Unternehmen stehen aufgrund der zunehmenden Verknappung natürlicher Ressourcen, dem Klimawandel und dem politischen sowie gesellschaftlichen Druck mehr und mehr vor der Herausforderung, sich mit dem eigenen Energieverbrauch auseinanderzusetzen. Auch aus Kostensicht lohnt sich eine nähere Betrachtung des Themas. So ergab eine aktuelle Befragung von 203 Unternehmen verschiedener Branchen einen durchschnittlichen Anteil der Energiekosten an den Gesamtkosten der Befragten von 8,3 Prozent. Ein häufig unterschätzter Verbrauchsbereich ist die Logistik. Branchenübergreifende Schätzungen kamen zu dem Ergebnis, dass die Intralogistik rund 25 Prozent der Energiekosten der gesamten Logistikkette verantwortet. Folgerichtig muss sich das allgemeine ökonomische Ziel der Effizienz für die Logistik dahingehend ändern, dass minimale Kosten bei maximaler Leistung und zusätzlich minimalem Umwelteinfluss anzustreben sind.

Behälter initiieren Wiederbeschaffung
Durch Integration mikroelektronischer Systeme und die Realisierung komplementärer Innovationen können die Komponenten eines Logistiksystems befähigt werden, Änderungen der Umgebung wahrzunehmen, auf diese zu reagieren und miteinander zu kommunizieren. So können Behälter den Wiederbeschaffungsprozess autonom anstoßen, sobald ein kritischer Füllgrad unterschritten wird. Durch horizontale Integration von Routenzug und Behälter weiß das Transportsystem sofort, an welcher Stelle im Fertigungssystem Teilebedarf besteht. Der Routenzug wiederum kann aufgrund seiner dezentralen Intelligenz unter Nutzung geeigneter Algorithmik die ressourcenoptimale Tour dynamisch bestimmen und die Fahrzeugsteuerung dementsprechend anweisen. Im Bedarfsfall kann der Prozessverantwortliche über ein betriebliches Informationssystem regelnd eingreifen, da Routenzug und IT-System vertikal integriert sind. Prinzipien des durchgängigen Engineerings ermöglichen es dem Mitarbeiter darüber hinaus, einen Vergleich verschiedener Tourenvarianten durch Anwendung von betriebsparallelen Simulationen durchzuführen.

Diverse Einsparpotenziale
Die Einsparpotenziale durch eine Routenzugsteuerung nach Industrie-4.0-Prinzipien sind vielfältig. Durch die direkte und schnittstellenfreie Kommunikation können die Routenzugtouren hinsichtlich Fahrtstrecke, Fahrplan und Zugbeladung optimiert werden. Da die Daten in Echtzeit bereitstehen, ist eine dynamische Tourenplanung realisierbar. Dies führt letztlich zu einer erhöhten Auslastung der einzelnen Fahrten und ermöglicht eine Reduzierung der notwendigen Transportmittel. Die erhöhte Transparenz über den Systemzustand erlaubt weiterhin Materialbestellungen, die sich am tatsächlichen Verbrauch orientieren. Dies verhindert eine Aufschaukelung der Materialbestände, was letztlich den Bedarf an fertigungsnahen Pufferflächen in Form von Logistiksupermärkten reduziert. Supermärkte erfüllen neben der Pufferung häufig auch Handhabungsfunktionen, etwa das Entpacken, Etikettieren oder Sequenzieren. Diese werden zumeist manuell realisiert, weshalb die Flächen umfangreich beleuchtet und beheizt werden müssen. Die heutige Lagertechnik ermöglicht eine Verlagerung dieser Funktionen in das Zentrallager, welches den Supermärkten vorgeschaltet ist. Somit können die fertigungsnahen Pufferflächen auch unter diesem Aspekt entfallen. Eine Bedarfsverarbeitung in Echtzeit führt also zu einer deutlichen Reduzierung des Energiebedarfs zum Betrieb der Systeminfrastruktur.

Weitere Effizienzgewinne
Neben den beschriebenen Maßnahmen zur energieoptimalen Planung und Gestaltung von Routenzugsystemen ermöglichen Ortungs- und Sensortechnologien im Kontext von Industrie 4.0 Automatisierungslösungen, die einen autonomen, hallenübergreifenden Transport durch Routenzüge ermöglicht; hier liegt ein weiterer Forschungsschwerpunkt des Verbundes aus THI und FAPS.

Mario Serno, Prof. Jörg Franke, Prof. Peter Schuderer/pb