Entladen lose beladener Container: Die Effizienzherausforderung

Nehmen wir zum Beispiel rumänische Holzfäller. Eine der führenden schwedischen Baumarktketten hat erkannt, dass diese Forstarbeiter aus Osteuropa eine hohe Arbeitsleistung zu attraktiven Preisen bieten.

Und es ist nicht das einzige Unternehmen, das in den „Grauzonen“ des Arbeitsmarktes sucht Das Entladen von Containern ist ein raues, hartes Umfeld und einer der wenigen wirklich arbeitsintensiven Bereiche der modernen Wirtschaft. Aufgrund der Vielfalt der umzuschlagenden Güter und der unterschiedlichen Bedingungen, unter denen diese Güter transportiert werden, sind das Be- und Entladen von Containern die beiden einzigen Prozesse, die in der Logistik heute noch manuell durchgeführt werden.

Bewältigung des Booms im Online-Handel

Dessen ungeachtet sind diese großen Stahlkisten das Öl, das die Räder der Weltwirtschaft am Laufen hält. Container haben die Globalisierung stärker vorangetrieben als alle Handelsabkommen der letzten 50 Jahre zusammen. Die Zahl der Container im Welthandel hat sich seit Mitte der 1990er verdreifacht und betrug 2019 ganze 152 Millionen. Und ein Ende der Entwicklung ist noch lange nicht in Sicht.

Ein Frachtschiff nähert sich einem Industriehafen.

Weltweit rüsten sich Unternehmen für den Boom im Online-Handel, der von der Coronapandemie angeheizt wurde. Wie nie zuvor wird die Lieferkette von Containern überschwemmt, in denen alles Mögliche transportiert wird: von Reifen, Fitnessgeräten, Haushaltsgeräten und Elektronik bis hin zu Kleidung oder Wein.

Ein effizienterer Entladevorgang könnte also eine große neue Wertschöpfungsquelle für Lieferzentren, firmenexterne Logistikdienstleister (3PL) oder überhaupt für alle Unternehmen erschließen, die darauf angewiesen sind, große Mengen verpackter Waren auf den Markt zu bringen. Da sind Maschinen doch die Lösung, oder? Schauen wir uns einmal an, wie es zurzeit aussieht.

Mensch oder Maschine für lose beladene Container?

Die Logistik des Be- und Entladens von Containern war mit ihrem hohen Anteil an manueller Arbeit ein attraktives Feld in der Robotikforschung, schließlich galt sie als ein Bereich mit hohem Automatisierungspotenzial. Die Ergebnisse zeigten jedoch, dass der Optimismus nicht gerechtfertigt war.

Container werden größtenteils von Hand entladen, da sie fast immer chaotisch beladen sind. Um den verfügbaren Platz maximal auszunutzen, werden Container oftmals lose mit einzelnen Kartons statt mit Paletten beladen, was den Abtransport der Ladung im Lieferzentrum erschwert. Die Vielfalt der beförderten Güter und der Zeitdruck sind groß. Daher braucht es schon eine sehr ausgeklügelte Lösung, wenn ein Robotersystem für alle Entladearbeiten geeignet sein soll.

Trotz all der mechanischen Systeme, die es für die Container- und Lkw-Entladung gibt, konnte sich bisher keines in der Branche durchsetzen. Die hohe Varianz der Packmuster in Verbindung mit kurzen Umschlagzeiten bereitet vollautonomen Systemen Kopfzerbrechen. Dies führt insbesondere in komplexen Situationen zu Stillstandzeiten und kostspieligen manuellen Eingriffen

Blick ins Innere eines leeren Frachtcontainers.

Sind Roboter die Zukunft der Containerentladung?

2011 startete die EU das Forschungsprojekt „RobLog“ (Robotic Logistics) mit dem Ziel, ein autonomes System für die Containerentladung zu entwickeln. Man wollte in diesem Bereich der Logistikkette ein völlig neues Automatisierungslevel erreichen. Vier Jahre und rund 7 Millionen Euro später kommen die Projektleiter zu dem Schluss, dass die Flexibilität eines mechanischen Entladesystems eine Obergrenze kennt. Selbst wenn ein System auf eine Vielzahl von Packstücken ausgelegt ist, die auf unterschiedliche Weise gestapelt sind, kann es vorkommen, dass ein Paket aus unvorhersehbaren Gründen, z. B. aufgrund einer Verformung während des Transports, von einer Maschine nicht gegriffen werden kann. Das bedeutet, dass selbst bei einem hohen Maß an (teurer) Flexibilität und einer vollständigen Standardisierung des Containerinhalts nicht garantiert werden kann, dass das autonome Entladesystem fehlerfrei ist.

Die Forscher kamen daher zu dem deutlichen Ergebnis, dass der Mensch beim Entladevorgang nicht ersetzt werden kann. Stattdessen, so ihr Urteil, braucht es eine schnelle und intelligente Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine:

„Die Entwicklung billigerer, einfacherer und weniger flexibler autonomer Systeme, die mit menschlichen Maschinenführern zusammenarbeiten können, gilt daher als Schlüssel zum Erfolg für die robotergestützte Automatisierung logistischer Prozesse.“

Wichtige Faktoren, die bei einer effizienten Lösung für lose beladene Container eine Rolle spielen

Schlechte Nachrichten für die rumänischen Holzfäller: Die Maschinen haben also doch einen Platz im Entladeprozess. Gleichzeitig sind das gute Nachrichten für Betriebsleiter, die sich bisher auf manuelle Arbeitskraft verlassen mussten, um ihre Container auszuräumen.

„Man findet kaum Mitarbeiter, die diese Arbeit machen wollen. Wer will schon mehrere Stunden täglich in einer kleinen Stahlkiste stehen, die im Sommer einem Hochofen und im Winter einem Gefrierschrank gleicht?“,

sagt Anders Pettersson, Leiter R&D bei TAWI in Schweden.

„Einer unserer größeren Kunden musste feststellen, dass sich Mitarbeiter krankmelden, sobald sie erfahren, dass am nächsten Tag eine Containerentladung ansteht. Schwere manuelle Arbeit wie diese ist für eine moderne, gut ausgebildete Arbeitskraft nicht attraktiv, zumal sie mit einer Reihe von Gesundheits- und Sicherheitsrisiken einhergeht.“

Das Ausräumen von lose beladenen Containern ist daher ein gutes Beispiel für einen Industrieprozess, bei dem halbautonome Systeme – also eine Kombination aus Maschinen und Menschen, die sie bedienen,– der beste Weg sind, um komplexe Aufgaben mithilfe einer Mensch-Maschine-Interaktion auszuführen. Anders Pettersson zufolge haben Maschinen das Potenzial den Entladevorgang zu transformieren, solange die Mensch-Maschine-Schnittstelle die wichtigsten Effizienzfaktoren berücksichtigt, darunter:

• Die Anzahl der Lagertore
• Die Häufigkeit von Lieferungen
• Die Größe von Kartons/Paketen
• Die Zahl der erforderlichen Arbeitsschritte
• Wie dicht ist die Fracht gepackt?
• Flexibilität – der heilige Gral

Wenn wir uns diese Probleme nacheinander anschauen, können wir die Faktoren identifizieren, die für eine effiziente Lösung maßgeblich sind:

Anzahl der Lagertore

Ein Verteilerzentrum mit mehreren Toren und vielen verschiedenen Paketen.

Neun von zehn Unternehmen, die zum Entladen von Containern Maschinen einsetzen, verwenden einen Teleskopförderer. Dies ist keine Neuheit, das Produkt gibt es bereits seit 30 Jahren. Diese Maschinen haben nur selten eine Hebehilfe, sie sind nicht für große Produkte wie z. B. Gartenmöbel geeignet, und die schiere Größe der Maschine bedeutet, dass man mit einem Gabelstapler nicht in die Nähe des Lagertors gelangen kann. Sie sind auch noch in einem anderen wichtigen Aspekt unflexibel: Die massiven Strukturen sind an den Toren selbst befestigt. 3PL-Unternehmen können in ihren Lagern typischerweise Dutzende von Toren haben, was eine erhebliche Investition bedeutet, wenn sie alle mechanisiert werden sollen. Im Idealfall sollte sich eine Maschine je nach Bedarf von Tor zu Tor bewegen lassen.

Anzahl der Lieferungen

Lieferungen erfolgen oft unregelmäßig. Wenn Sie etwa mit Amazon Geschäfte machen, beginnt die Hauptsaison mit dem Black Friday im November. Ab da wird sich das Geschäft im Laufe der Hauptsaison verdrei- oder vervierfachen. „Vor kurzem hörte ich beim Besuch bei einem 3PL-Kunden in Südschweden, dass das Unternehmen in dieser Woche nur vier Container hatte und für die nächste Woche 87 erwartete“, berichtet Anders Pettersson. „Das einzig Konstante am Arbeitsvolumen ist der Umstand, dass es ständig schwankt.“ Für Personal- und Anlagenplanung bedeutet dies maximale Flexibilität. Da an jedem Tor Auslegerförderer angebracht sind, ergeben sich hier große Stillstandzeiten.

Die Größe von Kartons/Paketen

Im Online-Handel ist es üblich, schnell zwischen verschiedenen Warensortimenten zu wechseln. Unternehmen, die auf der E-Commerce-Welle reiten, befassen sich vielleicht in einem Moment mit Spielzeug und im nächsten mit Skiern, Kanus oder sogar Billardtischen, wobei riesige Mengen in ein und denselben Lagern ankommen und dort von ein und denselben Maschinen bearbeitet werden müssen. In lose beladenen Containern befinden sich in der Regel die großen Objekte am Boden und die kleineren ganz oben. Die Lagerarbeiter klettern über die Pakete und nutzen sie als Treppe. Bei kleinen Packstücken ist eine manuelle Entladung fast immer der schnellere Weg, aber irgendwann sind Sie an den unteren Reihen mit der schweren Fracht angelangt, und hier brauchen selbst die rumänischen Holzfäller mechanische Hilfe.

Die Zahl der erforderlichen Arbeitsschritte

In den meisten Fällen müssen die Kisten auf eine Palette geladen und ins Lager gebracht werden. Die Frage lautet dann, ob der Prozess einstufig – also direkt vom Container auf die Palette – oder zweistufig ist, wobei die Fracht zusätzlich sortiert wird. Wenn Sie einen Container mit großem Frachtgut wie z. B. Möbeln erhalten, werden Sie die Ware wahrscheinlich direkt im Container palettieren wollen, damit der Gabelstapler sie aufnehmen kann. Kleinere Packstücke erfordern meistens zusätzliche Arbeitsschritte, da sie sortiert und auf den richtigen Paletten abgelegt werden müssen. Wenn Ihre Packstücke alle unterschiedlich groß sind, steigt der Sortieraufwand entsprechend an.

Wie dicht ist die Fracht gepackt?

Lose beladene Container kommen vor allem aus Asien. Sie sind bis zur Decke prall gefüllt, um das vorhandene Volumen voll auszuschöpfen. Diese Container werden nicht mit Blick auf den Kunden beladen, sodass das Entladen einem Tetris-Spiel gleichen kann. Manchmal sind sie so dicht gepackt, dass es Kraft erfordert, einen Karton aus seiner Position zu ziehen, manchmal wurde die Verpackung durch den Transport verformt. Die Platzverhältnisse im Container sind extrem beengt; wird ein Packstück bewegt, besteht die Gefahr, dass andere auf Sie herabfallen.

Flexibilität – der heilige Gral

„Wir haben es hier mit einem höchst stochastischen Umfeld zu tun – wenn man die Containertüren öffnet, kann man nie wissen, was einen erwartet“, sagt Anders Pettersson. „Wenn alle Container mit denselben Kartons beladen wären und diese auch immer nach dem gleichen Muster angeordnet wären, sähe die Automatisierung des Entladeprozesses viel einfacher aus. Doch dies ist nur selten der Fall. Der Online-Handel ist schnelllebig, und die Herausforderungen, mit denen die Unternehmen konfrontiert werden, sind sehr unterschiedlich.“ Daher ist Flexibilität die wichtigste Voraussetzung für ein effizientes Entladesystem, das Ihre Investition durch höhere Produktivität amortisiert.

Auf dem Weg zu einer effizienten Lösung für lose beladene Container, die Mensch und Maschine kombiniert

Aktuell gibt es auf dem Markt kein System, das für die Entladung des gesamten Spektrums der oben beschriebenen heterogenen Packstücke geeignet wäre. Für Betriebsleiter, die einen schnelleren Umschlag von Containerfracht anstreben, bedeutet die Notwendigkeit von Effizienz und einer raschen, deutlichen Kapitalrendite in der Regel, dass manuelle Arbeit die Standardlösung ist. Wozu auch in kostspielige Automatisierung investieren, wenn ein Mensch den Job besser erledigen kann?

TAWI ist ein führender, global agierender schwedischer Anbieter von intelligenten Hebelösungen. Unser Teleskopentlader mit Vakuum-Hebearm ist an vielen Orten im Einsatz und eine bevorzugte Lösung für das Entladen von Containern, wenn Gesundheit und Sicherheit eine große Rolle spielen.

Nachdem wir die Bedürfnisse unserer Kunden eingehend untersucht haben, arbeiten wir bei TAWI nun an einer neuen Generation mechanischer Hilfen, um die oben beschriebenen komplexen Probleme zu lösen. Die neue Technologie verspricht erhebliche Effizienzgewinne und einen raschen ROI. Anstatt Arbeiter zu ersetzen, wollen wir sie in die Lage versetzen, alle Herausforderungen im Zusammenhang mit lose beladenen Containern sicher, intuitiv und hochflexibel zu bewältigen.

Sie benötigen TAWIs Expertenwissen im Bereich Logistik und Heben von Lasten? Dann kontaktieren Sie uns noch heute