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Heinrich Martin Transport- und Lagerlogistik
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Heinrich Martin Transport- und Lagerlogistik Planung, Aufbau und Steuerung von Transport- und Lagersystemen 3., tiberarbeitete und erweiterte Auflage Mit 393 Abbildungen und 44 Tabellen Il Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Ein Titeldatensatz rur diese Publikation ist bei Der Deutschen Bibliothek erhăltlich. 1. Auflage 1995 2., iiberarbeitete und erweiterte Auflage 1998 3., iiberarbeitete und erweiterte Auflage 2000 Alle Rechte vorbehalten Springer Fachmedien Wiesbaden 2000 Urspriinglich erschienen bei Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbh, BraunschweigjWiesbaden, 2000 Das Werk einschlie8lich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschiitzt. Jede Verwertung au8erhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulăssig und strafbar. Das gilt insbesondere fur Vervielfăltigungen, Ubersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. http://www.vieweg.de Technische Redaktion: Hartmut Kiihn von Burgsdorff Konzeption und Layout des Umschlags: Ulrike Weigel, www.corporatedesigngroup.de Gedruckt auf săurefreiem Papier ISBN 978-3-528-24941-0 ISBN 978-3-322-94317-0 (ebook) DOI 10.1007/978-3-322-94317-0
v Vorwort Das Fachbuch "Transport- und Lagerlogistik" ist das Nachfolgebuch des 1979 erschienenen Buches "Farder- und Lagertechnik". Es gibt in knapper und systematischer Form einen vertiefenden Uberblick tiber Untemehmenslogistik MaterialfluBtechnik und Einheitenbildung Transport- und Umschlagsysteme Lager- und Kommissioniersysteme Planungssystematik und Planungsmanagement. 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 Seite dieses Fachgebietes beschaftigen mtissen. Der Schwerpunkt bei der Ausarbeitung des Buches lag auf der planerischen Transport- und Lagertechnik mit notwendigen Vordimensionierungen und nicht auf maschinenbauspezifischen und konstruktiven Berechnungen. 1m Vordergrund standen fur die behandelnden Gebiete die Vermittlung von umfassendem und detailliertem Wissen durch Aufzeigen des konstruktiven und funktionellen Aufbaus der EinzelgraBen mit Vor- und Nachteilen, Einsatzgebieten und planerisch wichtigen GraBen sowie der Darlegung des Zusammenhanges und der Abhangigkeiten untereinander. Die logistische Betrachtungsweise durchzieht - wenn auch oft nicht direkt sichtbar - das ganze Buch. Beispiele und Fragen sollen den dargebotenen Stoff erganzen und festigen. Die Ftille der technischen Zeichnungen, Prinzipskizzen, Strukturbilder und Tabellen dienen dem Planer in seiner kreativen Arbeitsphase, Variantenmaglichkeiten zu erkennen und magliche Lasungen aufzuzeigen. Automation ist nur sinnvoll, wenn sie wirtschaftlich ist. So gesehen ist der Mechanisierung Rechnung getragen und durch die vielen Firmenbilder der neueste Stand der Transport- und Lagertechnik dokumentiert. Das Buch soli Anregungen und Hilfen bei der DurchfUhrung von Studien- und Diplomarbeiten, bei der Erstellung von Planungen, bei der Lasungsfindung und der Auswahl von MaterialfluBsystemen fur die Optimierung der innerbetrieblichen Systeme bieten. Den im Quellennachweis genannten Firmen machte ich fur die UntersWtzung mit Informationen und Veraffentlichungsmaterial herzlich danken. Kritische Anregungen nehmen Verlag und Verfasser jederzeit dankend entgegen. Hamburg, im Marz 1995 Heinrich Martin
VI Vorwort Vorwort zur 2. Auflage Die Logistik ist die wissenschaftliche Lehre von der Planung, Gestaltung, Steuerung und Kontrolle der Material- und Informationsfltisse in Systemen. In diesem Sinne wurde die 2. Auflage dieses Buches verbessert, erganzt und auf den neuesten Stand gebracht, sowie wesentlich im Bereich der logistischen Funktion "Steuern" erweitert. Identifikations- und Datentibertragungssysteme wurden neu aufgenommen, Fotos ausgetauscht, Kapitel und Beispiele erweitert und erganzt, sowie Fachbegriffe und Detailinformationen vervollstandigt. VDI-Richtlinien und DIN-Normen wurden tiberarbeitet und in der Zwischenzeit veraltete Begriffe durch neue Fachausdrticke ersetzt. Viele Anregungen von kritischen Leserzuschriften sind ausgewertet und verarbeitet worden. Besonders zu erwahnen sind die vielen Hinweise in einem Kapitel auf weitere Informationen tiber dieses Fachgebiet in anderen Kapiteln, Beispielen und Bildern, so dab das Buch das Studieren einfacher macht. Die Zielsetzungen des vorliegenden Buches - im Vorwort der 1. Auflage 1995 ausgefuhrt - bleiben voll erhalten, d.h. das Buch behandelt die Transport-, Umschlag- und Lagersysteme unter logistischen und planerischen Gesichtspunkten und vermittelt die Grundlagen der Planungssystematik und Projektorganisation z.b. fur Fabrikplanungsaufgaben. Den im Quellenverzeichnis genannten Firmen mochte ich fur die Unterstiitzung zum Gelingen der 2. Auflage ebenso danken wie dem Vieweg-Verlag ftir seine Anregungen. Hamburg, im J uli 1997 Heinrich Martin Vorwort zur 3. Auflage Die erfreuliche standige Nachfrage nach dem Buch erfordert in kurzer Zeit eine 3. Auflage. Auch diesmal wurde das vorliegende Buch tiberarbeitet, durch weitere Themen, Bilder und Beispiele erweitert, dem derzeitigen Stand der Technik angepabt und die zahlreichen Anregungen der Leserzuschriften nach Machbarkeit umgesetzt. Mein Dank gilt allen, die mich bei meiner Arbeit unterstiitzt haben, den Unternehmen, die durch eine Anzeige die Buchkosten reduzierten und dem Vieweg-Verlag, der mit grobem Aufwand meine Arbeit umgesetzt hat. Hamburg, im Februar 2000 Heinrich Martin
VII Inhaltsverzeichnis 1 Unternehmen und Logistik.... 1.1 Schnittstellen eines Unternehmens.... 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Ziele und Funktionen der Logistik.... Unternehmenslogistik... 1.3.1 Beschaffungslogistik... 1.3.2 Produktionslogistik... 1.3.3 Distributionslogistik... 1.3.4 Entsorgungslogistik... Innerbetriebliche Logistik.... BetriebswirtschaftIiche Logistik.... 1.5.1 Kennzahlen... I.5.2 Strategien... Logistik und Unternehmensorganisation.... VDI-Richtlinien.... Beispiele, Fragen.... 2 3 5 6 7 8 10 10 II 12 13 13 13 2 Materialflu6.... 16 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Materialflu6funktionen und -Iogistik.... Unterteilung, Einteilung.... Komponenten des Materialflusses... 2.3.1 Technische und raumliche Komponente... 2.3.2 Quantitative Komponente... 2.3.3 Zeitliche und organisatorische Komponente... Materialflu6kosten... Materialflu6untersuchung.... 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 2.5.5 Ursachen.... Ziel, Aufgabe, Vorgehensweise.... Erfassen des Materialtlusses.... 2.5.3.1 Multimoment-Verfahren.... 2.5.3.2 VDI-A WF-MaterialtluBbogen.... 2.5.3.3 VON-NACH-Matrix.... 2.5.3.4 Erhebungsbogen.... Auswerten und Darstellen der MaterialtluBaufnahmen.... Schwachstellenerkennung, Beurteilung.... 16 17 19 19 20 22 23 23 24 24 25 25 26 27 28 28 29
VIII Inhaltsverzeichnis 2.6 2.7 2.8 Materialflu6planung... 2.6.1 Planungsdaten, Ziele, GestaItungsgrundsatze... 2.6.2 Vorgehensweise... 2.6.2.1 Konventionelle MaterialfluBplanung... 2.6.2.2 Rechnerunterstiitzte MaterialfluBplanung... VDI-Richtlinien... Beispiele, Fragen.... 34 34 35 35 35 36 36 3 Transportgut - Verpackung - Ladeeinheit.... 51 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Transport- und Lagergut... 3.1.1 Einteilung... 3.1.2 Schiittgut... 3.1.3 Stiickgut... 3.1.4 Transport-, Lager- und Ladehilfsmittel... 3.1.4.1 Nicht unterfahrbare Transport- und Lagerhilfsmittel. 3.1.4.2 Unterfahrbare Transport- und Lagerhilfsmittel... 3.1.4.3 Container... Verpackung... 3.2.1 Packstiick, Sammelpackung... 3.2.2 Verpackungsverordnung, Verpackungsarten... 3.2.3 AbfalI- und Verpackungsentsorgung... Ladeeinheit, Ladung, Transportversicherung... 3.3.1 Logistische Einheit, Ladeeinheit... 3.3.2 Ladeeinheitenbildung... 3.3.3 Palettierung, Packmuster, Palettiermaschine... 3.3.4 Transportsicherung von Ladeeinheiten... 3.3.4.1 Verpackungsermittlung... 3.3.4.2 Ladungssicherung fiir Pal etten... 3.3.4.3 Schrumpfen... 3.3.4.4 Stretchen... 3.3.5 Palettenlose Ladeeinheit... 3.3.6 Zusammenstellung und Sicherung von Ladungen... Planung von Verpackung und Ladeeinheitenbildung... VDI-Richtlinien, DIN-Normen, Vorschriften.... Beispiele, Fragen.... 51 51 51 54 54 54 56 60 62 62 63 63 65 65 66 66 70 70 70 71 72 73 73 75 75 75 4 Grundlagen Transport.... 83 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 Innerbetrieblicher Transport... Transportlogistik... Transportsystem, -technik, -kette... Innerbetriebliche Transportmittel... Antriebsarten... 83 83 83 85 85
Inhaltsverzeichnis IX 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 4.5.5 4.5.6 4.5.7 Manueller Antrieb.... Schwerkraftantrieb.... Verbrennungsrnotorischer Antrieb.... Elektrornotorischer Antrieb.... 4.5.4.1 Drehstrornrnotoren.... 4.5.4.2 Gleichstrornrnotoren.... 4.5.4.3 Strornzuflihrungen.... Hybridantrieb.... Batterieelektrische Antriebseinheit.... Hydraulische Antriebseinheit.... Rad, Bereifung, Fahrbahn.... 4.6.1 Bereifung und Fahrbahn... 4.6.1.1 Luftreifen... 4.6.1.2 Superelastikreifen... 4.6.1.3 Vollgummireifen... 4.6.1.4 Kunststoffreifen... 4.6.1.5 Felgen... 4.6.2 Rader flir Schienen... 4.6.3 Fahrbahn, Schiene... Dimensionierungsgrundlagen... 4.7.1 Grundlegende Begriffe... 4.7.2 Forrn- und reibschli.issige Kraftiibertragung... 4.7.3 Transportgutstrorne... 4.7.4 Motorauslegung... 4.7.4.1 Gesichtspunkte zur Auswahl des Antriebs... 4.7.4.2 Beharrungs- und BeschleunigungsgroBen... 4.7.4.3 Fahr- und Hubrnotore... Wirtschaftlichkeit, Betriebskosten... Transportpianung... 4.9.1 Gesichtspunkte zur Transportplanung... 4.9.2 Vorgehensweise, Durchflihrung... VDI-Richtlinien, DIN-Normen, Vorschriften... Beispieie, Fragen.... 86 87 87 87 88 89 89 90 90 94 96 96 96 98 98 98 98 99 99 101 101 102 104 104 104 105 106 106 109 109 110 110 113 5 Stetigforderer.... 5.1 Allgemeines... 5.1.1 Definition, Vor- und Nachteile, Einsatz... 5.1.2 Ein- und Unterteilung... 5.1.3 Dirnensionierungsgrundlagen... 5.2 Stetigforderer fiir Schiitt- und Stiickgut... 5.2.1 Allgerneines... 5.2.2 Bandforderer... 5.2.3 GliederbandfOrderer... 5.2.4 Rutschen, Fallrohre... 119 119 119 120 121 122 122 122 138 138
x Inhaltsverzeichnis 5.3 Stetigftirderer fur Stiickgut... 140 5.3.1 Allgemeines... 140 5.3.2 SchleppkettenfOrderer, TragkettenfOrderer... 140 5.3.3 Kreis- und SchleppkreisfOrderer... 142 5.3.4 RollenfOrderer, Kugeltische... 146 5.3.5 UmlauffOrderer... 152 5.4 Stetigftirderer fur Schiittgut......... 152 5.4.1 Allgemeines... 152 5.4.2 Becherwerke... 153 5.4.3 Kratzer- und TrogkettenfOrderer... 157 5.4.4 Transport mit Schnecken... 160 5.4.5 SchwingfOrderer... 165 5.4.6 Transport mit Luft... 174 5.5 Normen, Richtlinien, Vorschriften...... 179 5.6 Beispiele, Fragen... 181 6 Unstetigforderer.... 191 6.1 6.2 Merkmale, Einsatz, Einteilung... Hebezeuge... 191 192 6.2.1 Hebebiihnen... 192 6.2.2 Vertikalforderer... 193 6.3 6.4 Hangebahnen... Krane... 194 196 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 Allgemeines, Einteilung... Laufkrane... Portalkrane... Stapelkran... 196 198 200 201 6.5 Schienenfahrzeuge... 202 6.5.1 Verschiebe- und Verschiebehubwagen... 202 6.5.2 RegalfOrderzeuge (RFZ)... 202 6.6 Flurforderzeuge... 204 6.6.1 Vor- und Nachteile, Einteilung... 204 6.6.2 Auswahlkriterien... 206 6.6.2.1 Bauformen...... 206 6.6.2.2 Lenksystem, Lenkart, Lenkung... 207 6.6.2.3 Mitgangerbetrieb... 208 6.6.2.4 Mitfahrerbetrieb... 208 6.6.3 6.6.4 6.6.5 6.6.6 6.6.7 Fahrwiderstand.... Manuell betriebene FlurfOrderzeuge.... Schlepper.... Wagen.... Stapler.... 6.6.7.1 Einsatzbedingungen.... 6.6.7.2 Aufbau, Antrieb, Einsatzsteuerung.... 208 210 213 213 215 215 216
Inhaltsverzeichnis XI 6.6.7.3 Standsicherheit, Tragfahigkeitsdiagrarnrn... 218 6.6.7.4 Hubgeriist, Lastaufnahmemittel, Anbaugerate... 219 6.6.7.5 Arbeitsgangbreite, Flachenbelastung... 223 6.6.7.6 Staplertypen... 224 6.6.7.7 Betriebskosten Gabelstapler... 228 6.6.8 VDI-Richtlinien... 230 6.6.9 Beispiele, Fragen... 231 6.7 Fahrerlose Flurforderzeuge... 240 6.7.1 Vorteile, Einsatz... 240 6.7.2 Komponenten einer FTS-Anlage... 241 6.7.2.1 Fahrzeug... 241 6.7.2.2 Fahrkurs... 243 6.7.2.3 Lastiibergabe... 247 6.7.2.4 Anlagensteuerung... 247 6.7.2.5 Dateniibertragungssysteme... 248 6.7.3 Beispiele, Fragen... 250 7 Waren- und Containerumschlag... 257 7.1 Umschlagslogistik... 257 7.2 Schiittgutumschlag... 258 7.3 Stiickgutumschlag... 258 7.3.1 Umschlagsmittel... 258 7.3.2 Umschlagsbereich... 259 7.3.2.1 Rampen... 260 7.3.2.2 Oberladebriicken, Tore, Torabdichtungen... 263 7.3.3 Umschlagssysteme fur Ladeeinheiten... 264 7.3.4 Container- und Wechselbehaiterumschlag... 267 7.4 Gesichtspunkte zur Planung des Umschlagsbereiches... 268 7.S Beispiele, Fragen... 268 8 Handhabung... 278 8.1 Definition, Aufgabe... 278 8.2 Handhabungsmittel... 278 8.2.1 Handhabungsmittel zur Mengenanderung... 278 8.2.2 Handhabungsmittel zur Lageanderung... 279 8.2.3 Handhabungsmittel im integrierten Einsatz... 280 8.3 Handhabungsproze8... 281 8.4 Handhabungssystem und Materialflu8... 281 9 Grundlagen Lager und Kommissionierung... 283 9.1 Lagerhaltung, Lagerbestand... 283 9.2 Lagerbezeichnungen, Definitionen... 285
XII Inhaltsverzeichnis 9.3 Lagerorganisation, Lagerplatzordnung.................. 289 9.4 Lagerstmktur... 291 9.4.1 Wareneingang... 292 9.4.2 Transportsysteme... 292 9.4.3 Einheitenlager (EL)... 292 9.4.4 Kommissionieriager (KL)... 293 9.4.5 Warenausgang (WA)... 293 9.4.6 Lagerstrukturvarianten... 293 9.4.6.1 Varianten... 293 9.4.6.2 Hauptgangsystem... 294 9.4.6.3 Zweigangsystem... 294 9.5 Lagerlogistik... 295 9.6 LagerhaItungskosten... 296 9.7 Begriffe, Kennzahlen... 296 9.8 Lagerstrategien... 300 9.9 Beispiele, Fragen.................................. 300 10 Lagersysteme... 304 10.1 Schiittgutlagemng... 304 10.1.1 Schiittgut-Bodenlagerung... 304 10.1.2 Schiittgut-Behtilterlagerung....... 304 10.1.3 Beschicken und Entleeren von BunkerniSilos... 305 10.2 Stiickgutlagerung... 306 10.2.1 Lagerungsarten, Lagersystem...... 306 10.2.2 Bodenlagerung... 307 10.3 Regallagerung... 309 10.3.1 Linienlagerung, RegaJtypen... 309 10.3.1.1 Fachbodenregal... 309 10.3.1.2 Palettenregal, Behalterregal... 310 10.3.1.3 Langgutregal... 313 10.3.1.4 Sonderregale... 315 10.3.2 Blocklagerung, Regaltypen... 315 10.3.2.1 Einfahrregal, Durchfahrregal... 315 10.3.2.2 Durchlaufregal, Einschubregal... 316 10.3.2.3 Verschieberegal... 318 10.3.2.4 Umlaufregal... 319 10.3.2.5 Satellitenregal... 324 10.3.2.6 Kanalregal... 325 10.3.2.7 Sonderregale... 326 10.4 Transportmittel fur die Ein- und Auslagerung... 328 10.4.1 Krane... 328 10.4.2 Schienengebundene FlurfOrdermittel... 328 10.4.3 Flurforderfahrzeuge... 330
Inhaltsverzeichnis XIII 10.5 Lagerproze8steuerung... 332 10.5.1 ProzeBsteuerungsarten... 332 10.5.2 Off-line-Betrieb... 332 10.5.3 On-line-Betrieb... 333 10.5.4 Lagerverwaltungssystem, Betriebsmittelsteuerung... 334 10.5.5 Dateniibertragungssysteme... 336 10.6 Richtlinien, Beispiele, Fragen... 336 11 Konunissioniersysteme... 337 11.1 Funktionen des Kommissioniervorganges... 337 11.1.1 Bereitstellen der Waren... 338 11.1.2 Fortbewegen des Kommissionierers... 339 11.1.3 Entnehmen der Waren... 339 11.1.4 Abgeben der Waren...... 340 11.2 Ablauforganisation des Kommissioniervorganges...... 340 11.3 Konunissionierzeit, -Ieistung... 342 11.4 Manuelles Kommissionieren... 345 11.4.1 Horizontalkommissionierer... 346 11.4.2 Vertikalkommissionierer............... 346 11.5 Automatisches Kommissionieren... 347 11.6 Beispiele fur Einheiten- und Kommissionieriagersysteme... 350 11.7 VDI-Richtlinien... 357 11.8 Beispiele, Fragen... 358 12 Planung und Projektmanagement... 382 12.1 Planungstechnische Grundlagen... 382 12.1.1 Aufgaben und Bedeutung... 382 12.1.2 Planungsursachen... 382 12.1.3 Planungsarten... 383 12.1.4 EinfluBfaktoren... 383 12.1.5 Planungsgrundsatze........ 383 12.2 Planungsdaten... 384 12.3 Planungssystematik... 385 12.3.1 IterationsprozeB... 385 12.3.2 Planungsablauf... 386 12.3.3 Projektorganisation... 386 12.4 Vorstudie... 388 12.5 Systemplanung... 388 12.5.1 Vorbereitung der Planung... 388 12.5.2 Analyse... 389 12.5.3 Verabschiedung... 390
XIV Inhaltsverzeichnis 12.5.4 Systemalternativen... 390 12.5.5 Beurteilung......... 390 12.5.6 Entscheidung... 391 12.6 AusfUhrungsplanung.................. 391 12.7 Ausfiihrung... 393 12.8 Projektkontrolle............ 394 12.9 Planungsinstrumentarium............ 394 12.9.1 Koordinations- und Informationsmittel... 395 12.9.2 Daten-Ermittlungsmethoden... 397 12.9.3 Optimierungsverfahren... 398 12.9.3.1 Zuordnungsverfahren... 398 12.9.3.2 Simulation... 399 12.9.4 Beurteilungs- und Entscheidungsmethoden... 399 12.9.4.1 Morphologischer Kasten... 400 12.9.4.2 Qualitative Verfahren... 400 12.9.4.3 Quantitative Verfahren... 402 12.9.5 Darstellungsmethoden... 403 12.9.6 Prasentationstechniken........ 406 12.10 Beispiele spezifischer Fragen... 407 12.10.1 Einrichtungslayout... 407 12.10.2 Bauleitplan............... 407 12.10.3 Standortuntersuchung..... 411 12.10.4 Losungsfindung... 413 12.10.5 Rechnergesttitzte Fabrikplanung...... 413 12.10.6 Vorbeugender Brandschutz... 415 12.11 VDI-Richtlinien... 419 12.12 Beispiele, Fragen... 420 Literaturverzeichnis... 432 Periodika, Zeitschriften, Firmenpublikationen......... 433 Quellennachweis fur Bilder und Tabellen aus Prospekten und Biichern...... 434 Sachwortverzeichnis...... 436