Produktionskapazitäten: Wie eine strukturierte Fertigung mit Palettierern funktioniert
Eine industrielle Fertigung besteht aus weit mehr als einzelnen Maschinen. Damit Produkte zuverlässig, wirtschaftlich und in der gewünschten Menge hergestellt werden können, müssen Produktionskapazitäten berücksichtigt werden und Material, Maschinen, Mitarbeiter und Logistik optimal aufeinander abgestimmt sein.
Gerade bei der Serienfertigung kommt es darauf an, dass einzelne Produktionsschritte ineinandergreifen. Denn eine leistungsfähige Maschine allein macht noch keine effiziente Produktion. Entscheidend ist vielmehr der gesamte Material- und Produktionsfluss – von der Bereitstellung der Rohstoffe bis zur fertig palettierten Ware.
Doch wie lässt sich eine solche Fertigung planen? Und welche Rolle spielen dabei automatisierte Lösungen wie Palettierroboter?
Was sind Produktionskapazitäten eigentlich?
Unter Produktionskapazitäten versteht man vereinfacht gesagt die Menge an Produkten, die ein Unternehmen innerhalb eines bestimmten Zeitraums herstellen kann.
Dabei reicht es nicht aus, nur die theoretische Leistung einer Maschine zu betrachten. Entscheidend sind beispielsweise:
- verfügbare Maschinenlaufzeiten
- Schichtmodelle und Arbeitszeiten
- Durchlaufzeiten
- Materialverfügbarkeit
- Personal und Bedienkapazitäten
- Rüstzeiten
- Lager- und Pufferflächen
- innerbetriebliche Transporte
- nachgelagerte Prozesse wie Verpackung und Palettierung
Eine Produktionslinie kann beispielsweise sehr schnell arbeiten. Wenn die fertigen Produkte anschließend nur langsam verpackt oder palettiert werden können, entsteht genau dort ein Engpass.
Produktionskapazität muss deshalb immer als Gesamtsystem betrachtet werden.
Von der Einzelmaschine zum Produktionsfluss
In einer strukturierten Fertigung greifen viele einzelne Arbeitsschritte ineinander.
Ein typischer Ablauf kann beispielsweise so aussehen:
Materialbereitstellung → Produktion → Verpackung → Transport → Palettierung → Lager oder Versand
Jeder dieser Schritte benötigt Zeit und Ressourcen. Gleichzeitig müssen die Übergänge zwischen den einzelnen Stationen funktionieren.
Das Ziel ist ein möglichst gleichmäßiger Materialfluss.
Wenn eine Produktionsmaschine beispielsweise 60 Packstücke pro Minute erzeugt, die nachfolgende Verpackungsanlage aber nur 40 Packstücke verarbeiten kann, entsteht zwangsläufig ein Rückstau. Umgekehrt kann eine zu langsam arbeitende vorgelagerte Station dazu führen, dass eine nachfolgende Anlage nicht ausgelastet ist.
Die Planung muss deshalb nicht nur einzelne Maschinen betrachten, sondern deren Zusammenspiel.
Der Engpass bestimmt die tatsächliche Leistung
In nahezu jeder Produktion gibt es Bereiche, die die Gesamtleistung begrenzen. Diese Engpässe können an einer Maschine entstehen, beim Personal liegen oder auch in der innerbetrieblichen Logistik.
Besonders interessant ist dabei das Ende einer Produktionslinie.
Denn sobald das Produkt fertiggestellt und verpackt ist, muss es häufig noch aufgenommen, transportiert, auf Paletten gestapelt und für Lagerung oder Versand bereitgestellt werden.
Wird dieser Prozess manuell durchgeführt, kann die Palettierung schnell zu einem limitierenden Faktor werden.
Das gilt insbesondere dann, wenn:
- große Stückzahlen produziert werden,
- schwere oder unhandliche Packstücke bewegt werden,
- mehrere Produktionslinien zusammenlaufen,
- unterschiedliche Produkte verarbeitet werden,
- rund um die Uhr produziert wird.
Eine automatisierte Palettierung kann hier dafür sorgen, dass der Materialfluss auch am Ende der Produktionskette kontinuierlich bleibt.
Serienfertigung braucht Wiederholbarkeit
Je größer die Stückzahlen werden, desto wichtiger wird die Wiederholbarkeit der einzelnen Produktionsschritte.
Bei einer Serienfertigung werden Produkte nicht nur einmal, sondern hunderte, tausende oder sogar noch häufiger hergestellt. Kleine Abweichungen können sich dabei schnell bemerkbar machen.
Das betrifft auch die fertige Palette.
Wenn beispielsweise Kartons, Säcke oder Eimer auf einer Palette abgelegt werden, sollte die Anordnung möglichst gleichmäßig und reproduzierbar sein. Ein definiertes Lagenbild sorgt dafür, dass jede Palette nach einem festgelegten Muster aufgebaut wird.
Damit wird aus vielen einzelnen Packstücken eine definierte Ladeeinheit.
Die Palettierung ist damit kein isolierter Arbeitsschritt, sondern ein Teil der Serienfertigung.
Automatisierung dort einsetzen, wo sie sinnvoll ist
Bei der Planung einer Produktionsanlage stellt sich deshalb nicht nur die Frage:
Welche Maschine produziert am schnellsten?
Viel wichtiger ist die Frage:
Wie müssen alle Produktionsschritte zusammenspielen, damit der gewünschte Durchsatz zuverlässig erreicht wird?
Automatisierung kann dabei an unterschiedlichen Stellen sinnvoll sein.
Während beispielsweise Maschinen die eigentliche Produktion übernehmen, können Förderanlagen den Materialtransport sicherstellen. Am Ende der Linie kann ein Palettierroboter die fertigen Packstücke übernehmen und automatisch zu stabilen Ladeeinheiten zusammenstellen.
Dabei übernimmt die Fördertechnik eine wichtige Verbindungsfunktion. Sie transportiert sowohl Packstücke als auch Paletten und kann beispielsweise dafür sorgen, dass eine volle Palette aus der Anlage abgeführt und eine neue Leerpalette bereitgestellt wird, ohne dass der eigentliche Palettiervorgang unnötig lange unterbrochen werden muss.
So entsteht aus einzelnen Automatisierungslösungen ein durchgängiger Prozess.
Warum Palettierroboter besonders für Serienfertigung interessant sind
Bei der manuellen Palettierung wiederholen Mitarbeiter immer wieder dieselben Bewegungen: Packstück aufnehmen, positionieren, ablegen – und das über viele Stunden hinweg.
Ein Palettierroboter kann diese wiederkehrende Aufgabe automatisiert übernehmen.
Dabei wird nicht einfach nur „Produkt auf Palette“ gelegt. Der Roboter arbeitet nach einem definierten Palettiermuster und setzt die Packstücke wiederholgenau an den vorgesehenen Positionen ab. Unterschiedliche Lagenbilder können dabei auf die jeweiligen Produkte und Palettenformate abgestimmt werden.
Das ist insbesondere bei Serienproduktionen interessant, weil sich ein einmal definierter Ablauf immer wieder reproduzieren lässt.
Je nach Aufgabe können außerdem mehrere Palettierplätze, Palettenmagazine und Fördertechnik miteinander kombiniert werden. Dadurch lässt sich die Anlage an den erforderlichen Materialfluss anpassen.
Produktionskapazitäten planen endet nicht an der Produktionsmaschine
Ein häufiger Fehler bei der Planung besteht darin, die Produktionskapazitäten nur anhand der eigentlichen Fertigungsmaschine zu berechnen.
Ein Beispiel:
Eine Produktionsanlage stellt pro Stunde 1.000 Einheiten her.
Damit ist aber noch nicht automatisch gewährleistet, dass auch 1.000 Einheiten pro Stunde fertig für den Versand bereitstehen.
Die Produkte müssen möglicherweise zunächst verpackt, transportiert, sortiert und palettiert werden. Auch der Wechsel voller Paletten, der Abtransport und die Bereitstellung leerer Paletten benötigen Zeit.
Die tatsächliche Leistung einer Fertigung ergibt sich deshalb aus dem Zusammenspiel aller Prozessschritte.
Genau hier liegt die Stärke einer durchdachten Automatisierung: Einzelne Anlagen werden nicht isoliert betrachtet, sondern als Bestandteil eines gemeinsamen Produktions- und Logistikkonzepts.
Von der Produktionsplanung zur automatisierten Palettierung
Eine strukturierte Fertigung beginnt deshalb bereits bei der Planung.
Welche Stückzahlen werden benötigt?
Welche Produkte werden hergestellt?
Wie viele Varianten gibt es?
Wie schnell müssen die einzelnen Produktionslinien arbeiten?
Wo entstehen Zwischenpuffer?
Welche Transportwege sind notwendig?
Und was passiert mit dem fertigen Produkt?
Erst wenn diese Fragen beantwortet sind, lässt sich sinnvoll entscheiden, an welchen Stellen Automatisierung einen echten Mehrwert bietet.
Bei der Palettierung ist dabei nicht nur der Roboter selbst entscheidend. Auch Greifer, Fördertechnik, Palettenhandling und Steuerung müssen aufeinander abgestimmt sein. Eine Palettieranlage kann dadurch zu einem wichtigen Baustein innerhalb einer automatisierten Produktions- und Logistikkette werden.
Struktur schafft Kapazität
Eine leistungsfähige Serienfertigung entsteht also nicht allein durch möglichst schnelle Maschinen.
Sie entsteht durch Struktur.
Material muss zur richtigen Zeit am richtigen Ort sein. Produktionsschritte müssen aufeinander abgestimmt werden. Engpässe müssen erkannt und möglichst vermieden werden. Und auch die letzten Schritte – Verpackung, Palettierung und Abtransport – müssen zur geplanten Produktionsleistung passen.
Palettierroboter können dabei einen wichtigen Beitrag leisten.
Sie übernehmen eine wiederkehrende Tätigkeit zuverlässig, schaffen einen gleichmäßigen Ablauf am Ende der Produktionslinie und lassen sich mit Fördertechnik und weiteren Automatisierungskomponenten zu einer durchgängigen Lösung verbinden.
Denn eine gut geplante Produktion endet nicht mit der Herstellung des Produkts. Erst wenn das Produkt sicher palettiert und für Lagerung oder Versand bereitgestellt ist, ist der Produktionsprozess wirklich abgeschlossen.
