IPL-Magazin 06 | Januar 2009  | Autor: Tobias Kaiser (IPL) & Markus Ehmann (IPL)



Wenn man mit Unternehmensvertretern über das Thema Kommissionieren spricht, fallen als Erstes immer die Schlagworte „Pick-by-Light“, „Pickliste“, „Pick-by-Voice“, etc. und welches System man am besten einsetzen sollte? Als Entscheidungsgrundlage wird dann meistens die Pickleistung pro Stunde und eine damit verbundene Produktivitätssteigerung angeführt.

Die oben aufgeführten Schlagworte charakterisieren in Wirklichkeit keine vollständigen Kommissioniersysteme, sondern sind Kommissionierverfahren, die ein Teilsystem darstellen. Die Einführung von neuen Kommissionierverfahren führt auch nicht direkt zu einer Steigerung der Kommissionierleistung. Vielmehr bedingt das Kommissionierverfahren eine Anpassung des gesamten Kommissioniersystems.

So führt zum Beispiel die Einführung von Pick-by-Light zur Einteilung des Artikelspektrums in Lagerzonen, wodurch sich die Wegzeit des Kommissionierers reduziert.

Die Angabe der Pickleistung bei den Kommissionierverfahren kann deshalb nur als Anhaltswert dienen, da die spezifischen Randbedingungen und Gestaltungsmöglichkeiten des gesamten Kommissioniersystems in den einzelnen Unternehmen nicht bekannt sind.

Deshalb widmet sich dieser Artikel im ersten Teil dem Thema Kommissioniersysteme und gibt einen kurzen Überblick über die Gestaltungsmöglichkeiten und einer methodischen Vorgehensweise zur Auswahl von Kommissioniersystemen.

Der zweite Teil des Artikels beschäftigt sich mit den zukünftigen Trends bei den Kommissionierverfahren und möglichen Einsatzgebieten.

 

1.  Kommissioniersysteme

Nach der VDI-Richtlinie 3590 [1] besteht ein Kommissioniersystem immer aus den Ebenen

•  Organisation
•  Materialfluss
•  Informationsfluss.

Den genaueren Aufbau der drei Ebenen kann man den Entscheidungsbäumen am Ende des Artikels entnehmen.

 
Dabei werden die Systemgrenzen von Kommissioniersystemen wie folgt festgelegt:


 

Abb1. Systemgrenze [2]


Der beschriebene Aufbau von Kommissioniersystemen wurde schon in den 60er und 70er Jahren des letzten Jahrhunderts wissenschaftlich erforscht und hat sich seitdem nicht mehr entscheidend verändert. Aufgrund der rasanten Weiterentwicklung der technischen und informationstechnologischen Möglichkeiten in den letzten Jahren, haben sich jedoch die Gestaltungsmöglichkeiten von Kommissioniersystemen stark verändert.

Durch die Kombination aller Teilkomponenten lassen sich etwa 75 Milliarden unterschiedliche Kommissioniersysteme konfigurieren. Dabei sind bis zu 56 Einflussgrößen und Restriktionen gleichzeitig zu berücksichtigen. Aufgrund der hohen Komplexität ist die Planung von Kommissioniersystemen auch heute noch sehr zeit- und kostenintensiv. In den letzten Jahren wurden einige Hilfswerkzeuge entwickelt, die den Planungsprozess vereinfachen sollen. Doch alle Werkzeuge sind nur unter bestimmten Randbedingungen einsetzbar oder arbeiten auf Grundlage von empirischen Erhebungen.

Um deshalb nicht schon von vornherein bestimmte Gestaltungsmöglichkeiten von Kommissioniersystemen auszuschließen, sollte man sich gut überlegen, in wieweit der Einsatz von Hilfswerkzeugen sinnvoll ist.

Durch die vielen Freiheitsgrade bei der Gestaltung von Kommissioniersystemen wird es kein System geben, das zu hundert Prozent die geforderten Anforderungen erfüllt.
Deshalb werden in der Grobplanungsphase alternative Varianten von Kommissioniersystemen entwickelt. Die Entwicklung der Varianten erfolgt nach folgender methodischer Vorgehensweise:


 
Anforderungen und Randbedingungen festlegen

Die Anforderungen an ein Kommissioniersystem können sowohl qualitativ, als auch quantitativ sein. Qualitative Anforderungen sind zum Beispiel, Erweiterbarkeit, Universalität, Modularität, Arbeitsplatzgestaltung etc. Bei den quantitativen Anforderungen spielt sicher die Produktivität eine entscheidende Rolle, aber auch Themen wie Kosten oder Qualität. Die Festlegung der Randbedingungen erfolgt nach unternehmensspezifischen oder räumlichen Restriktionen.

 

Artikelstrukturanalyse

Für die Dimensionierung von Kommissioniersystemen ist eine Analyse der Artikelstruktur notwendig. Dabei werden neben dem Artikelspektrum auch die notwendigen Bestände festgelegt. Für die Analyse werden sowohl die Artikelstammdaten, als auch die Bewegungsdaten (Zugänge, Entnahmen) benötigt. Zusätzlich werden die physikalischen Abmessungen und Eigenschaften der einzelnen Artikel ermittelt.

Besonders die physikalischen Größen der Artikel haben einen Einfluss auf die Gestaltung der Aufbauorganisation von Kommissioniersystemen. Zum Beispiel müssen Gefahrenstoffe in einem separierten Lagerbereich aufbewahrt werden. Dadurch ergibt sich automatisch eine mehrzonige Aufbauorganisation.

 

Entwicklung alternativer Varianten

Neben der Artikelstruktur muss für die Entwicklung der alternativen Varianten von Kommissioniersystemen auch die Auftragsstruktur berücksichtigt werden.
Anhand der ermittelten Daten können nun alternative Varianten für ein Kommissioniersystem ausgewählt werden. Eine Hilfestellung für die Auswahl bieten die Entscheidungsbäume aus der VDI-Richtlinie [1]. Jedes Teilsystem bestimmt mögliche technische Ausprägungen. So wird es z. B. mit einer Pickliste nicht möglich sein, den Informationsfluss in Real Time zu gewährleisten. Unter Berücksichtigung der festgelegten Anforderungen und Randbedingungen werden somit 2-3 mögliche Varianten von Kommissioniersystemen entwickelt. Aufgrund der hohen Komplexität ist die Entwicklung der alternativen Kommissioniersysteme in der Grobplanungsphase der Zeitintensivste.

 

Auswahl

Die Auswahl des Kommissioniersystems erfolgt immer auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Dabei ist es wichtig neben den Betriebskosten auch die benötigten Investitionen zu berücksichtigen.

Eine Bewertung der qualitativen Anforderungen an das Kommissioniersystem erfolgt durch eine Nutzwertanalyse.

Unter Zuhilfenahme der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und der Nutzwertanalyse kann aus den 2-3 Varianten die optimalste Lösung ermittelt werden.
 

2. Die Zukunft der Kommissionierverfahren

 

Pick by Vision – Augmented Reality in der Kommissionierung

Ein neuer Ansatz bietet sich in der Verwendung von Augmented Reality (AR).  Dabei wird der normale Sichtbereich des Benutzers um hilfreiche, virtuell generierte, Informationen erweitert. Im Gegensatz zur Virtual Reality (VR), bei der der Betrachter visuell komplett von der Realität abgetrennt wird und sich nur noch in der virtuellen Umgebung bewegt, können so unterstützende Daten, Grafiken und Modelle für real stattfindende Prozesse bereitgestellt werden. [5]  

Diese Technologie wird bereits erfolgreich in der Luftfahrtindustrie für Montage- und Reparaturprozesse eingesetzt und auch die Automobilindustrie testet Pilotprojekte. Das IPL arbeitet derzeit an einer Umsetzung dieser Möglichkeiten zu einem Betreibermodell für die Kommissionierung. Dabei sollen dem Kommissionier Informationen in eine Datenbrille eingeblendet werden und ihn Schritt für Schritt durch den Auftrag führen. Der Mitarbeiter wird mittels Wegführung, ähnlich einem Head-Up-Navigationssystem, direkt zum Lagerort des Artikels auf der Liste geführt und über optische Einblendungen wird ihm dort das betreffende Lagerfach mit einer Markierung und der entsprechenden Pickzahl angezeigt. Nach Bestätigung des Picks wiederholt sich der Vorgang bis zur vollständigen Abarbeitung des Auftrags. Ein wesentlicher Vorteil dieses Verfahrens wird die erhöhte Pickleistung sein.

Da der Kommissionierer den Anweisungen des Systems lediglich zu folgen braucht, fallen Basis-, Tot- und Wegzeit wesentlich kürzer aus. Weiterhin ist sowohl der Einsatz des Mitarbeiters, als auch der Datengeräte flexibel was Ort und Aufgabe anbelangt. Einmal auf das Gerät trainiert, werden alle komplexen Aufgaben, wie Leitung, Auftragsverwaltung und Koordination, vom System übernommen. Als zusätzliche Funktion können auch relevante Details zur Fehlervermeidung und Qualitätssicherung eingeblendet und überprüft werden.
 

Abb. 3: Pickleitung durch AR -  Zu sehen ist die Fachmarkierung und Pickanzahl.
Abb. 4: Navigation durch AR - Dynamische  und wegoptimierte Leitung des  Kommissionierers


Pick by Vision im Vergleich zu den herkömmlichen Modellen

 

Alle Verfahren haben mit ihren spezifischen Vor- und Nachteilen entsprechende Anwendungsbereiche, in denen ihr Einsatz rentabel ist. Wie sich der Einsatz von Pick by Vision im Vergleich mit den anderen Betreibermodellen dabei platzieren kann, zeigen die folgenden Portfolios:

Aufgrund von eingeschränktem Handling eignen sich Scannerlösungen nur bedingt für größere und schwerere Güter. Noch enger limitiert sind die Einsatzmöglichkeiten für Pick by Light, nachdem dort vor allem auf kleine Lagerplätze und schnelles Handhaben Wert gelegt wird.

Pick by Voice und Pick by Vision haben die größte Flexibilität und Einsatzbreite.
 

Abb. 5: Einsatzbereiche bezüglich des Guts

 

Unter der Annahme, dass schneller umgedrehte Güter einen kleineren Einsatzradius des Kommissionierers bedingen, steigt somit bei allen Verfahren die Pickleistung. Da Pick by Light eine hohe Konzentration des Mitarbeiters auf einen engen Raum erfordert und üblicherweise die Kommissionierzone auf einen Bahnhof beschränkt ist, zeigt sich die typisch hohe Pickleistung auch erst bei Schnelldrehern. Der Vorsprung von Pick by Vision erklärt sich durch die angestrebte Verkürzung der Pickzeit und damit einer Steigerung der Produktivität.

Abb. 6: Pickleistung in Abhängigkeit zur Umschlaghäufigkeit

 

Für alle Betreibermodelle ist eine gewisse Grundinvestition für die Anbindung an Lagerverwaltungssysteme, Installation und Schulung der Mitarbeiter notwendig. Den hohen Anschaffungskosten von Pick by Light steht, bei entsprechender Anwendungsmöglichkeit, die hohe Produktivität bei guter Auslastung gegenüber. Preisvorteile für Pick by Vision ergeben sich unter anderem durch die  aufwandsarme Bedienung des Systems (was z.B. Schulungskosten senkt), eine technologisch kostengünstigere Lösung im Vergleich zu Pick by Voice und die höhere Pickleistung.
 


Abb. 7: Kosten in Relation zur Pickmenge

 

Aufbau von Kommissioniersystemen

 

Abb. 8: Organisation von Kommissioniersystemen – VDI-Richtline 3590 [1]
 

Abb. 9: Ebenen des Materialflusses von Kommissioniersystemen – VDI-Richtline 3590 [1]
 

Abb. 10: Ebenen des Informationsflusses von Kommissioniersystemen – VDI-Richtlinie 3590 [1]

 



Quellen:

[1] N. N. (1994), VDI-Richtlinie 3590 (Blatt 1), Beuth, Berlin,  1994

[2] Töpper H.-H. (1995), Entwicklung eines Verfahrens zur Auswahl und technischen Gestaltung von Kommissioniersystemen Diss., Universität Dortmund, Dortmund 1996

[3] Jünemann R. (1989), Materialfluß und Logistik, Springer, Berlin 1989

[5] Milgram, P.; Colquhon, H. (1999): A taxonomy of real and virtual world display integration, in: Ohta, Y.; Tamura H.: Mixed Reality: Merging real and virtual worlds, Springer, Berlin, 1999