Energieeffizienz durch intelligente Lager-Steuerung

Transkript

1 Energieeffizienz durch intelligente Lager-Steuerung Paul Hahn-Woernle - 9. Süddeutscher Energieeffizienztag IHK Heilbronn

2 Mit Hilfe intelligenter Steuerung senkt viastore den Energiebedarf von Kundenanlagen um bis zu 35 % 120% Energieeffizienzerhöhung mit intelligenter Steuerung 100% 80% 60% 40% 20% 0% Ohne Energiesparmaßnahmen Mit Energiesparmaßnahmen 2

3 Mit 45 Jahren Know-how in Anlagenbau, Softwareentwicklung und Service schöpft die viastore-gruppe Synergien für ihre Kunden Consulting & Systemdesign System-Anlagen Modernisierung Regalbediengeräte Shuttle-Systeme 24/7/365-Hotline Wartung Ersatzteile viadat Warehouse Management Software SAP Supply Chain Execution EWM, HANA, LES, TRM 3

4 Weil die Strompreise steigen, rückt der Energiebedarf der Logistik- Anlage in den Fokus der Betreiber Erhöhtes Umweltbewusstsein Steigende Strompreise (34 % in 10 Jahren, 125 % seit 2002) Steigender Anteil an den Lebenszykluskosten Geringerer ROI 4

5 Eine Intralogistik-Anlage besteht aus unterschiedlichen System- Komponenten und Energie-Verbrauchern Automatisiertes Palettenlager mit Regalbediengeräten (RBG) Automatisiertes Kleinteilelager Staplerlager Kommissionierplätze Fördertechnik (FT) 5

6 Bei der Steigerung der Energieeffizienz verfolgen wir verschiedene Strategien 1 Bewegungen optimieren 2 Wege reduzieren 3 Gesamte Leistung der Anlage anpassen 4 Indirekte Maßnahmen treffen 6

7 Bei der Steigerung der Energieeffizienz verfolgen wir verschiedene Strategien 1 Bewegungen optimieren 2 Wege reduzieren 3 Gesamte Leistung der Anlage anpassen 4 Indirekte Maßnahmen treffen 7

8 Das RBG bringt die Ladeeinheiten in das Regalfach und entnimmt sie. Hier sparen wir Energie, weil die Bremsen als Generatoren wirken. Hubwagen + Lastaufnahmemittel (LAM) y z Fahrwerk + Fahrantrieb Mast Hubantrieb x Einzelspiel - Einlagerung y 3 E/A 1 2 E/A 4 E 4 Einzelspiel - Auslagerung y 3 A 2 1 x x E/A 8 2 Doppelspiel y A 5 E 4 1 x 8

9 Fahrwerk Umrichter Hubwerk Umrichter Zum Heben und Beschleunigen benötigt das Regalbediengerät elektrische Energie Stromnetz/ Widerstand Bewegung Antrieb und Getriebe Heben Bremswiderstand Antrieb und Getriebe Beschleunigen 9

10 Fahrwerk Umrichter Hubwerk Umrichter Damit nutzt der andere Antrieb die Energie, die beim Bremsen des Geräts und Senken des Hubwerks entsteht Stromnetz/ Widerstand Bewegung Antrieb und Getriebe Heben Bremswiderstand Antrieb und Getriebe Bremsen/ Verzögern 10

11 Fahrwerk Umrichter Hubwerk Umrichter Damit nutzt der andere Antrieb die Energie, die beim Bremsen des Geräts und Senken des Hubwerks entsteht Stromnetz/ Widerstand Bewegung Antrieb und Getriebe Heben Bremswiderstand Zwischenkreiskopplung Antrieb und Getriebe Bremsen/ Verzögern 11

12 Weil wir die Startzeitpunkte der Achsen variieren, sparen wir zusätzlich Energie, ohne Durchsatzleistung zu verlieren Meistens unterschiedlicher Zeitbedarf für beide Achsen Früher: Beide Achsen gleichzeitig gestartet und mit voller Dynamik Bis 2015: Startzeitpunkt der schnelleren Achse in Abhängigkeit von der Strecke optimiert (BPA) Heute: Startzeitpunkt und Dynamik von der schnelleren Achse in Abhängigkeit von der Strecke optimiert (BPN) Kein Durchsatzleistungsverlust Energiebedarfsreduzierung BPA: ca. 3 % Energiebedarfsreduzierung BPN: ca. 7% 12

13 Bei der Steigerung der Energieeffizienz verfolgen wir verschiedene Strategien 1 Bewegungen optimieren 2 Wege reduzieren 3 Gesamte Leistung der Anlage anpassen 4 Indirekte Maßnahmen treffen 13

14 Die intelligente Einlager- und Umlageroptimierung (ELO/ULO) reduziert Wege und damit den Zeit- und Energiebedarf Wegoptimierte Fahrstrategien: Einlager- und Umlageroptimierung LVS Bei einem Doppelspiel: Reduzieren der Strecke zwischen Einlager- und Auslagerfach reduziert den Energiebedarf und steigert die Durchsatzleistung Reduzieren der Strecke zwischen Auslager- und Umlagerfach reduziert den Energiebedarf und steigert die Durchsatzleistung E A E A Energieeinsparung: bis 10 % Steigerung der Durchsatzleistung: 7% A1 14

15 Auch die permanente dynamische ABC-Verteilung reduziert Wege und damit den Zeit- und Energiebedarf Reduzierung von Wegen im Automatiklager durch dynamische ABC-Reorganisation, ABC-Analyse ÜP C A A B C B C B B A B A1 C B A ÜP B C B B A B C A B C A1 A B C A LVS ca % der Bewegungen (Fahrten) werden üblicherweise mit den aktuellen A-Artikeln gemacht. Energieeinsparung: bis 23 % Durchsatzleistungserhöhung ca. 14 % Kombination von ABC-Strategie und ELO/ULO: Energiebedarfsreduzierung bis 27 % Durchsatzleistungserhöhung ca. 17 % 15

16 Die Lagersoftwarte optimiert die Fahrtrouten von Gabelstaplern und damit deren Energiebedarf Reduzierung von Wegen im manuell bedienten Lager durch Wegeoptimierung Chaotisch: LVS Optimiert:

17 Bei der Steigerung der Energieeffizienz verfolgen wir verschiedene Strategien 1 Bewegungen optimieren 2 Wege reduzieren 3 Gesamte Leistung der Anlage anpassen 4 Indirekte Maßnahmen treffen 17

18 Bei unserem Energiesparkonzept passt sich der Energiebedarf der geforderten Anlagenleistung an Energie lässt sich vor allem dann sparen, wenn die Antriebsleistung und damit die Anlagendynamik reduziert wird, wenn keine Höchstleistung erforderlich ist oder die Anlage in einen Standby- Modus versetzt wird. RBG FT LVS Energie Reduzierung der Energieaufnahme Standby Modus Zeit 18

19 Um auf die aktuelle Situation der Anlage reagieren zu können, haben wir drei Energiemodi definiert Definition verschiedener Energiemodi Normalbetrieb alle Anlagenteile sind aktiv maximal verfügbare Dynamikwerte Energiesparmodus alle Anlagenteile sind aktiv reduzierte Dynamikwerte Standby großer Teil der Anlage ist deaktiviert Steuerungen und BUS-System bleiben für einen sauberen Wiederanlauf aktiv 19

20 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 Die Betreiber können manuell oder automatisch zwischen den Energiemodi umschalten Manuelle Anpassung der Gesamtanlagenleistung am Leitstand Automatische, stufenlose Anpassung der Gesamtanlagenleistung an den aktuellen Leistungsbedarf durch ein intelligentes WMS von Stufe Standby bis Stufe Full-Speed Das viadatwms steuert damit den gesamten Materialfluß in Abhängigkeit der anstehenden Aufträge 30 Leistung "full speed"/kw Leistung "full speed"/kw 25 Leistung "full speed"/kw Leistung "stand by" / kw

21 Mit reduzierter Dynamik sinkt der Energiebedarf und der Verschleiß der Anlage RBG: FT: Reduzierung der Geschwindigkeit und Beschleunigung um 50 % Durchsatzleistung wird um ca. 30 % reduziert Energiebedarf pro Spiel um ca. 10 % Durchschnittliche elektrische Leistung des RBG um ca. 30 % reduziert Fahrzeit um 74 % verlängert Energiebedarf um 40 % reduziert Zusätzlich: Die mechanische Belastung für das System ist geringer Der Verschleiß wird reduziert 21

22 Bei der Steigerung der Energieeffizienz verfolgen wir verschiedene Strategien 1 Bewegungen optimieren 2 Wege reduzieren 3 Gesamte Leistung der Anlage anpassen 4 Indirekte Maßnahmen treffen 22

23 Mit exakter Packmittel-Vorberechnung wird weniger Luft versendet Produktverpackungen sind oft viel zu groß dimensioniert LVS Lösung: Exakte Packmittel-Vorberechnung Dynamische Stammdatenoptimierung Voraussetzung: Gepflegte Stammdaten Iterative Stammdatenoptimierung auf Basis von Kennzahlen: Anzahl aufgesetzter Kartons pro Tag, Anzahl der vorzeitigen Karton-voll-Meldungen bezogen auf die Anzahl Kartons pro Tag Füllgrad der Versandeinheiten in Abhängigkeit von Frachtführer, Versandart, Kartontyp 23

24 Mit Energiebedarfsmonitoring weiß der Kunde, wie viel Energie seine Anlage benötigt 24

25 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 25