Retrofit in der Intralogistik – worauf es ankommt

Zu den Hauptbeweggründen für die Modernisierung von Bestandsanlagen gehört die Abkündigung von Soft- oder Hardwarekomponenten aus der bestehenden Anlage (68 Prozent). Eine Logistikanlage deren Anlagensteuerung nicht mehr gewartet oder mit Ersatzteilen versorgt werden kann, steht im Extremfall still. Einer solchen wirtschaftlichen Katastrophe wollen viele Unternehmen schon frühzeitig entgegenwirken und geben als weiteren Grund für einen Retrofit schon die fehlende Weiterentwicklung von Softwarelösungen wie dem Lagerverwaltungssystem an (37 Prozent). Immer häufiger wird daher gezielt das Lagerverwaltungssystem erneuert, um Prozesse langfristig abzusichern und die digitale Transformation voranzutreiben.

Auch ein gehäuftes Auftreten von Ausfällen (48 Prozent) belasten die Produktivität der Anlage. Veraltete Sicherheitstechnik spielt aufgrund von gesetzlichen Vorgaben und im Hinblick auf die Sicherheit der eigenen Mitarbeiter (37 Prozent) ebenfalls eine wichtige Rolle. Geänderte Anforderungen an die eigenen Prozesse und Anlagen (34 Prozent), mangelnde Kompatibilität zu anderen Systemen (23 Prozent), mangelnder Support (18 Prozent) sowie ergonomische Anforderungen (10 Prozent) sind weitere Gründe für die Entscheidung zum Retrofit. Hinzu kommt die Notwendigkeit, die Materialflusssteuerung zu optimieren, um bestehende Systeme effizienter miteinander zu vernetzen und Engpässe in der Intralogistik zu vermeiden.

Die Steuertechnik ist das Rückgrat vieler industrieller Anlagen, da sie die automatisierten Prozesse überwacht, steuert und koordiniert. Dazu gehören die Steuerungen einzelner Anlagenkomponenten, wie die des Regalbediengerätes ebenso wie die übergeordneten Steuerungseinheiten. Eine Modernisierung in diesem Bereich wurde von 41 Prozent der Studienteilnehmer durchgeführt und hängt neben dem Austausch veralteter Komponenten oft mit gestiegenen Anforderungen zusammen. Ein Retrofit beinhaltet häufig den Austausch von Wegmesssystemen, Datenübertragung und Sicherheitstechnik - bis hin zur Integration von Industrie 4.0-Technologien, wie zum Beispiel IoT (Internet of Things).

Auch die Integration oder Erneuerung von automatisierten Lager- und Kommissioniersystemen wie Regalbediengeräten, Retrofit Fördertechnik oder Pick-by-Light-Systemen kann Teil eines Retrofits in der Intralogistik sein. Materialermüdung bei beweglichen oder stark beanspruchten Teilen (z.B. bei dem Mast eines Regalbediengerätes) kann einen Austausch erforderlich machen. Anpassungen im Bereich der Mechanik können aber auch die Einführung von Robotik, fahrerlosen Transportsystemen (AGVs) und anderen automatisierten Lösungen enthalten. Bei 31 Prozent der Befragten umfasste ein Retrofit Änderungen in diesem Bereich.

In Bereich Leittechnik erneuerten 29 Prozent der Befragten das Warehouse Management System (WMS), um die Steuerung und Überwachung aller Lager- und Materialflussaktivitäten zu optimieren. Auch können Bestandsanlagen durch die Erneuerung von Materialflussteuerungs- und Visualisierungssysteme optimiert werden, die eine benutzerfreundliche Bedienung und Überwachung der Anlagen ermöglichen. Bei diesen Optimierungen spielen Schnittstellen zu anderen IT-Systemen im Unternehmen, wie z.B. ERP-, MES- oder Transportmanagement-Software eine entscheidende Rolle. Die Kompatibilität mit diesen Systemen kann auch ein wichtiges Argument für ein Retrofit WMS sein.

Bei den größten Bedenken kristallisieren sich in der Studie drei Hauptpunkte heraus. Besonders eine mögliche Störung des operativen Geschäfts bereitet einem Großteil der Befragten (82 Prozent) Sorgen. Wenn die Anlage im laufenden Betrieb abgeschaltet werden muss, um die Modernisierungsmaßnahmen durchzuführen, sind Ausfallzeiten unumgänglich. Zeitgleich befürchtet jeder Zweite Befragte (48 Prozent) längere Ausfallzeiten durch die Umsetzung des Projekts. Für Anwender und Anbieter macht es also Sinn, die Umstellung in einem betriebsfreien Zeitfenster durchzuführen, um dieses Risiko zu minimieren.

Dafür eigenen sich die komplette Umstellung innerhalb eines kurzen Zeitraums (z.B. verlängertes Wochenende), auch „Big Bang“ genannt oder während vorher definierter Stillstandzeiten wie z.B. Betriebsferien oder die Zerlegung der Umstellung in mehrere Teilprojekte.

In diesem Zuge spielen die Kalkulierbarkeit des Projekts und der Kosten (29 Prozent) sowie die Einhaltung des gesetzten Terminplans (33 Prozent) für alle Befragten ebenfalls eine wichtige Rolle.

Wichtig zu wissen: Bei einem Drittel der Befragten, die bereits eine Nachrüstung durchgeführt haben, haben sich die Befürchtungen im Nachhinein nicht bewahrheitet. Das heißt aber im Umkehrschluss, dass bei zwei Dritteln die eine oder andere Befürchtung eingetreten ist.

Die Vorbehalte sind also berechtigt und erfordern eine sorgfältige Planung im Vorfeld und die Auswahl des richtigen Dienstleisters für die Umsetzung. Doch welche Faktoren sind dabei entscheidend? Und wie können Fallstricke vermieden werden?

An folgenden drei Faktoren lässt sich gut erkennen, ob ein Dienstleister gut zum anstehenden Projekt passt:

• Zu Beginn erfolgt gemeinsam eine intensive Bestandsaufnahme, um den Modernisierungsbedarf zu ermitteln.
• Die Kernkompetenzen des Partners liegen in den Bereichen IT, Software und Steuerungstechnik, da dies meist die zu modernisierenden Teile der Anlagen sind.
• Die vorhandenen Referenzen passen zur eigenen Aufgabenstellung.

Die Auswahl eines passenden Anbieters ist meist herausfordernder als bei einem Neuprojekt. Da die meisten Modernisierungsprojekte in der Intralogistik ihren Schwerpunkt in der Steuerungs- und Leittechnik der Anlagen haben, liegt es auf der Hand, dass die Anbieter in diesem Fachgebiet eigene Expertise haben sollten.

Die Aufwandsabschätzung (als Basis für ein Angebot) bedarf eines hohen Zeit- und Kommunikationsaufwands auf beiden Seiten, da nicht nur die Anlage an sich, sondern auch die vielen Schnittstellen einer Intralogistik-Anlage in Betracht gezogen werden. Erfahrungsgemäß wollen Kunden diesen Prozess nicht mit vielen Anbietern durchlaufen. Ein wichtiger Faktor bei der Wahl des Anbieters sind daher seine Referenzen. Vor-Ort-Besuche von vergleichbaren Anlagen und der Erfahrungsaustausch mit den jeweiligen Betreibern helfen dabei, ein Gefühl dafür zu bekommen, ob der Anbieter für die eigene Aufgabenstellung passt.

Die Unitechnik-Studie zeigt, dass ein Großteil der befragten Unternehmen besonderen Wert auf einen störungsfrei laufenden Betrieb während der Modernisierung (65 Prozent) und eine qualitativ hochwertige Umsetzung (60 Prozent) legt. Bei den weichen Faktoren fällt auf, dass ein hoher Anspruch an das ausführende Personal gestellt wird. Die Kunden wünschen sich feste Ansprechpartner, die zur Stammbelegschaft des Anbieters gehören, ein gutes Prozessverständnis mitbringen und transparent kommunizieren.

Auf der anderen Seite wird ein günstiger Preis nur von knapp einem Viertel der Befragten (25 Prozent) als wichtige Anforderung an den Anbieter klassifiziert. Die geringe Gewichtung beim Hauptteil der Studienteilnehmer zeigt weiterhin, welche hohe wirtschaftliche Bedeutung der Erfolg der Modernisierungsmaßnahme für die Kunden hat.

Das automatisierte Lager ist in vielen Firmen die zentrale Materialflussdrehscheibe. Es ist in der Regel nicht möglich, die komplette Logistikanlage für einen längeren Zeitraum außer Betrieb zu nehmen, ohne den Betrieb des Unternehmens zu gefährden. Für ein Retrofit ist es aber zwingend erforderlich, Teile der Anlage zeitweise abzuschalten. Wie zuvor bereits erwähnt gibt es zwei Handlungsmöglichkeiten: einen „Big Bang“, oder die Zerlegung der Umstellung in mehrere Teilprojekte.

Diesen Eingriff in die laufende Anlage und der Weg von der alten zur neuen (sanierten) Anlage beschreibt das Migrationskonzept. Dieses ist von entscheidender Bedeutung für alle Parteien, die an der Maßnahme beteiligt sind. Hier sind viele Einzelschritte zu verifizieren und minutiös zu planen.

Da die tatsächliche Umstellung in einem Retrofit-Projekt möglichst schnell durchgeführt werden soll, müssen die Software und die Schnittstellen zu anderen Systemen im Voraus gründlich getestet werden. Dafür wird ein digitaler Zwilling der Anlage erstellt. Diese sogenannte Emulation verhält sich genauso wie die physische Anlage vor Ort. Die Testumgebung ermöglicht dem Anbieter, den Echtbetrieb von Steuerungssoftware und Lagerverwaltungssystem zu simulieren. Dadurch können die Mitarbeiter des Kunden bereits vor der Umstellung in die Bedienung der Software eingewiesen werden.

Es ist wichtig sicherzustellen, dass die neuen Komponenten und Technologien nahtlos mit den bestehenden Systemen und Anlagen integriert werden können. Neben der Kompatibilität der Software und der Schnittstellen zu anderen Systemen gibt es weitere Punkte, auf die bei einer physischen Veränderung der Bestandsanlage geachtet werden muss. Denn die neue Maschinenverordnung (EU) 2023/1230 ist am 29. Juni 2023 im Amtsblatt der EU veröffentlicht worden. Sie gilt im vollen Umfang ab dem 20. Januar 2027 und setzt dann die bestehende Maschinenrichtlinie 2006/42/EG außer Kraft.

Sowohl nach der alten Richtlinie als auch nach der neuen Verordnung ist der Betreiber dafür verantwortlich, dass die Anlage den gesetzlichen Sicherheitsanforderungen entspricht. Es gibt keinen Bestandsschutz. Insbesondere ist zu beachten, dass die CE-Kennzeichnung lediglich bestätigt, dass die Anlage zum Zeitpunkt des Inverkehrbringens den geltenden Vorschriften entsprach.

Kommt es im Zuge einer Nachrüstung zu einer „wesentlichen Änderung“ der Anlage im Sinne der o.g. Verordnung, so erlischt die CE-Kennzeichnung. Dies wiederum hätte zur Folge, dass die Anlage neu in Verkehr gebracht wird und mit immensem Aufwand eine neue CE-Kennzeichnung erfolgen müsste. Es empfiehlt sich von Anfang an, einen neutralen Sicherheitsexperten in das Retrofit-Projekt zu integrieren, der den Betreiber berät und dem Retrofit-Anbieter Vorgaben für die Ausführung macht.

Jahrzehntelang arbeitete das Schweizer Industrieunternehmen Georg Fischer (GF) an den Standorten der Division GF Piping Systems in Schaffhausen mit drei verschiedenen Lagerverwaltungssystemen. Mit dem Ziel einer zukunftssicheren Lösung aus einem Guss beauftragte GF den deutschen Automatisierungsexperten Unitechnik.

Die Herausforderung: Das neue Lagerverwaltungssystem musste - bei laufendem Betrieb - ein hochoptimiertes System ablösen und sehr komplexe Logistikprozesse abbilden.

Kennzahlen: 3 Standorte, 110 LVS-Arbeitsplätze, Anbindung von 3 Automatikbereichen (20 RBGs), Schnittstellen zu SAP ERP, Transporeon und verschiedenen SPS-Protokollen.

Weitere Informationen: https://www.unitechnik.com/case-studies/georg-fischer.html 

Mehr zu Ablösung eines Lagerverwaltungssystems

Die Hans Turck GmbH & Co. KG betreibt in Mülheim an der Ruhr das zentrale Logistikzentrum der Turck-Gruppe. Von hier aus werden Automatisierungsprodukte wie Steckverbinder und Leitungen, Sensoren, Feldbuslösungen, Steuerungsmodule und RFID-Systeme in die ganze Welt verschickt. Ausgangspunkt der Modernisierung war eine Logistikanlage aus dem Jahr 1996, die nach mehreren Erweiterungen eine heterogene Automatisierungsstruktur und ein veraltetes Lagerverwaltungssystem aufwies.

Die Aufgabe bestand darin, die vorhandene Technik zu modernisieren und den gesamten Materialfluss zu modifizieren. Die bestehende Person-zur-Ware-Kommissionierung wurde auf das Ware-zur-Person-Prinzip umgestellt. In einer zweiten Ausbaustufe wurde die Kapazität und Leistung des Logistikzentrums nochmals verdoppelt. Bei diesem Projekt erfolgte die komplette Umstellung vom alten auf das neue System an einem verlängerten Wochenende. Bereits am zweiten Tag nach dem Go-Live wurde das „All-Time-High“ in der Kommissionierung erreicht.

Weitere Informationen: https://www.unitechnik.com/case-studies/turck.html

Zentrales Pufferlager für die Produktion von Blechgehäusen für Parkscheinautomaten und Schrankenanlagen ist ein 30 Jahre altes Blechlager. Von hier aus werden alle Bearbeitungsmaschinen versorgt. Steht das Lager, steht die Produktion. Die Herausforderung bestand darin, den Umbau bei laufender Produktion durchzuführen. Um dies zu meistern, entschied sich Unitechnik gemeinsam mit Scheidt & Bachmann, den Umbau an mehreren betriebsfreien Wochenenden durchzuführen.

Zunächst stellte Unitechnik die dezentralen Bereiche für das An- und Abdienen der Blechbearbeitungsmaschinen auf die neue Technik um. Danach folgte an einem verlängerten Wochenende die Umstellung der Regalbediengeräte und des Lagerverwaltungssystems. Erneuert wurde die gesamte Steuerungs- und Leittechnik samt Wegmesssystem, Datenkommunikation, Frequenzumrichtern und teilweise die Sicherheitstechnik.

Weitere Informationen: https://www.unitechnik.com/case-studies/scheidt-bachmann.html

1. Der Anbieter besichtigt die Anlage und erstellt auf Basis der Aufgabenstellung und seiner Erfahrung ein grobes Budget für die Leistung.
2. Der Anlagenbetreiber bestellt einen unabhängigen Sachverständigen zur Begutachtung der Sicherheitstechnik und legt fest, wie die Anlage aus sicherheitstechnischen Aspekten umgebaut oder erweitert werden muss.
3. Der Anbieter für das Retrofit erarbeitet ein genaues Pflichtenheft, in der alle Leistungen und das Migrationskonzept beschrieben ist und alle Schnittstellen abgestimmt sind.
4. Auf Basis des Pflichtenhefts erstellt der Anbieter ein Festpreisangebot, zu dem der Anlagenbetreiber die Leistung bestellen kann.