Willibald A. Günthner Knihy

Fachtagung Schüttgutfördertechnik 2016 Neue Erkenntnisse aus Wissenschaft und Praxis am 12. und 13. Oktober 2016 in Garching, Technische Universität München

In diesem Jahr kann die Wissenschaftliche Gesellschaft für Technische Logistik e. V. (WGTL) ein kleines Jubiläum feiern. Als Plattform für den wissenschaftlichen Dialog und Austausch zwischen den Instituten, Wirtschaftsvertretern und Jungwissenschaftlern, findet das Fachkolloquium zum 10. Mal statt. Die Veranstaltung hat sich fest im Jahr etabliert und zeichnet sich durch anwendungsnahe Vorträge und Präsentationen aus, mit dem Ziel die intralogistischen Anwendungen der Zukunft vorzuzeigen. Dieses Anliegen wird seit Gründung der WGTL im Februar 2004 entschlossen verfolgt. Der Zusammenschluss von Experten aus unterschiedlichen Fachgebieten der Planung, Simulation, Steuerung und Konstruktion von Elementen und Systemen, der Förder-, Lager- und Sortiertechnik, war damals nur folgerichtig um den komplexen Anforderungen der Technischen Logistik gerecht werden zu können. Hoch spezialisiertes Wissen wird auch in den nächsten zehn Jahren darüber bestimmen, in wie weit die Logistik die zunehmende Globalisierung mitgestalten kann. Auch weiterhin muss der ständige Wissenstransfer zwischen den Instituten und der Wirtschaft stattfinden. In diesem Jahr konnte sich die WGTL bereits auf der „Weltmesse der Intralogistik“, der CeMAT in Hannover präsentieren. Diese Fachkonferenz bildet deshalb ein weiteres Highlight im zehnjährigen Bestehen der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Technische Logistik. Es ist mir eine besondere Ehre die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Fachkolloquiums am Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik der Technischen Universität München in Garching begrüßen zu dürfen. Neben dem wissenschaftlichen Austausch gehört es schon zur Tradition auch Einblicke in die Lebensstil der jeweiligen Stadt darzubieten. Mit unserer Abendveranstaltung möchten wir die bayerische Wirtshauskultur und Gemütlichkeit nahebringen. In diesem Sinn wünsche ich allen Teilnehmern zwei hochspannende Vortragstage mit zukunftsweisenden Innovationen, die die entscheidenden Impulse für die Technische Logistik der Zukunft in Forschung und Praxis geben. Garching, im September 2014 Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. Willibald A. Günthner

Hochregallager werden bereits seit mehr als fünfzig Jahren zur platzsparenden Lagerung großer Gütermengen auf kleiner Grundfläche eingesetzt. Bisher wurde die Regalkonstruktion hauptsächlich aus Stahlprofilen gefertigt. Seit dem Jahr 2005 werden auch Holzwerkstoffe zum Bau von Hochregallagerkonstruktionen verwendet. Im vorliegenden Forschungsprojekt werden Vor- und Nachteile der Holzbauweise im Vergleich zur konventionellen Stahlbauweise für verschiedene Einsatzszenarien aufgezeigt, untersucht und bewertet. Zudem werden neue Konstruktionsmöglichkeiten erarbeitet, mit welchen die Regalhöhe gesteigert und der Materialbedarf gesenkt werden kann. Ziel ist es Informationen für potenzielle Hersteller und Betreiber von Hochregalen aus Holz zu generieren und dadurch bestehende Hürden zu nehmen, welche einer größeren industriellen Verbreitung im Wege stehen. Zu diesem Zweck werden zunächst bestehende Holz-Hochregale näher betrachtet sowie Hersteller und Betreiber zu ihren Erfahrungen befragt. Auf diese Weise wird der aktuelle Wissensstand aufgenommen. Anschließend werden die Regalwerkstoffe Holz und Stahl sowie deren Eigenschaften unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen untersucht. Dadurch soll ermittelt werden, für welche Lagergüter sowie Umgebungen die beiden Werkstoffe optimal eingesetzt werden können. Nachfolgend werden neue modulare Holz-Hochregal-Konstruktionen konzipiert und in einem Konstruktionskatalog zusammengefasst. Anhand eines Bewertungsschemas werden die verschiedenen Bauteilaufbauten ganzheitlich im Hinblick auf Vor- und Nachteile für den Einsatz in der Regalstruktur beurteilt. Im Anschluss werden Methoden der Modellierung und Berechnung vorgestellt. Eine anhand der Beurteilung selektierte Konstruktionsweise wird für den Vergleich mit bestehenden Stahl- und Holzbauweisen bemessen und diesen anschließend gegenübergestellt. Dabei soll die ökologische und ökonomische Nachhaltigkeit der drei Bauweisen verglichen und so die Stärken und Schwächen dieser in den genannten Aspekten sichtbar gemacht werden. Im Zuge der durchgeführten Recherchen konnte gezeigt werden, dass automatisch bediente Hochregale in Silobauweise in Industrie und Handel derzeit am weitesten verbreitet sind. Aus diesem Grund wurden die weiteren Arbeiten auf diese Bauform konzentriert. Bezüglich der möglichen Einsatzszenarien wurde ermittelt, dass Hochregale aus Holz besonders für aggressive Lageratmosphären geeignet sind. Bei den Konstruktionskonzepten wurden neben dem bisher üblichen Brettschichtholz auch erstmals Brettsperrholzbauteile eingesetzt. Dieser flächige Holzwerkstoff erleichtert die Einführung von Steherstößen, durch welche die Transportlänge der Steher massiv gesenkt werden und die maximale Regalhöhe gesteigert werden kann. Während der Berechnung der ausgewählten Konzepte wurden verschiedene Verbindungsmittel und Bauteilformen variiert, um die strengen Verformungsvorgaben erfüllen zu können. Anschließend wurde durch Ökobilanzierungen die bessere ökologische Nachhaltigkeit der Holzbauweisen bewiesen. Betreffend der ökonomischen Nachhaltigkeit liegt die Stahlbauweise unter normaler Lageratmosphäre vorne. Bei aggressiven Lagerbedingungen sind hingegen die Holzbauweisen wirtschaftlicher.

Ziel des im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) geförderten Forschungsvorhabens H2IntraDrive war die Erforschung des Ressourcenaufwandes von wasserstoffbetriebenen Gabelstaplern und Routenzugschleppern an einem innovativen Produktionsstandort sowie deren reale Betriebsbedingungen. Ferner sollte nachgewiesen werden, inwiefern der Einsatz von wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugen hinsichtlich energetischer Effizienz, Zuverlässigkeit, Lebensdauer sowie der ökologischen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeit sinnvoll ist. Für die Erprobung der Flurförderzeuge wurde der BMW i Karosseriebau im BMW Group Werk Leipzig gewählt. Dort wurde von der BMW Group die erste deutsche Wasserstoffinfrastruktur mit Indoor-Betankung in einer Produktionshalle aufgebaut und behördlich genehmigt. Parallel dazu wurden von Linde Material Handling sechs Routenzugschlepper und fünf Gabelstapler mit Batterieantrieb für den Einsatz mit Brennstoffzellensystemen umgerüstet. Daraus resultierende Erkenntnisse aus Sicht des Anwenders wurden vom Lehrstuhl fml in einem Leitfaden für den Einsatz von wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugen festgehalten und veröffentlicht. Mit Hilfe von Messreihen, daraus abgeleiteten Kennzahlen und wissenschaftlichen Untersuchungen wurden u. a. in einem Technologievergleich Störmeldungen, Energiebedarfe, Betankungsmengen, Reichweiten, Wirkungsgrade, Lebensdauern und manuelle Handhabungsprozesse bewertet. Die Ergebnisse wurden dabei den Daten der konventionellen batteriebetriebenen Flurförderzeuge gegenübergestellt. Im Rahmen einer Ökobilanz wurde die ökologische Nachhaltigkeit der Flurförderzeuge bewertet. Das Treibhauspotenzial über den gesamten Lebenszyklus von wasserstoffbetriebenen Schleppern und Gabelstaplern wurde dem von batteriebetriebenen gegenübergestellt. Dabei wurden zum einen konventionelle Energiepfade durch die Verwendung von Strom aus dem deutschen Strommix und Wasserstoff aus Dampfreformierung von Erdgas bewertet. Zum anderen wurde die Auswirkung der Verwendung von grünen Energiepfaden durch den Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien und grün zertifiziertem Wasserstoff aus Elektrolyse von Wasser untersucht. Für die Bewertung der wirtschaftlichen Nachhaltigkeit wurden Kostentreiber und einflussfaktoren identifiziert und kategorisiert. Darauf aufbauend wurde ein Life-Cycle-Costing-Modell entwickelt und mit Hilfe der Kapitalwertmethode die Kosten der Flurförderzeuge über deren Lebenszyklus bestimmt. Hierfür wurde jeweils ein Basisszenario mit 50 Schleppern bzw. Gabelstaplern definiert und mit realen Kosten von Herstellern bewertet. Abschließend wurde der Einfluss verschiedenster Kostentreiber durch Sensitivitäten analysiert. Dadurch konnten wesentliche Kosteneinflussfaktoren identifiziert werden. Abschließend wurden im Rahmen eines Benchmarks die Flurförderzeuganwendung H2IntraDrive und Anwendungen in den USA untersucht. Infolgedessen konnten wesentliche Unterschiede zwischen den Rahmenbedingungen für den Einsatz von wasserstoffbetriebenen Flurförderzeugen in Deutschland und den USA identifiziert werden.

Ziel des Forschungsprojekts war die Erprobung des Einsatzes von Gamification zur Motivations- und Leistungssteigerung in der manuellen Mann-zu-Ware Kommissionierung. Hierzu sollte ein Demonstrator entwickelt und erprobt werden. Zudem sollte ein Konzept entwickelt werden, mit dem Gamification für den Kontext der Intralogistik nutzbar gemacht wurde. Gamification ist eine Interventionsmöglichkeit die dem Marketing entstammt und in erster Linie zur Motivationssteigerung und Kundenbindung eingesetzt wird. Es bezeichnet die Integration von Spielelementen in den nicht-spielerischen Kontext. Im Forschungsprojekt wurde zunächst ein Vorgehen entwickelt, um Gamification Anwendungen für manuelle Handhabungsprozesse zu entwickeln. In diesem Vorgehen stand besonders die Analyse der Ausgangssituation – also dem zu gamifizierenden Prozess - im Mittelpunkt. Spielelemente sollen in der Weise in den Prozess eingebracht werden, dass die Ausführung des Prozesses nicht durch die integrierten Spielelemente verändert wurde. Zudem wurde die Perspektive der Zielgruppe in einer Interviewstudie erhoben. Kommerzielle Spiele wurden Untersucht, um eine Liste von Spielmechanismen und –elementen zu erarbeiten, die später potenziell zum Einsatz kommen können. Auf Basis dessen wurde ein Demonstrator entwickelt und in einem Lager in der Versuchshalle des Lehrstuhls für Fördertechnik Materialfluss Logistik realisiert. In einer Probandenstudie wurde der Demonstrator untersucht. In der Laborerhebung mit Experimental- und Kontrollgruppe wurde die Leistung und die Motivation der beteiligten Probanden über Kennzahlen und Fragebögen ermittelt. Die Ergebnisse wurden statistisch ausgewertet. Es konnten signifikante Verbesserungen in allen Bereichen der Motivation und Leistung der Testpersonen gefunden werden. Gamification stellt demnach eine erfolgsversprechende Intervention zur Steigerung von Leistung und Motivation in der manuellen Kommissionierung sowie weiteren Bereichen der Intralogistik dar. Das Buch beschreibt das Vorgehen und die Ergebnisse des beschriebenen Forschungsvorhabens.

Aufgrund der vielen Vorteile der automatischen Identifikation durch UHF-RFID in logistischen Prozessen schreitet der Einsatz dieser Technologie immer weiter vo-ran. Die hierfür aufgebauten UHF-RFID-Installationen müssen eine zuverlässige Er-fassung der Transponder gewährleisten. Dies gilt es beim Aufbau oder Umbau der-artiger Installationen nachzuweisen. Aktuelle Verfahren, die dazu eingesetzt wer-den, sind mit hohem Aufwand verbunden. Für eine schnelle und aufwandsarme Beurteilung der zuverlässigen Erfassung von Transpondern durch einen RFID-Aufbau wäre ein Abbild zur Verteilung der Feldstärke im elektromagnetischen Lese-feld von großem Nutzen. Daher ist das Ziel des Forschungsvorhabens eine Metho-de zur einfachen, mobilen und aufwandsarmen Erfassung und Visualisierung von UHF-RFID-Lesefeldern zu entwickeln. Die Methode basiert auf dem Lösungsansatz, schnell an vielen Punkten im Raum die Feldstärke zu messen. Ermittelte Messdaten werden anschließend zur Lese-feldanalyse für den Anwender dreidimensional visualisiert. Dazu wird ein Software-konzept mit grafischer Bedienoberfläche für eine einfache Steuerung entwickelt. Die schnelle Erfassung vieler Feldstärkewerte an verschiedenen Punkten im Raum wird durch die Kombination eines Trackingsystems mit geeigneter Hochfrequenz-messtechnik ermöglicht. Das Trackingsystem erfasst dazu parallel zur Messung der Feldstärke die Position der Messsensorik. Diese Systeme werden in zwei Varianten konzipiert, eine State-of-the-Art-Variante aus hochwertigen Komponenten aus dem Stand der Technik und eine Low-Cost-Variante aus kostengünstigen Bestandteilen. Durch die Evaluation der Konzepte, welche demonstratorisch umgesetzt werden, findet ein Vergleich der beiden Varianten statt. Dabei stellt sich heraus, dass selbst mit kostengünstiger Messtechnik ein System erzeugt werden kann, das eine schnel-le Messung und Visualisierung von UHF-RFID-Lesefeldern ermöglicht. Die dazu er-zeugte Visualisierung der Messergebnisse lässt eine schnelle Bewertung des Lese-feldes einer UHF-RFID-Installation zu.