Auto-Load:
Effiziente Logistikprozesse

Herausforderungen aktueller Logistikprozesse

In modernen Logistikzentren sind die Prozesse heute hochgradig optimiert. Die Infrastruktur, die Lagertechnik, die IT-Systeme und die Materialflüsse sind präzise aufeinander abgestimmt. Automatisierte Förderanlagen, fahrerlose Transportsysteme und intelligente Lagerverwaltungssysteme ermöglichen effiziente und weitgehend standardisierte Abläufe.

Außerhalb der kontrollierten Umgebung der Logistikzentren zeigt sich ein anderes Bild: Durch manuelle Prozesse, Unterschiede zwischen verschiedenen Transportgütern und Wechsel von Transportsystemen werden Prozesse kaum automatisiert oder optimiert.

Physische Hürden

Unterschiedliche bauliche Gegebenheiten, begrenzte Platzverhältnisse und variierende Zugänglichkeiten erschweren eine einheitliche Automatisierung: Ladebehälter unterscheiden sich in Größe, Gewicht und Stabilität und manche Güter sind empfindlich gegenüber unsachgemäßer Handhabung.

Zudem wurden viele Verpackungsformen nicht für eine vollautomatisierte Verladung entwickelt. Dadurch lassen sich Automatisierungskonzepte, die in standardisierten Lagern gut funktionieren, nicht ohne Weiteres auf reale Umschlagplätze übertragen.

Manuelle Prozesse

Diese Herausforderung zeigt sich besonders deutlich beim Be- und Entladen von Transportmitteln wie LKW, Bahnwagen oder Containern. In vielen Fällen werden Güter hier noch immer manuell verladen.

Das konventionelle Be- und Entladen ist körperlich anspruchsvoll und kann – abhängig von Gewicht, Arbeitszeit und Arbeitsbedingungen – eine erhebliche Belastung darstellen.

Tätigkeiten wie das Heben, Tragen oder Positionieren schwerer Stückgüter lassen sich häufig nur über begrenzte Zeiträume hinweg ausüben. Gleichzeitig sind diese Prozesse zeitaufwendig, kostenintensiv und anfällig für Fehler.

Komplexe Transportketten

Eine zusätzliche Herausforderung entsteht durch die Struktur moderner Transportketten. Während der Straßentransport aufgrund seiner Flexibilität unverzichtbar für die „letzte Meile“ ist, gilt der Schienentransport als besonders zuverlässig, kosteneffizient und umweltfreundlich.

Zukunftsfähige Logistik erfordert daher multimodale Transportketten, bei denen Güter nahtlos zwischen verschiedenen Verkehrsträgern wechseln können. In der Praxis sind diese Systeme jedoch häufig noch nicht ausreichend miteinander vernetzt. Unterschiedliche Infrastruktur, fehlende Standardisierung und ein geringer Automatisierungsgrad verhindern derzeit eine durchgängige Integration der Systeme.

Gerade an logistischen Knotenpunkten, wie beispielsweise beim Umschlag zwischen Bahn und LKW, besteht daher ein erheblicher Bedarf an vernetzten Lösungen. Eine umfängliche Automatisierung dieser Schnittstellen könnte Prozesse beschleunigen, Kosten senken und gleichzeitig Fehler sowie körperliche Belastungen reduzieren.

Lösungsentwicklung in der Region

Im Projekt „Vernetzte und automatisierte Be- und Entladung palettierter Güterware (Auto-Load)” entwickeln wir gemeinsam mit starken regionalen Partnern innovative Logistikkonzepte für die autonome Be- und Entladung von Güterwagen und Sattelaufliegern.

Projektpartner sind:

• das Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
• die Ulrich Rotte Anlagenbau und Fördertechnik GmbH
• die verlinked GmbH

Das Vorhaben wird gemeinsam mit der Cargobull Logistik und Service GmbH umgesetzt. Am Logistikzentrum Nordwalde entwickeln wir neue Verladekonzepte für die Schmitz Cargobull AG, einen der führenden europäischen Hersteller von Nutzfahrzeugaufbauten.

Um einen praktischen Nutzen möglichst schnell zu erzielen, konzentriert sich das Projekt insbesondere auf die vor- und nachgelagerten Prozesse des eigentlichen Transportvorgangs.

Moderne Logistikprozesse für mehr Effizienz

Zu diesen Prozessschritten gehören das Kommissionieren der Waren, das Sortieren und Vorpositionieren der Transportgüter nach definierten Rahmenbedingungen sowie das eigentliche Beladen von Sattelaufliegern oder Güterwagen und das Entladen am Zielort.

Sie erfordern eine präzise Koordination zwischen Logistikzentrum, Staplerfahrern, Speditionen sowie teilweise auch vorgelagerten Fertigungsprozessen. Eine ineffiziente Verladung kann schnell zum Engpass werden und den gesamten Materialfluss verlangsamen.

Automatisierte Verladeplanung

Wir entwickeln im Projekt eine intelligente Ladestrategie, die den gesamten Verladeprozess softwaregestützt plant und optimiert. Dabei werden Faktoren wie Ladevolumen, Gewichtsverteilung und spezifische Verladeanweisungen automatisch berücksichtigt, um eine optimale Anordnung der Transportgüter zu berechnen.

Eine solche intelligente Ladestrategie wirkt sich unmittelbar auf die Effizienz des gesamten Transportprozesses aus. Wird der vorhandene Laderaum optimal genutzt, können mehr Güter pro Transport bewegt werden. Das reduziert die Anzahl der notwendigen Fahrten und trägt dazu bei, Energieverbrauch und CO₂-Emissionen zu senken.

Adaptive Verladesysteme

Da sich Transportgüter stark in Form, Größe, Gewicht und Stabilität unterscheiden, ist zentrales Ziel des Projekts, Lösungen zu schaffen, die flexibel auf verschiedene Anforderungen reagieren können. Ein automatisiertes System muss in der Lage sein, eine Vielzahl von Ladeeinheiten zu handhaben, ohne dass umfangreiche Umrüstungen erforderlich sind.

Unterschiedliche Ladungsträger – etwa stapelbare oder nicht stapelbare Behälter – erfordern jeweils angepasste Strategien für Greifen, Transport und Platzierung. Eine präzise Identifikation und Verfolgung der Güter während des gesamten Prozesses tragen wesentlich zur Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit automatisierter Verladungssysteme bei.

Eine durchgängige Digitalisierung, Kommunikation und Vernetzung sind dabei die Grundvoraussetzungen für eine schnelle und sichere Verladung sowie eine lückenlose Echtzeit-Nachverfolgung der Transportgüter entlang der gesamten Lieferkette.

Intelligente Ladungsträger

Als physische und digitale Schnittstelle zwischen Transportgut, Logistiksystem und automatisierter Verladetechnik werden neuartige intelligente Ladungsträger zum Einsatz kommen.

Durch integrierte Sensorik, digitale Identifikationsmechanismen und kontinuierliche Datenübertragung ermöglichen sie eine präzise Lokalisierung, Identifikation und Nachverfolgung der transportierten Güter während des gesamten Transportprozesses.

Die Steuerungs- und Planungssysteme der Logistikprozesse greifen auf diese Aufzeichnungen zu. Dadurch können empirische Daten, wie beispielsweise Zielort, Beladungsreihenfolge, Transportzeiten, Empfängeranforderungen sowie produktspezifische Bedingungen wie Temperatur oder Empfindlichkeit, in der zukünftigen Planung systematisch berücksichtigt werden.

Digitale Zwillinge

Wir bringen unsere Kompetenzen in den Bereichen Datenerfassung, Datenverwaltung und Vernetzung in das Auto-Load-Projekt ein. Dank unserer Erfahrung bei der Digitalisierung von Fertigungsanlagen in kleinen und mittelständischen Betrieben sind wir mit den Herausforderungen vertraut, die sich aus der Integration und Vereinheitlichung vielfältiger Prozess- und Systemlandschaften ergeben.

Im Bereich der Prüftechnik konnten wir bereits mit unseren Lösungen den Automatisierungsgrad von Abläufen erhöhen und die Durchgängigkeit von Prüfdaten über den gesamten Lebenszyklus sicherstellen.

Gemeinsam mit unseren Projektpartnern konzipieren und realisieren wir einen digitalen Zwilling des Verladeprozesses. Zentrale Bausteine sind dabei die Integration und Bereitstellung prozessrelevanter Daten sowie die Analyse historischer Prozessinformationen. Ebenso entscheidend ist die nahtlose Einbindung der modellierten Prozesse in bestehende Infrastrukturen.

Auf dieser Grundlage entwickeln und implementieren wir passgenaue Automatisierungsstrategien, um Transportgüter effizient bereitzustellen und optimal zu verladen.

Förderung für moderne Mobilitätssysteme

Wir konnten die Gutachterinnen und Gutachter des Innovationswettbewerbs NeueWege.IN.NRW von unserem Konzept überzeugen und freuen uns, dass die Europäische Union und das Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen unser Vorhaben fördern.

Als Teil der Innovationswettbewerbe des EFRE/JTF-Programms NRW 2021-2027 zielt NeueWege.IN.NRW vor allem auf Verbundvorhaben von KMU ab, die inhaltlich auf eines der sechs Innovationsfelder der regionalen Innovationsstrategie des Landes Nordrhein-Westfalen ausgerichtet sind.

Ziel ist es, ein sicheres, nachhaltiges, ökonomisch sinnvolles und zuverlässiges Mobilitätssystem für Personen sowie Güter in der Logistik zu entwickeln. Dabei sollen auch die Herausforderungen des Klimawandels berücksichtigt werden.