Heinrich Martin. Transport- und Lagerlogistik

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1 Heinrich Martin Transport- und Lagerlogistik

2 Heinrich Martin Transport- und Lagerlogistik Planung, Struktur, Steuerung und Kosten von Systemen der Intralogistik 8., überarbeitete und erweiterte Auflage Mit 537 Abbildungen und 48 Tabellen PRAXIS

3 Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über < abrufbar. 1. Auflage , überarbeitete und erweiterte Auflage , überarbeitete und erweiterte Auflage , überarbeitete und erweiterte Auflage , überarbeitete und erweiterte Auflage , vollständig überarbeitete Auflage , erweiterte und aktualisierte Auflage , überarbeitete und erweiterte Auflage 2011 Alle Rechte vorbehalten Vieweg+Teubner Verlag Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2011 Lektorat: Thomas Zipsner Imke Zander Vieweg+Teubner Verlag ist eine Marke von Springer Fachmedien. Springer Fachmedien ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media. Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich ge schützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Ur heber rechts ge set zes ist ohne Zustimmung des Verlags unzuläs sig und straf bar. Das gilt ins be sondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Umschlaggestaltung: KünkelLopka Medienentwicklung, Heidelberg Technische Reaktion: Stefan Kreickenbaum, Wiesbaden Druck und buchbinderische Verarbeitung: Ten Brink, Meppel Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Printed in the Netherlands ISBN

4 V Vorwort zur 8. Auflage Das Fachbuch Transport- und Lagerlogistik wurde grundlegend überarbeitet und gibt in knapper und systematischer Form einen vertiefenden Überblick über Unternehmenslogistik Materialflusstechnik und Einheitenbildung Transport- und Umschlaglogistik Lager- und Kommissionierlogistik Planungssystematik und -management Informationslogistik Dieses Lehr- und Arbeitsbuch richtet sich an Studenten der technischen Fachrichtungen und an im Beruf stehende Praktiker, Produktions-, Planungs- und Wirtschaftsingenieure, die sich in erster Linie mit der planerischen und praxisorientierten Seite dieses Fachgebietes beschäftigen müssen. Der Schwerpunkt bei der Ausarbeitung des Buches lag auf der planerischen Transport- und Lagertechnik mit notwendigen Vordimensionierungen und nicht auf maschinenbauspezifischen und konstruktiven Berechnungen. Im Vordergrund standen für die behandelnden Gebiete die Vermittlung von umfassendem und detailliertem Wissen durch Aufzeigen des konstruktiven und funktionellen Aufbaus der Einzelgrößen mit Vor- und Nachteilen, Einsatzgebieten und planerisch wichtigen Größen sowie der Darlegung des Zusammenhanges und der Abhängigkeiten untereinander. Die logistische Betrachtungsweise durchzieht wenn auch oft nicht direkt sichtbar das ganze Buch. Beispiele und Fragen sollen den dargebotenen Stoff ergänzen und festigen. Die Fülle der Bilder, der technischen Zeichnungen, Strukturbilder und Tabellen dienen dem Planer in seiner kreativen Arbeitsphase, Variantenmöglichkeiten zu erkennen und mögliche alternative Lösungen aufzuzeigen. In der vorliegenden Auflage wurden die meisten Kapitel auf den derzeitigen Stand der Technik gebracht. Diese Aktualisierung und Umgestaltung betrifft Abbildungen, Text und Beispiele und VDI-Richtlinien. Das Buch soll Anregungen und Hilfen bei der Durchführung von Studien- und Diplomarbeiten, Bachelor- und Masterarbeiten, bei der Erstellung von Planungen, bei der Lösungsfindung und der Auswahl von Materialflusssystemen für die Optimierung der innerbetrieblichen Systeme bieten. Daher sind mit vielen Beispielen Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen und -berechnungen angegeben, z. B. um die Amortisationszeit einer Investition zu bestimmen. Der Quellennachweis geschieht mit der Internetanschrift unter jedem Bild, so dass schnell weitere detailliertere Informationen erhalten werden können. Den genannten Firmen möchte ich für die Unterstützung mit Informationen und Veröffentlichungsmaterial herzlich danken, ebenso den Firmen, die durch eine Anzeige die Buchkosten reduziert haben. Dem Vieweg+Teubner Verlag danke ich für die Umsetzung meiner Arbeit. Kritische Anregungen nehmen Verlag und Verfasser jederzeit dankend entgegen. Hamburg, im Januar 2011 Heinrich Martin

5 VII Inhaltsverzeichnis Vorwort zur 8. Auflage... V Abkürzungsverzeichnis... XV 1 Unternehmen und Logistik Schnittstellen eines Unternehmens Ziele und Funktionen der Logistik Unternehmenslogistik Beschaffungslogistik Produktionslogistik Distributionslogistik Entsorgungslogistik Innerbetriebliche Logistik Betriebswirtschaftliche Logistik Kennzahlen Ziel, Strategien Logistik und Unternehmensorganisation VDI-Richtlinien Beispiele und Fragen Materialfluss Materialflussfunktionen und -logistik Unterteilung, Einteilung Komponenten des Materialflusses Technische und räumliche Komponente Quantitative Komponente Zeitliche und organisatorische Komponente Materialflusskosten Materialflussuntersuchung Ursachen Ziel, Aufgabe, Vorgehensweise Erfassen des Materialflusses Multimomentaufnahmen VDI-AWF-Materialflussbogen VON-NACH-Matrix Erhebungsbogen Auswerten und Darstellen der Materialflussaufnahmen Wertstromdesign Schwachstellenerkennung, Beurteilung Materialflussplanung Planungsdaten, Ziele, Gestaltungsgrundsätze Vorgehensweise... 40

6 VIII Inhaltsverzeichnis Konventionelle Materialflussplanung Rechnergestützte Materialflussplanung Materialflusssimulation VDI-Richtlinien Beispiele und Fragen Transportgut Verpackung Ladeeinheit Transport- und Lagergut Einteilung Schüttgut Stückgut Transport-, Lager- und Ladehilfsmittel Nicht unterfahrbare Transport- und Lagerhilfsmittel Unterfahrbare Transport- und Lagerhilfsmittel Container Verpackung Packstück, Sammelpackung Verpackungsarten Abfall- und Verpackungsentsorgung Ladeeinheit, Ladung, Transportsicherung Logistische Einheit, Ladeeinheit Bildung von Ladeeinheiten Palettierung, Packmuster, Palettiermaschine Transportsicherung von Ladeeinheiten Verpackungsermittlung Ladungssicherung für Paletten Schrumpfen Stretchen Palettenlose Ladeeinheit Zusammenstellung und Sicherung von Ladungen Planung von Verpackung und Ladeeinheitenbildung VDI-Richtlinien, DIN-Normen Beispiele und Fragen Grundlagen Transport Innerbetrieblicher Transport Transportlogistik Transportsystem, Transporttechnik, Transportkette Innerbetriebliche Transportmittel Antriebsarten Manueller Antrieb Schwerkraftantrieb Verbrennungsmotorischer Antrieb Elektromotorischer Antrieb Drehstrommotoren Gleichstrommotoren Stromzuführungen

7 Inhaltsverzeichnis IX Hybridantrieb Batterieelektrische Antriebseinheit Hydraulische Antriebseinheit Rad, Bereifung, Fahrbahn Bereifung und Fahrbahn Luftreifen Superelastikreifen Vollgummireifen Kunststoffreifen Felgen Räder für Schienen Fahrbahn, Schiene Dimensionierungsgrundlagen Grundlegende Begriffe Form- und reibschlüssige Kraftübertragung Transportgutströme Motorauslegung Gesichtspunkte zur Auswahl des Antriebes Beharrungs- und Beschleunigungsgrößen Fahr- und Hubmotore Wirtschaftlichkeit, Investition, Betriebskosten Transportplanung Gesichtspunkte zur Transportplanung Vorgehensweise, Durchführung VDI-Richtlinien, DIN-Normen, Empfehlungen Beispiele und Fragen Stetigförderer Allgemeines Definition, Vor- und Nachteile, Einsatz Ein- und Unterteilung Dimensionierungsgrundlagen Stetigförderer für Schütt- und Stückgut Allgemeines Bandförderer Gliederbandförderer Rutschen, Fallrohre Stetigförderer für Stückgut Allgemeines Schleppketten- und Tragkettenförderer Kreisförderer, Power & Free-Förderer Rollenförderer, Kugeltische Umlaufförderer Stetigförderer für Schüttgut Allgemeines Becherwerke Kratzer- und Trogkettenförderer Transport mit Schnecken

8 X Inhaltsverzeichnis Schwingförderer Transport mit Luft Normen, Richtlinien, Empfehlungen Beispiele und Fragen Unstetigförderer Merkmale, Einsatz, Einteilung Hebezeuge Hebebühnen Vertikalförderer Elektro-Hängebahnen Krane Allgemeines, Einteilung Laufkrane (Brückenkrane) Portalkrane Stapelkran Schienenfahrzeuge Verschiebe- und Verschiebehubwagen Regalbediengeräte (RBG) Flurförderzeuge Vor- und Nachteile, Einteilung Auswahlkriterien Bauform Lenksystem, Lenkart, Lenkung Mitgängerbetrieb Mitfahrerbetrieb Fahrwiderstand Manuell betriebene Flurförderzeuge Schlepper Wagen Stapler Einsatzbedingungen Aufbau, Antrieb Standsicherheit, Tragfähigkeitsdiagramm Hubgerüst, Lastaufnahmemittel, Anbaugeräte Verkehrsweg, Arbeitsgangbreite, Flächenbelastung Staplertypen Einsatzsteuerung, Staplerleitsystem SLS Betriebskosten Gabelstapler VDI-Richtlinien Beispiele und Fragen Fahrerlose Flurförderzeuge Vorteile, Einsatz Komponenten einer FTS-Anlage Fahrzeug Fahrkurs Lastübergabestationen Anlagensteuerung

9 Inhaltsverzeichnis XI VDI-Richtlinie Beispiele und Fragen Waren- und Containerumschlag Umschlaglogistik Schüttgutumschlag Stückgutumschlag Umschlagmittel Umschlagbereich Rampen Überladebrücken, Tore, Torabdichtungen Umschlagsysteme für Ladeeinheiten Container- und Wechselbehälterumschlag Gesichtspunkte zur Planung des Umschlagbereiches VDI-Richtlinien Beispiele und Fragen Handhabung Definition und Aufgabe Handhabungsmittel Handhabungsmittel zur Mengenänderung Handhabungsmittel zur Lageänderung Handhabungsmittel im integrierten Einsatz Handhabungsprozess Handhabungssystem und Materialfluss Grundlagen Lager und Kommissionierung Lagerhaltung, Lagerbestand Lagerbezeichnungen, Definitionen Lagerplatzordnung Lagerstruktur Wareneingang (WE) Transportsysteme Einheitenlager (EL) Kommissionierlager (KL) Warenausgang (WA) Lagerstrukturvarianten Varianten Hauptgangsystem Zweigangsystem Lagerlogistik Lagerhaltungskosten Begriffe, Kennzahlen Lagerstrategien Beispiele und Fragen

10 XII Inhaltsverzeichnis 10 Lagersysteme Schüttgutlagerung Schüttgut-Bodenlagerung Schüttgut-Behälterlagerung Beschicken und Entleeren von Bunkern/Silos Stückgutlagerung Lagerungsarten, Lagersystem, Regalarten Bodenlagerung Regallagerung Regalarten für Linienlagerung Fachbodenregal Palettenregal, Behälterregal Langgutregal Sonderregale Regalarten für Linien-/Kompaktlagerung Verschieberegal Umlaufregal Doppeltiefes Palettenregal Turmregal Regalarten: Kompaktlagerung Einfahrregal, Durchfahrregal Durchlaufregal, Durchrutschregal Einschubregal Satellitenregal Rollwagenregal Satelittenregal mit Gabelstaplerbedienung Transportmittel für die Ein- und Auslagerung Krane Schienengebundene Flurfördermittel Flurförderzeuge VDI-Richtlinien und Beispiele (s. Kap. 11) Fragen Kommissioniersysteme Funktionen des Kommissioniervorganges Bereitstellen der Waren Fortbewegen des Kommissionierers Entnehmen der Waren Abgeben der Waren Aufbau- und Ablauforganisation des Kommissioniervorganges Ablauforganisation Kommissioniertechniken Aufbauorganisation Kommissionierzeit und -leistung Manuelles Kommissionieren Kommissionieren mit Transportmittel Horizontalkommissionierer

11 Inhaltsverzeichnis XIII Vertikalkommissionierer Automatisches Kommissionieren Beispiele für Einheiten- und Kommissionierlagersysteme VDI-Richtlinien Beispiele und Fragen Planungssystematik und Projektmanagement Planungstechnische Grundlagen Aufgaben und Bedeutung Planungsursachen Planungsarten Einflussfaktoren Planungsgrundsätze Planungsdaten Planungssystematik Iterationsprozess Planungsablauf Projektorganisation Vorstudie Systemplanung Vorbereitung der Planung Analyse Verabschiedung Systemalternativen Beurteilung Entscheidung Ausführungsplanung Ausführung Projektkontrolle Planungsinstrumentarium Koordinations- und Informationsmittel Analysemethoden Optimierungsverfahren Zuordnungsverfahren Simulation Beurteilungs- und Entscheidungsmethoden Morphologisches Verfahren Qualitative Verfahren Quantitative Verfahren Darstellungsformen Präsentationstechniken Grundlagen Fabrikplanung Einrichtungslayout Bauleitplan Standortuntersuchung Lösungsfindung Rechnergestützte Fabrikplanung Vorbeugender Brandschutz

12 XIV Inhaltsverzeichnis Richtlinien Beispiele und Fragen Informationslogistik Identifikationsträger für Stückgut Barcode-Technologie Mehrdimensionaler Barcode Anordnung der Datenträger Lesegeräte Mobile Datenspeicher RFID- Technologie Datenübertragungstechnik Datenübertragung mit Induktionstechnik Datenübertragung mit Funktechnik Datenübertragung mit Infrarottechnik Materialflusssteuerung und -verwaltung Offline-Betrieb Online-Betrieb Lagerverwaltungssystem LVS Konfiguration eines Materialfluss-Informationssystems Anbindung eines Lagers an die EDV VDI-Richtlinien Beispiele und Fragen Literaturverzeichnis Sachwortverzeichnis

13 XV Abkürzungsverzeichnis ADLZ Auftragsdurchlaufzeit AE Auswerteinheit AKL Automatisches Kleinteilelager AT Arbeitstag AWF Ausschuss für wirtschaftliche Fertigung BG Brandgefahrenklasse Bl Blatt CAM Computer Aided Manufacturing CCD Charge Coupled Device CEN Comitée Européen de Normalisation CIM Computer Integrated Manufacturing DIN Deutsches Institut für Normung DÜ Datenübertragung DZ Distributionszentrum EAN European Article Number ED Einschaltdauer EHB Einschienenhängebahn EL Einheitenlager EN Europäische Norm ERP Enterprise Ressource Planning- System EWP Einwegverpackung FIFO First-in-first-out FTF Fahrerloses Transportfahrzeug FTS Fahrerloses Transportsystem GLT Großladungsträger GPS Global Positioning System I-Punkt Identifikationspunkt ISO International Organisation for Standardisation JIS Just-in-Sequence JIT Just-in-Time Kap. Kapitel KL Kommissionierlager KLT Kleinladungsträger K-Punkt Kontrollpunkt KVP Kontinuierliches Verbesserungsprozess LAM Lastaufnahmittel LAN Local Area Network LBG Lagerbediengerät LCD Liquid Crystal Display LE Ladeeinheit LHM Ladehilfsmittel LIFO Last-in-first-out LVS Lagerverwaltungssystem MDE Maschinendatenerfassung Mobile Datenerfassung MDS Mobile Datenspeicher MF Materialfluss Mio. Million Pal Palette PH Peripherie PPS Produktionsplanung und -steuerung Pst Packstücke RAM Random excess memory RBG Regalbediengerät RFID Radio Frequency Identification ROI Return of Investment s. siehe SLG Schreib-/Leseeinheit SLS Staplerleitsystem SPS Speicher Programmierbare Steuerung St. Stück TLS Transportleitsystem TUL Transport, Umschlag, Lager UVV Unfallverhütungsvorschriften VBG Verband der Berufsgenossenschaften VDI Verein Deutscher Ingenieure VDMA Verband Deutscher Maschinenbau Anstalten VdS Verband der Sachversicherer WA Warenausgang WE Wareneingang WWS Warenwirtschaftssystem ZE Zeiteinheit