Autor: Rainer Ertl

Automatische Kleinteilelager mit schienengeführten Regalbediengeräten sind elementarer Bestandteil intralogistischer Systeme. Sie dienen zum Lagern, Kommissionieren und Verteilung von Gütern mit geringer Größe in Kleinladungsträgern. In den letzten Jahren ist neben dem geforderten Durchsatz auch die Energieeffizienz dieser Lager in den Fokus gerückt. Dies ist bedingt durch steigende Energiekosten, klimatische Veränderungen und immer strengere gesetzliche Auflagen durch die Politik. Um eine Untersuchung des Energiebedarfs von Regalbediengeräten in automatischen Kleinteilelagern zu ermöglichen, erfolgt zunächst eine Beschreibung der theoretischen Grundlagen, die zur Ermittlung des Energiebedarfs herangezogen werden. Hierfür wird ein mathematisch-physikalisches Modell abgeleitet, das auf Basis des Bewegungsverhaltens, der Massenverteilung und unter Berücksichtigung der Antriebskonfiguration die Energiebedarfsberechnung realisiert. Darauf aufbauend wird ein numerisches Simulationsmodell erstellt und durch Vergleich mit Messungen validiert. Mit Hilfe des Simulationsmodells gelingt die Bestimmung des mittleren Energiebedarfs als Auswertungsgröße für beliebig gestaltete automatische Kleinteilelager. Unter Anwendung des Simulationsmodells wird der Einfluss ausgewählter Systemparameter auf den Energiebedarf untersucht und quantifiziert. Hierzu wird ein geeigneter Versuchsplan aufgestellt und die resultierenden Ergebnisse mit Hilfe eines Vergleichs- und Bewertungsverfahrens ausgewertet. Es werden sowohl strategische als auch konstruktive Systemparameter sowie deren Wechselwirkungen analysiert und abschließend übersichtlich zusammengefasst. Um auch eine Berechnung des mittleren Energiebedarfs ohne die Notwendigkeit der individuellen Simulation zu ermöglichen, werden außerdem Berechnungsmodelle für typische Einsatzfälle abgeleitet. Es werden sowohl analytische als auch empirische Lösungsansätze vorgestellt. Abschließend wird eine Methodik zur Bewertung der Energieeffizienz von Regalbediengeräten in automatischen Kleinteilelagern entwickelt. Diese schafft erstmals eine objektive Kennzeichnungs- und Vergleichsgrundlage für unterschiedlich ausgeführte Anlagen mittels einer speziell abgeleiteten Kennzahl sowie zugehöriger Energieeffizienzklassen.