Was versteht man unter Materialflusssteuerung?

IGZ Materialfluss

Bereits Mitte der 1970er Jahre, parallel zum Bau der ersten automatisierten Hochregallager (HRL), wurden erstmals Systeme zur Steuerung und Kontrolle des Material- und Informationsflusses eingesetzt. Damit wurde der Grundstein dafür gelegt, den Transport- und Handhabungsaufwand reduzieren und unnötig anfallende Kosten senken zu können.

Heute gilt die Materiaflusssteuerung (Material Flow Control) als zentrales Nervensystem von Warenlagern und auch Produktionsversorgungsanlagen. Hierarchisch ist sie zwischen der Lagerverwaltung (LVS) beziehungsweise dem Warehouse-Management-System (WMS) und den speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) der Geräte angesiedelt und verfügt über integrierte Leitstandfunktionalitäten zur Verwaltung, Koordination, Kontrolle und Steuerung von Ressourcen und Transporten sowie zur Organisation des Nachschubs für die Kommissionierung.

Die VDI-Richtlinie 3300 definiert den Begriff Materialfluss als „Verkettung aller Vorgänge beim Gewinnen, Be- und Verarbeiten sowie bei der Verteilung von stofflichen Gütern innerhalb festgelegter Bereiche“. Aufgabe der Materialflusssteuerung hierbei ist, sämtliche Informations- und Warenflüsse so zu synchronisieren, dass die Teile zur richtigen Zeit, am richtigen Ort, in der gewünschten Qualität und Menge zur Verfügung stehen.

Transportaufträge können sowohl vom Warenwirtschafts- beziehungsweise ERP-System (Enterprise Ressource Planning) als auch vom Lagerverwaltungssystem, respektive Warehouse-Management-System an die Materialflusssteuerung übergeben werden. Über die Visualisierung oder das Monitoring werden generierte Ereignismeldungen angezeigt. Dies können Aussagen zur Kapazitätsauslastung, dem Anlagenzustand und Fertigmeldungen (z.B. Palette am Ziel angekommen) sein.

Mit einer Anlagenvisualisierung (z.B. WinCC) reicht der Detaillierungsgrad bis hinunter auf Sensor- und Aktorenebene und ermöglicht so eine frühzeitige Lokalisierung von Schwachstellen oder auch akuten Störungen sowie deren Behebung.

Kurz gesagt verantwortet die Materialflusssteuerung also die Umsetzung individuell geeigneter Aktionen und Warenbewegungen vom Wareneingang, über die Lagerhaltung und Kommissionierung bist zum Versand. Die Materialflusssteuerung koordiniert und optimiert darüber hinaus deren Reihenfolge, kontrolliert kontinuierliche alle für die Auftragsabwicklung relevanten Quelle-/Senke-Relationen und vergibt Fahrbefehle an die unterlagerten Steuerungen (SPS) via Telegramm-Protokoll (z.B. TCP/IP).

Über implementierte Steuerungsstrategien lassen sich hierbei auch bestimmte Verfahren festlegen, über die definierte Zielsetzungen sinnvoll und in effizienter Weise erreicht werden können. Im  Fokus stehen hierbei insbesondere Faktoren zur Kostensenkung, zur Steigerung der Performance sowie zur Qualitätssicherung. Zentrale Ansätze, der die Materialflusssteuerung zu folgen hat, sind das Push- und das Pull-Prinzip. Während sich das Push-Prinzip an Absatz- und Plandaten ausrichtet, zielt die Pull-Strategie auf eine nachfrageorientierte, automatisierte Planung und Steuerung der Prozesse und Warenbewegungen. Kosten für die Lagerhaltung können ebenso verringert werden wie die Kapitalbindung durch hohe Bestände, überflüssige Tätigkeiten entfallen.

Welche Aufgaben umfasst die Materialflusssteuerung?

IGZ-Hochregallager-Kupfer

Zentrale Aufgabe der Materialflusssteuerung ist eine rationell durchdachte, auf optimierte Betriebswirtschaftskosten zielende Abwicklung aller relevanten Teilprozesse in der Intra- und Produktionslogistik. Die Materialflussteuerung übernimmt primär Aufgaben im Rahmen der Transportverwaltung und -beauftragung mit Fahraufträgen und koordiniert die Belegung von Förderstrecken mit Fördermitteln. Sie sorgt für ein optimales Routing und eine bestmögliche Auslastung von Strecken und Ressourcen, organisiert den Nachschub zur Kommissionierung und initiiert eine permanente Inventur. Die Durchführung der Transportaufträge obliegt hingegen der unterlagerten Steuerung (SPS) für automatische Hochregallager, Kleinteilelager, Fördertechnik, etc.

Hohe Anforderungen an die Materialflusssteuerung werden insbesondere in Spitzen gestellt, wenn Anlagen unter Hochlast zu betreiben sind und eine Vielzahl an Fördermitteln parallel Transportaufträge durchzuführen hat. Diese Fahrten sind so zu koordinieren und zu steuern, dass freiwerdende Ressourcen umgehend wieder belegt werden, die Anlage nicht blockiert wird, die Waren auf möglichst kürzestem Weg zur Zielort verbracht werden und die Durchsatzleistung konstant gehalten wird. Zu berücksichtigen sind hierbei Vor diesem Hintergrund sind gegebenenfalls auch Aufträge zu priorisieren.

Welche Vorteile bietet die Materialflusssteuerung mit SAP Standardsoftware?

Das Lagerverwaltungssystem der SAP ist das SAP EWM (SAP Extended Warehouse Management), welches mit dem SAP Material Flow System (SAP MFS) eine integrierte Komponente für die Materialflussteuerung bietet. Das SAP MFS kann mit einer oder mehreren speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) verbunden werden, um den Materialfluss sicher zu stellen. Dieses Zusammenspiel sorgt für reibungslose, sichere und effiziente Materiaflussbewegungen in automatisierten Hochregalanlagen (HRL), automatischen Kleinteilelagern (AKL) für Behälter, Tablare und Trays sowie hochautomatisierten Logistik- und Distributionszentren.

Leistungsoptimiert direkt angesteuert werden beispielsweise vollautomatisierte Shuttlefahrzeuge, gassengebundene Regalbediengeräte, Sorter und Sequenzer. Vorteil dieser maximalen SAP Integration ist, dass externe Middleware und Subsysteme komplett entfallen. Des weiteren werden Schnittstellen reduziert und zugleich wird die Planungs- und Investitionssicherheit erhöht.

Anwender von SAP EWM / MFS profitieren von einem Funktionsumfang, der eine automatisierte Abwicklung zahlreicher Arbeitsschritte beziehungsweise Aufgaben zulässt, z. B.:

  • Auftragskonsolidierung

  • Verdichtungs- und Verpackungsprozesse mit Plausibilitätsverfahren

  • Automatische Identifizierung von Handling Units (HUs)

  • Automatische Ausschleusung nicht lagerfähiger HUs

  • Vollautomatische Einlagerung der HU´s über beliebig viele Meldepunkte

  • Reduzierung von Leerfahrten, etwa über Doppelspiele der Regalbediengeräte

  • Identifikation von Kapazitätsgrenzen bei Meldepunkte und Fördermitteln

  • Aktivierung und Deaktivierung von Fördersegmenten

  • Zusammenfassung von Fördermitteln zu Gruppen

  • Kontrolle der Meldepunkte für den Lagerverwaltungsmonitor

  • Sicherer Telegrammverkehr mit der SPS-Ebene über bidirektionale Kommunikationskanäle

Der Einsatz von SAP MFS (SAP Material Flow System) ermöglicht eine zweistufige Systemarchitektur SAP-SPS mit durchgängiger SAP Integration, vereinfachten Schnittstellen, einem hohen Standardisierungsgrad und deutlichen Kosteneinsparungen im laufenden Betrieb, sprich Wartung und Support. Die homogenisierte Systemlandschaft eliminiert Fehlerquellen und sorgt für ein Optimum an Datentransparenz. Folge sind deutliche Effizienzsteigerungen in der Kommissionierung, im Bereich der Verpackung sowie im Versand.

Die Automatiksteuerung im Lager, Logistik- oder Distributionszentrum erfolgt direkt aus SAP. Über die in SAP EWM integrierte Materialflusskomponente SAP MFS lässt sich eine enge Verzahnung des Materialflusses mit der Lagerverwaltung realisieren und Optimierungen lassen sich an zentralen Stellen und in einem System abbilden. Dies erleichtert den Abgleich zwischen hinterlegten Steuerungsstrategien sowie der Ressourcenauslastung auf Mechanik-Ebene. Multi-Order-Picking und Value Added Services nach dem Prinzip „Ware-zur-Person“ sind ebenso realisierbar wie mehrstufige Ein- und Auslagerprozesse sowie die mehrfachtiefe Einlagerung von Kleinteilen.

SAP MFS übermittelt die Fahraufträge in Echtzeit direkt an die SPS von Regalbediengeräten oder die angeschlossene Fördertechnik. Ein- und Auslagerstrategien sind vollständig im SAP MFS hinterlegt und es können jederzeit Prozessverbesserungen vorgenommen werden, etwa durch Artikelgleichverteilung und/oder wegeoptimierte Lagerplatzfindung. Selbst vielschichtige Fördertechniklayouts, die sich über mehrere Ebenen inklusive Puffer und Sortierbahnen erstrecken, können komplett im SAP MFS abgebildet werden. Im Fall von Ausfällen lassen sich dynamische Umleitungsstrategien aktivieren, die die Verfügbarkeit der Anlage aufrechterhalten. Spezielle Funktionen und ergonomische SAP Dialoge unterstützen die Kommissionierer am Arbeitsplatz durch komfortabel zu bedienende, einfach auszulösende Benutzerdialoge.

Mit dem SAP Extended Warehouse Management (EWM) und dem SAP Material Flow System (MFS) zur Anbindung automatisierter Lagertechnikkomponenten steht also eine hochleistungsfähige Plattform zur Steuerung und Optimierung intralogistischer Prozesse zur Verfügung. Der Einsatz proprietärer Materialflussrechner oder Subsysteme ist selbst in hochautomatisierten Logistikanlagen wie automatischen Kleinteilelägern oder Shuttle-Systemen, bei Pick & Pack-Funktionen, bei der Anbindung automatisierter Lagertechnik oder von Staplerleitsystemen und dem Einsatz der RFID-Technologie – um nur einige Beispiele zu nennen – nicht mehr erforderlich.

Anwender profitieren von einer durchgängigen, transparenten und äußerst effizienten SAP IT-Systemarchitektur von der Geschäftsprozessebene bis hinunter zu den unterlagerten Steuerungen. Alle logistischen Prozesse im Lager, aber auch im Bereich der Produktionsversorgung können vollumfänglich in SAP abgebildet werden. Der Support und die Weiterentwicklung von SAP EWM / MFS sind langfristig sichergestellt.

Kernprozesse

  • Verwaltung
  • Koordination
  • Kontrolle
  • Steuerung
  • Optimierung

Funktionsbereiche

  • Transportverwaltung
  • Ausgaben Fahrbefehle
  • Belegung von Strecken und Fördermitteln
  • Routen- und Auslastungsoptimierung
  • Nachschuborganisation

Kurzbezeichnung

  • SAP
  • MFR
  • MFS
  • SPS
  • LVR
  • WMS
  • ERP