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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft en Verfahren bzw. ein System zur
Lagerung und Kommissionierung von Waren, bei denen Waren des gleichen Typs
in einer Lagereinheit zusammengefasst sind und zu Versandeinheiten
aus Waren unterschiedlicher Typen zusammengestellt werden.
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STAND DER TECHNIK
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Bei
der Produktion von Waren werden die Waren üblicherweise
zu Versand- oder Verpackungseinheiten zusammengefasst, die eine
einfache Handhabung und einen einfachen Versand ermöglichen. Allerdings
sind diese Verpackungs- oder Handelseinheiten meist so dimensioniert,
dass sie für den direkten Verkauf nicht geeignet sind,
da sie zu viele identische Waren enthalten. Entsprechend muss für
den Verkauf, z. B. in Einzelhandelsgeschäften, eine derartige
Verpackungs- bzw. Handelseinheit aufgelöst werden und in
kleinere Verkaufs- oder Versandeinheiten umgepackt werden, die zudem
unterschiedliche Waren umfassen kann. Beispielsweise erfolgt dies
in Zentrallagern von Einzelhandelsketten, bei denen in großem
Umfang eingekaufte Waren in kleine Versandeinheiten umgepackt werden
müssen, die in die Einzelhandelsgeschäfte geliefert
werden. Derartige Vorgänge können jedoch auch
beim Hersteller der Waren notwendig werden, wenn die Waren in kleineren
Verpackungseinheiten oder Gebinden verkauft werden sollen, während
die Lagerung in größeren Gebinden erfolgt.
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Dieses
Umpacken ist üblicherweise mit einem großen Aufwand
verbunden, da es mit Schwierigkeiten verbunden sein kann, die Waren
automatisiert zu handhaben. Insbesondere im Lebensmittelbereich
aber auch in anderen Warenbereichen, bei denen kleinere Einheiten
von Waren verpackt werden müssen, gibt es eine Vielzahl
unterschiedlicher Formen und Verpackungsmöglichkeiten,
die für automatisierte Handhabungssysteme schwer zu verarbeiten
sind. Als Beispiele lassen sich in Schrumpffolien verpackte Lebensmittel,
wie beispielsweise Fleisch oder dergleichen, nennen, bei denen die
Größe und Form jeder Ware unterschiedlich sein
kann.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Es
ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und
ein System zur Lagerung und Kommissionierung von Waren anzugeben,
bei denen der Automatisierungsgrad der Handhabung unterschiedlichster
Waren erhöht werden kann, wobei insbesondere eine möglichst
voll automatische Handhabung gegeben sein soll. Gleichzeitig sollen das
Verfahren und das System hohe Flexibilität hinsichtlich
unterschiedlich großer und geformter Waren bieten. Das
entsprechende Verfahren soll einfach durchführbar bzw.
das System einfach herstellbar und bedienbar sein.
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TECHNISCHE LÖSUNG
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 sowie ein System mit den Merkmalen des Anspruchs
10 und einer Lagereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass unterschiedlich große
und geformte Waren durch automatisierte Handhabungssysteme, wie
beispielsweise Roboter mit unterschiedlichen Greifvorrichtungen,
wie mechanischen Greifern, Vakuumssaugsystemen, Spannelementen,
oder Kombinationen daraus, nur dann sinnvoll gehandhabt werden können,
wenn die Position der Waren in einem Lagerbehälter bzw.
einer Lagereinheit fixiert werden kann, so dass während
der Handhabung der Lagerbehälter, also beispielsweise beim
Weg des Lagerbehälters vom Lager zu einer Umpackstation,
keine Positionsveränderung in Form von Verrutschen, Verkippen,
Umfallen etc. der Waren zu befürchten ist. Allerdings darf
eine derartige Positionssicherung die Flexibilität des
Systems nicht beeinträchtigen, was bei Positionssicherungsvorrichtungen,
die die Waren durch Formschluss in ihrer Position fixieren, nicht
gegeben ist. Entsprechend muss die Positionssicherung gemäß der
vorliegenden Erfindung formunabhän gig sein, wobei die Position
der einzelnen Waren in dem Lagerbehälter bzw. einer entsprechenden
Lagereinheit auch unabhängig vom Füllgrad der
Lagereinheit gewährleistet ist. Selbst wenn einzelne Waren
aus der Lagereinheit entnommen sind, darf es bei einer Bewegung
der Lagereinheit zu keiner Positionsveränderung der Waren
kommen.
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Unter
Position ist hierbei sowohl die örtliche Lage in einem
dreidimensionalen Raum als auch die Orientierung der Ware in diesem
Raum zu verstehen. Entsprechend wird im Rahmen der vorliegenden
Beschreibung unter identischer oder gleicher Position verstanden,
dass eine Übereinstimmung bezüglich des Ortes
in einem dreidimensionalen Raum, z. B. in einem Lagerbehälter,
und der Ausrichtung oder Orientierung der Ware in dem dreidimensionalen
Raum vorliegt. Eine Positionsveränderung wäre
somit dann gegeben, wenn entweder der Ort der Ware im Raum und/oder
die Ausrichtung oder Orientierung im Raum verändert würde.
Eine Positionsveränderung könnte somit durch eine
translatorische Bewegung und/oder Drehbewegung der Ware gegeben
sein, wie etwa durch Verschieben, Verrutschen, Kippen, Umfallen, Verdrehen
etc.
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Um
eine Positionsänderung zu vermeiden kann eine Positionssicherung
bzw. ein Positionssicherungselement mit einer rutschhemmenden Oberfläche
verwendet werden, welches eine Reibkraft bereitstellt, die eine
Positionsveränderung der Ware verhindert.
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Insbesondere
kann die Positionssicherung als biegesteife Platte mit mindestens
einer ebenen, geriffelten, gitterartig strukturierten oder andersartig ausgebildeten
Oberfläche ausgebildet sein, bei der die Waren beliebig,
aber rutschhemmend angeordnet werden können.
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Insbesondere
kann die Positionssicherung ein gummiartiges Kunststoffmaterial,
wie beispielsweise Kunststoff auf Basis von Polyvinylchlorid (PVC),
insbesondere hochplastiziertes Polyvinylchlorid, vorzugsweise auch
in mehrschichtigem Aufbau umfassen, welches hohe Reibkräfte
bereitstellt und somit eine positionssichere Lagerung der Waren
ermöglicht.
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Da
mit der positionssicheren Lagerung der Waren in der Lagereinheit
gewährleistet ist, dass keine Positionsveränderung
der Waren in der Lagereinheit stattfindet, kann ein entsprechend
automatisiertes Handhabungssystem, wie beispielsweise ein Roboter,
die Waren auf Basis der Information über die Position der
Ware in der Lagereinheit ohne großen Aufwand für
die Positionsermittlung ergreifen. Zudem ist sichergestellt, dass
sich die Ware in einer Position be findet, in der das automatische
Handhabungssystem bzw. eine entsprechende Entnahmevorrichtung, die
Ware auch entsprechend ergreifen kann.
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Die
Information über die Position der Ware in der Lagereinheit
kann bei der Einlagerung der Waren in die Lagereinheit erfasst werden
und/oder als produktspezifische Stammdateninformation über
gleich bleibende Schichtmuster für die jeweilige Ware in entsprechenden
Speichermitteln des Systems hinterlegt sein.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Weitere
Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Die Zeichnungen
zeigen hierbei in rein schematischer Weise in
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1 die
Bestandteile einer Lagereinheit in perspektivischer Darstellung;
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2 die
Abfolge der Entstehung einer Lagereinheit in vier perspektivischen
Teildarstellungen;
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3 zwei
perspektivische Teildarstellungen von fertig gebildeten Lagereinheiten
unterschiedlichen Typs;
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4 den
Verfahrensablauf des Umpackens bzw. der Kommissionierung der Waren
aus verschiedenen Lagereinheiten in eine Versandeinheit; und in
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5 einen
Teil eines Lagers mit einer Umpackstation.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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Die 1 zeigt
mehrere gleiche Waren 1, eine Positionssicherung in Form
einer Anti-Rutsch-Platte 2 und einen Lagerbehälter 3.
Wie in der 2 zu sehen ist, werden in den
Behälter 3 die Anti-Rutsch-Platte 2 und
die Waren 1 lagenweise einsortiert, so dass eine Lagereinheit 4 (siehe 3)
mit mehreren Positionssicherungen in Form von Anti-Rutsch-Platten 2 und
mehreren Lagen von Waren 1 gebildet wird.
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Darüber
hinaus kann eine Lagereinheit 4' gebildet werden, bei der
in dem Behälter 3 lediglich die Waren 1 angeordnet
sind, aber keine Positionssicherung in Form einer Anti-Rutsch-Platte 2 vorgesehen ist.
Eine derartige Lagereinheit 4' kann dann unmittelbar als
Versandeinheit genutzt werden, da diese keine Positionssicherung 2 umfasst,
so dass eine Rücksendung der Positionssicherung (Anti-Rutsch-Platte 2)
oder ein Verlust derselben vermieden werden kann.
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Die
Waren können von unterschiedlichster Art sein, wobei es
sich um Lebensmittel in Plastikbehältern, Schrumpffolienverpackungen
oder um sonstige beliebige Waren handeln kann. Diese Waren werden
beispielsweise bei einem Produktionsprozess unmittelbar in entsprechende
Verpackungen eingepackt und anschließend zur Zwischenlagerung in
die entsprechenden Lagerbehälter 3 einsortiert, was
manuell oder voll automatisch erfolgen kann.
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Wenn
die Waren mm aus dem Zwischenlager verkauft werden, kann es sein,
dass die Verpackungsgröße der Lagereinheit 4 zu
groß ist und somit eine neue Versandeinheit 6 mit
einer geringeren Anzahl von identischen Waren gebildet werden muss.
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Dies
ist in 4 gezeigt. Zu diesem Zweck werden die Lagereinheiten
aus dem Zwischenlager zu sog. Umpackstationen bzw. Kommissionierstationen
befördert, wo aus den Lagereinheiten 4 die entsprechende
Anzahl von benötigten Waren 1 entnommen wird und
in einen entsprechenden Versandbehälter 6 einsortiert
werden. Nachdem die gewünschte Anzahl von Waren 1 in
dem Versandbehälter 6 angeordnet sind, wird der
teilweise geleerte Lagerbehälter 4''' wieder in
das Lager zurückgebracht. Danach wird in den Versandbehälter 6 eine
andere Waren, also beispielsweise die Waren 1', einsortiert.
Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis der entsprechende Versandbehälter 6 mit
den verschiedenen Waren 1, 1', 1'' und 1''' versandfertig
ist. Die Beladung des Versandbehälters 6 erfolgt
hierbei nach einem berechneten Packmuster, um den Platz im Versandbehälter 6 vorteilhaft
auszunutzen und zudem sicherzustellen, dass leichte Waren oder unförmige
Waren, die ein weiteres Stapeln schwierig machen, oben in dem Versandbehälter 6 gelagert
werden, während schwere Waren 1, 1' unten
im Versandbehälter 6 angeordnet werden.
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Wie
sich bereits aus den 1 bis 3 und dem
linken oberen Teilbild der 4 ergibt,
sind die Lagereinheiten 4 gemäß der vorliegenden
Erfindung so aufgebaut, dass zwischen den Lagen aus Waren 1 entsprechende
Positionssicherungen in Form von Anti-Rutsch-Platten 2 angeordnet
sind, die es gewährleisten, dass die Waren 1 im
Lagerbehälter 3 bzw. der Lagereinheit 4 auch
dann in der vorgegebenen Position verbleiben, wenn die Lagereinheit 4 nicht
voll gefüllt ist. Dies ist beispielsweise ebenfalls im
linken oberen Teilbild der 4 zu erkennen,
bei dem eine Lagereinheit 4 mit nur einer einzigen Waren 1 in
der obersten Lage zur Umpackstation transportiert wird. Während
des Transports erfährt die Lagereinheit 4 durch
die Transportsysteme, d. h. Förderbänder, Regalfahrzeuge
und dergleichen, Stöße, Beschleunigen und Verzögerungen,
die zu einer Bewegung der nicht gesicherten Waren 1 führen
könnten, so dass die vorgegebene Position nicht mehr gegeben
ist. In diesem Fall könnte eine automatische Entnahmevorrichtung
der Umpackstation, wie beispielsweise ein entsprechender Roboter
mit Greifvorrichtungen und/oder Saugvorrichtungen die Ware nicht mehr
ohne großen Aufwand aufnehmen, da er mit einer aufwändigen
Kameraauswertung zur Fehlererkennung ausgestattet sein müsste
und die Position verrutschter und/oder verkippter Ware bestimmen müsste.
Zudem wäre die Gefahr gegeben, dass die Ware 1 in
eine Position verrutscht und/oder verkippt ist, die ein Ergreifen
durch die Aufnahmevorrichtung überhaupt unmöglich
macht. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Positionssicherung 2 in
Form einer Anti-Rutsch-Platte ist jedoch die Lage- bzw. Positionsfixierung
der Ware 1 gegeben, so dass eine automatische Aufnahmevorrichtung,
wie beispielsweise ein Roboter, die Ware 1 in einfacher
Weise ergreifen kann, da die automatische Aufnahmeeinrichtung die Position
der Ware 1 aus den hinterlegten Stammdaten kennt, da zu
jeder Lagereinheit 4 in dem Steuerungssystem das Aufbewahrungsmuster
der Waren 1 in dem Lagerbehälter 3 gespeichert
ist. Dadurch kann ohne aufwändige Positionsermittlung die
Ware durch die automatische Aufnahmevorrichtung bzw. Entnahmevorrichtung
ergriffen und in den Versandbehälter 6 umgepackt
werden, wie mit dem Pfeil zwischen dem linken oberen Teilbild und
dem zweiten Teilbild von links in der mittleren Reihe gezeigt ist.
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Sobald
eine Lage von Waren 1 aus dem Lagerbehälter 3 entnommen
ist, wird die Positionssicherung 2 in Form der Anti-Rutsch-Platte
in einen separaten Lagerbehälter 3 umgeschlichtet,
so dass eine Rücksendeeinheit 5 entsteht, die
in dem Produktionsprozess zur Bildung von weiteren Lagereinheiten 4 zurückgesendet
werden kann. Hierbei kann ein Zwischenschritt für die Reinigung
der Positionssicherungen 2 vorgesehen sein.
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Die
Positionssicherungen
2 sind in Form ebener Platten mit
rutschhemmender Oberfläche ausgebildet, beispielsweise
mit einem Kunststoff, wie er von der Firma Dycem als Anti-Rutsch-Material
vertrieben wird, und in den Patentanmeldungen
WO 2006/114599 A1 ,
DE 34 15 173 A1 ,
DE 29 24 701 A1 ,
DE 25 42 855 A1 und
DE 24 18 961 A1 beschrieben ist.
Dieser gummiartige Kunststoff weist eine Oberfläche auf,
der es ermöglicht, unterschiedlichste Waren positionssicher
zu lagern, so dass bei den in einem Warenhandhabungssystemgegebenen Bedingungen,
wie oben beschrieben, kein Verrutschen und/oder Kippen der Waren
möglich ist. Aufgrund der großen Adhäsion
dieses Kunststoffs gegenüber den Waren kann die Lagerfläche
glatt und eben ausgebildet sein. Allerdings ist auch vorstellbar,
gitterartige Strukturen oder Rillen oder dergleichen vorzusehen, um
die Reibkraft zwischen den darauf gelagerten Waren und der Positionssicherung
zu erhöhen. Allerdings ist die Positionssicherung formunabhängig,
d. h. es können beliebig geformte Waren mit der Positionssicherung
in ihrer Position gehalten werden. Insofern unterscheidet sich die
Positionssicherung von formschlüssigen Positionssicherungen,
bei denen beispielsweise in entsprechend geformten Mulden die Waren
festgelegt sind. Eine derartige Positionssicherung führt
jedoch zu einer starken Einschränkung der flexiblen Nutzung,
da für die unterschiedlich großen und geformten
Waren viele verschiedene Positionssicherungen mit entsprechend geformten
Mulden und dergleichen vorgesehen werden müssen. Dies wird
bei der vorliegenden Positionssicherung vermieden, indem die Positionssicherung
formunabhängig gebildet ist, so dass beliebig große,
unterschiedlich dimensionierte und geformte Waren in den Lagerbehältern
angeordnet und in ihrer Position gesichert werden können,
auch wenn der Lagerbehälter nicht vollständig
gefüllt ist.
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Die 4 zeigt
in den beiden mittleren Reihen den Ablauf der Kommissionierung,
wobei in der oberen mittleren Reihe die Lagereinheiten 4 mit
unterschiedlichen Produkten zugeführt werden, die Produkte
mit einer automatischen Entnahmevorrichtung, wie beispielsweise
einem Roboter, aus den Lagerbehältern 3 entnommen
und in die in der unteren mittleren Reihe vorgesehenen Versandbehälter 6 einsortiert
werden. Entsprechend dem von der Steuerungseinheit vorgegebenen
Packmuster für die Versandeinheit 6 werden die
Lagereinheiten der unterschiedlichen Produkte an eine entsprechende
Umpackstation zugeführt, so dass in der Versandeinheit 6 die
unterschiedlichen Waren 1, 1', 1'' nach
einem bestimmte Packplan abgelegt werden können. Die teilweise entleerten
Lagereinheiten 4''' werden anschließend zurück
ins Lager befördert, während die Positionssicherungen 2 in
einer Rücksendeeinheit 5 gesammelt werden und
an die Stelle zurückbefördert werden, wo sie wieder
verwendet werden können.
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Die 5 zeigt
in einer schematischen Draufsicht einen Teil einer entsprechenden
Anlage zur Kommissionierung von unterschiedlichen Waren, wobei die
Anlage ein Hochregallager mit Regalen 11, 12 und 13 umfasst,
zwischen denen Regalbedienfahrzeuge 14 und 15 vorgesehen
sind, die jedes Lagerfach der Regale 11 und 13 bzw. 13 und 12 anfahren
können, um dort Lagereinheiten 4 aus den Regalen
zu entnehmen oder in die Regale einzustellen.
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Über
ein Transportband 16 können die entsprechenden
Lagereinheiten 4 zu einer Umpackstation 10 gebracht
werden, wo entsprechend verschiedene Versandbehälter 6 angeordnet
sind, die mit Waren aus dem Hochregallager gefüllt werden
sollen. Zwischen den verschiedenen Positionen für die Versandeinheiten 6 ist
ein Roboter 17 vorgesehen, der Waren aus den Lagereinheiten 4 entnehmen
und automatisiert in die Versandeinheiten 6 überführen kann.
Anstelle einer einzigen Position mit einer Lagereinheit 4 können
auch mehrere Positionen mit mehreren Lagereinheiten 4 vorgesehen
werden.
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Durch
eine entsprechende Steuerung der Anlage werden an die Umpackstation 10 aus
dem Hochregallager die notwendigen Lagereinheiten 4 herangeführt,
so dass nach einem bestimmten Packmuster der Roboter 17 die
Waren aus den Lagereinheiten 4 entnehmen und in die Versandeinheiten 6 überführen
kann. Wie in der vorangegangenen 1 bis 4 gezeigt,
kann der Roboter 17 in einfacher Weise auf die Waren in
den Lagereinheiten 4 zugreifen, da die Steuerungseinheit
in Form einer programmtechnisch eingerichteten Datenverarbeitungslage
mit entsprechenden Speichermitteln für jede Lagereinheit
auf Grund der Stammdateninformation die genaue Position der dort
aufgenommenen Waren kennt und durch die Positionssicherung in Form
von Anti-Rutsch-Platten in den Lagereinheiten 4 sichergestellt
ist, dass während des Transports aus den Regalen 11, 12, 13 zur
Umpackstation 10 keine Positionsveränderung der
Waren in den Lagereinheiten 4 stattfinden kann. Insofern
ist der Aufwand für die Steuerung des Roboters 17 niedrig
und es ist gewährleistet, dass der Roboter 17 die
Waren sicher aufnehmen kann, was bei Positionsveränderungen der
Waren nicht gegeben wäre.
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Zusätzlich
kann eine derartige Anlage noch manuelle Umpackplätze,
z. B. für Waren 1''', die nicht automatisch umpackbar
sind, umfassen bzw. die Möglichkeit vorsehen, Lagereinheiten,
die keine Positionssicherung umfassen, direkt als Versandeinheiten
auf den Versandweg zu schicken.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen und Ausführungsbeispiele
detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich,
dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt
ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in Form einer unterschiedlichen Kombination
der vorgestellten Merkmale als auch eine Abwandlung durch Weglassen
eines Merkmals möglich ist ohne dass der Schutzbereich
der beigefügten Ansprüche verlassen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2006/114599
A1 [0026]
- - DE 3415173 A1 [0026]
- - DE 2924701 A1 [0026]
- - DE 2542855 A1 [0026]
- - DE 2418961 A1 [0026]