Entladung lose beladener Container: Die Herausforderung der Effizienz

Zum Beispiel rumänische Holzfäller. Eine der führenden schwedischen Baumarktketten hat festgestellt, dass diese Forstarbeiter aus Osteuropa eine Quelle kräftiger, leistungsfähiger Arbeitskräfte zu einem attraktiven Preis darstellen.

Dieses Unternehmen ist nicht das einzige, das auf „graue“ Lösungen am Rande des Arbeitsmarkts zurückgreift. Die Containerentladung ist ein raues und anspruchsvolles Arbeitsumfeld und einer der wenigen wirklich arbeitsintensiven Bereiche der modernen Wirtschaft. Aufgrund der großen Bandbreite zu handhabender Artikel und der unterschiedlichen Bedingungen, unter denen diese Artikel vorkommen können, sind das Be- und Entladen von Containern heutzutage die einzigen Prozesse in der Logistik, die weiterhin manuell ausgeführt werden.

Den Boom im E-Commerce bewältigen

Doch diese großen Stahlboxen sind das Öl, das die Räder der Weltwirtschaft am Laufen hält. Container haben die Globalisierung stärker vorangetrieben als alle Handelsabkommen der vergangenen 50 Jahre zusammen. Die Anzahl der Container im Welthandel hat sich seit Mitte der 1990er-Jahre verdreifacht und erreichte 2019 152 Millionen. Und ein „Container-Höhepunkt“ ist noch lange nicht in Sicht.

Weltweit rüsten sich Unternehmen dafür, den durch die Covid-Pandemie ausgelösten Boom im E-Commerce zu bewältigen. Mehr denn je wird die Lieferkette von Containern mit allem Möglichen überschwemmt – von Reifen, Fitnessgeräten, Haushaltsgroßgeräten und Elektronik bis hin zu Kleidung oder Wein.

Eine effizientere Gestaltung des Entladeprozesses könnte daher eine bedeutende neue Wertquelle für Verteilzentren, Drittlogistikdienstleister (3PL) und jedes Unternehmen erschließen, das auf die Vermarktung großer Mengen verpackter Waren angewiesen ist. Maschinen müssen doch die Lösung sein, oder? Sehen wir uns einige aktuelle Erfahrungen an.

Mensch oder Maschine für lose beladene Container?

Aufgrund des hohen Einsatzes manueller Arbeit ist die Logistik der Containerbe- und -entladung ein attraktives Forschungsfeld für die Robotik, da sie als Bereich mit hohem Automatisierungspotenzial gilt. Die Ergebnisse haben den Optimismus jedoch nicht gerechtfertigt.

Container werden größtenteils von Hand entladen, da sie fast immer chaotisch gepackt sind. Um den verfügbaren Raum bestmöglich zu nutzen, werden Container häufig mit einzelnen Kartons statt mit Paletten lose beladen (bodenbeladen), was die Entnahme der Fracht im Verteilzentrum erschwert. Die Vielfalt der transportierten Waren ist groß und die Zeitvorgaben sind streng. Ein Robotersystem, das für jede Containerentladungsaufgabe geeignet ist, muss daher hochentwickelt sein.

Trotz der großen Anzahl mechanischer Entladesysteme für Container oder Lkw konnte sich bisher keines davon flächendeckend durchsetzen. Die hohe Variabilität der Packmuster in Verbindung mit kurzen Bearbeitungszeiten stellt vollautonome Systeme vor große Herausforderungen. Insbesondere in komplexen Szenarien führt dies zu Systemstillständen und kostspieligen manuellen Eingriffen.

Sind Roboter die Zukunft der Containerentladung?

Im Jahr 2011 startete die EU „RobLog“ (Robotic Logistics), ein Forschungsprojekt zur Entwicklung eines autonomen Systems für die Containerentladung. Ziel war es, in diesem Teil der Logistikkette ein völlig neues Automatisierungsniveau zu erreichen. Vier Jahre und rund 7 Mio. € später kamen die Projektleiter zu dem Schluss, dass die Flexibilität jedes mechanischen Entladesystems eine Obergrenze hat. Selbst wenn ein System dafür ausgelegt ist, eine breite Palette unterschiedlich gestapelter Pakete zu handhaben, kann sich ein Paket aus unvorhersehbaren Gründen – etwa aufgrund einer Verformung während des Transports – als für eine Maschine nicht greifbar erweisen. Das bedeutet, dass selbst bei hoher Flexibilität der Technologie, die selbstverständlich mit Kosten verbunden ist, und einer vollständigen Standardisierung des Containerinhalts keine Garantie dafür besteht, dass das autonome Entladesystem fehlerfrei funktioniert.

Die eindeutige Schlussfolgerung der Forscher war, dass der Mensch im Entladeprozess nicht ersetzt werden kann. Stattdessen sei eine schnelle und intelligente kollaborative Mensch-Maschine-Schnittstelle erforderlich: „Daher wird die Entwicklung kostengünstigerer, einfacherer und weniger flexibler autonomer Systeme, die mit menschlichen Bedienern zusammenarbeiten können, als Schlüssel zum Erfolg der robotergestützten Automatisierung logistischer Prozesse angesehen.“

Parameter einer effizienten Lösung für lose beladene Container

Das sind schlechte Nachrichten für rumänische Holzfäller – Maschinen haben schließlich einen Platz im Entladeprozess. Und es sind gute Nachrichten für Betriebsleiter, die bei der Entladung ihrer Container auf manuelle Arbeit angewiesen waren.

„Es ist schwierig, Menschen zu finden, die diese Arbeit machen wollen. Wer möchte mehrere Stunden täglich in einer kleinen Stahlbox stehen, die im Sommer ein Ofen und im Winter ein Gefrierschrank sein kann?“, sagt Anders Pettersson, Leiter Forschung und Entwicklung bei TAWI in Schweden.

„Einer unserer größeren Kunden stellte fest, dass sich Mitarbeiter krankmeldeten, sobald sie erfuhren, dass sie am nächsten Tag Container entladen sollten. Körperlich schwere manuelle Arbeit dieser Art ist für eine moderne, gut ausgebildete Belegschaft nicht attraktiv und birgt zudem eine Reihe von Gesundheits- und Sicherheitsrisiken.“

Die Entladung lose beladener Container ist daher ein gutes Beispiel für einen industriellen Prozess, bei dem teilautonome Systeme – die Maschinen mit menschlichen Bedienern kombinieren – der richtige Ansatz sind, um komplexe Aufgaben durch Mensch-Maschine-Interaktion auszuführen. Maschinen haben das Potenzial, den Entladeprozess zu verändern, sagt Anders, sofern die Mensch-Maschine-Schnittstelle unter Berücksichtigung wesentlicher Effizienzherausforderungen gestaltet wird, einschließlich:

• Der Anzahl der Lagertore
• Der Lieferhäufigkeit
• Der Größe der Kartons / Pakete
• Handling mit einem oder zwei Berührungsvorgängen
• Wie dicht sie gepackt sind
• Flexibilität – der heilige Gral

Wenn wir diese Herausforderungen einzeln betrachten, können wir die Parameter einer effizienten Lösung ermitteln:

Anzahl der Lagertore

Neun von zehn Unternehmen, die eine Maschine zur Containerentladung einsetzen, verfügen über einen teleskopischen Förderer. Dabei handelt es sich nicht um ein neues Produkt – er ist seit 30 Jahren auf dem Markt. Teleskopförderer verfügen selten über Hebehilfen, können große Produkte wie Gartenmöbel nicht handhaben, und aufgrund der Größe der Maschine kann ein Gabelstapler nicht in die Nähe des Lagertors gelangen. Sie sind jedoch noch in einer weiteren wichtigen Hinsicht unflexibel. Es handelt sich um eine massive Konstruktion, die direkt am Tor befestigt ist. 3PL-Unternehmen können in ihren Lagern typischerweise Dutzende Tore haben, was erhebliche Investitionen erfordert, um sie alle zu mechanisieren. Idealerweise sollte sich eine Maschine je nach wechselndem Bedarf von Tor zu Tor bewegen können.

 Ein Verteillager mit mehreren Toren und einer großen Vielfalt an Paketen.

Anzahl der Lieferungen

Lieferungen erfolgen häufig unregelmäßig. Wenn Sie beispielsweise mit Amazon zusammenarbeiten, beginnt deren Hauptsaison mit dem Black Friday im November, woraufhin sich das Geschäftsvolumen in der Hauptsaison verdreifacht oder vervierfacht. „Bei einem kürzlichen Kundenbesuch bei einem 3PL-Unternehmen in Südschweden stellte ich fest, dass das Unternehmen in dieser Woche nur vier Container hatte und in der nächsten Woche 87 erwartete“, sagt Anders Pettersson. „Das Einzige, was beim Arbeitsvolumen konstant ist, ist, dass es sich ständig verändert.“ Aus Sicht von Betriebsstätte und Personal unterstreicht dies den Bedarf an Flexibilität. Bei Teleskopförderern, die an Lagertoren befestigt sind, bedeutet dies auch viele Zeiten, in denen die Maschinen ungenutzt stillstehen.

Größe der Kartons / Pakete

Im E-Commerce ist es üblich, schnell zwischen unterschiedlichen Warensortimenten zu wechseln. Unternehmen, die auf der E-Commerce-Welle reiten, können in einem Moment mit Spielzeug und im nächsten mit Skiern, Kanus oder sogar Billardtischen arbeiten, wobei enorme Mengen in denselben Lagern eintreffen und mit derselben Ausrüstung gehandhabt werden müssen. Lose beladene Container sind normalerweise unten mit großen und oben mit kleineren Artikeln gefüllt – Lagermitarbeiter klettern über die Kartons und bauen daraus Treppen. Kleine Kartons lassen sich fast immer schneller manuell entladen. Doch wenn man die unteren Schichten mit schweren Waren erreicht, benötigen selbst diese rumänischen Holzfäller möglicherweise mechanische Unterstützung.

Handling mit einem oder zwei Berührungsvorgängen

In den meisten Fällen müssen die Kartons auf eine Palette und ins Lager gelangen. Die Frage ist dann, ob der Prozess mit „einem Berührungsvorgang“ erfolgt – direkt vom Container auf Palette – oder mit „zwei Berührungsvorgängen“, was eine zusätzliche Stufe bei der Sortierung der Waren erfordert. Wenn Sie einen Container mit großen Artikeln wie Möbeln erhalten, möchten Sie die Waren wahrscheinlich direkt im Container palettieren, damit sie vom Gabelstapler aufgenommen werden können. Kleinere Kartons erfordern in der Regel zusätzliche Arbeit, da sie sortiert werden müssen, um auf die richtigen Paletten zu gelangen. Wenn Sie viele Kartons unterschiedlicher Größe haben, entsteht ein hoher Sortieraufwand, um unterschiedliche Produkte auf derselben Palette zu vermeiden.

Wie dicht sie gepackt sind

Lose beladene Container kommen hauptsächlich aus Asien. Sie werden bis unter die Decke gefüllt, um das maximale Produktvolumen aufzunehmen. Diese Container werden nicht mit Blick auf den Kunden beladen, sodass ihre Entladung dem Spielen von Tetris gleichen kann. Manchmal sind sie so dicht gepackt, dass Kraft erforderlich ist, um einen Karton aus seiner Position zu ziehen, oder die Verpackung selbst kann durch den Transportvorgang verformt sein. Der Platz im Container ist begrenzt: Sie bewegen einen Karton und andere können auf Sie herabfallen.

Flexibilität – der heilige Gral

„Dieses Umfeld ist äußerst stochastisch – wenn Sie die Containertüren öffnen, wissen Sie nie, was Sie vorfinden werden“, sagt Anders. „Wenn in jedem Container dieselben Kartons nach demselben Muster geladen wären, wäre die Automatisierung des Entladeprozesses wesentlich einfacher. Doch das ist selten der Fall. Der E-Commerce ist schnelllebig, und die Situationen hinsichtlich der Herausforderungen, denen Unternehmen gegenüberstehen, sind äußerst dynamisch.“ Damit wird Flexibilität zur wichtigsten Anforderung an jedes effiziente Entladesystem, das Ihre Investition durch höhere Produktivität amortisieren soll.

Auf dem Weg zu einer effizienten Mensch-Maschine-Lösung für lose beladene Container

Derzeit gibt es kein auf dem Markt verfügbares System, das für die Entladung des oben beschriebenen gesamten Spektrums heterogener Packstücke geeignet ist. Für Betriebsleiter, die einen schnelleren Umschlag von Containerfracht anstreben, führen der Bedarf an Effizienz und eine schnelle, klare Amortisation ihrer Investition in der Regel dazu, dass manuelle Arbeit die Standardlösung bleibt. Warum schließlich in teure Automatisierung investieren, wenn ein Mensch die Arbeit besser erledigen kann?

TAWI ist ein führender globaler Anbieter intelligenter Hebelösungen mit Sitz in Schweden. Der auf einem Teleskopausleger montierte Lader mit Vakuumheberarm ist an vielen Arbeitsplätzen im Einsatz und hat sich als bewährte Lösung für die Entladung von Containern etabliert, bei denen hohe Anforderungen an Gesundheit und Sicherheit bestehen.

Als Reaktion auf umfassende Untersuchungen der Kundenbedürfnisse arbeitet TAWI an einer neuen Generation mechanischer Hilfsmittel, um die oben genannten komplexen Herausforderungen zu lösen. Die neue Technologie verspricht erhebliche Effizienzsteigerungen und einen schnellen ROI. Statt Mitarbeiter zu ersetzen, soll sie diese in die Lage versetzen, alle Herausforderungen bei lose beladenen Containern sicher, intuitiv und äußerst flexibel zu bewältigen.

Um die Experteneinblicke von TAWI zu Herausforderungen in Logistik und Hebetechnik zu erhalten, kontaktieren Sie uns noch heute.