erstellt. Dieses umfasst Standard-Anwendungen im Innenbereich für Kleinladungsträger und Paletten bis Sonderlösungen für den Außenbereich, sowie die notwendigen Änderungen an der Infrastruktur. Basis dafür ist eine umfassende Materialflussanalyse und die zugrunde liegende Primärdatenerhebung. Bezogen auf gegebene Restriktionen wurden unterschiedliche Ansätze des Konzepts so vergleichbar wie möglich bewertet und schlussendlich wurde eine qualifizierte Empfehlung gegeben.
