Kurze Wartezeiten an der Rampe

Prof. Dr.-Ing. L. Schulze Dipl.-Oec. D. Tegtmeyer Dipl.-Oec. M. Gerasch

Auch wenn sich das in vielen Unternehmen noch nicht so recht „herumgesprochen“ hat, die Schnittstelle Verladezone nimmt im innerbetrieblichen Materialfluss und natürlich im zwischenbetrieblichen Warenfluss eine Schlüsselstellung ein. Die „Rampe“ ist oftmals ein logistischer Engpass, der zu langen Wartezeiten für Lkw führt und damit schlicht und ergreifend Geld kostet. Wenn an dieser Stelle der Logistikkette gespart wird, stolpert man zwangsläufig in unbefriedigende Kompromisslösungen. Der altbackene Charme konventioneller Verladezonen, wo Pakete vielleicht noch von Hand in den Lkw geschleppt werden, muss sich heute oft schon mit halb- oder vollautomatischen Hightech-Lösungen vergleichen lassen.

Das Schlagwort von der „Supply Chain-Optimierung“ steht für die ganzheitliche Betrachtung und qualitative Verbesserung der Lieferkette in der innerbetrieblichen und zwischenbetrieblichen Logistik. Das lässt Unternehmen enger zusammenrücken und stellt hohe Anforderungen an die Verladezone /1/.
Wenn Verladezonen bislang nur bauliche Komponenten der Unternehmensplanung waren, so sind sie jetzt Bestandteil einer prozessorientierten und unternehmensübergreifenden Logistikplanung. Dadurch entwickeln sich zwei parallele Trends. Einerseits hat die konventionelle Verladezone weiterhin ihre Berechtigung und einen hohen Anteil an den neu errichteten Verladebereichen, andererseits setzen sich im Zuge von Lieferkettenoptimierungen zunehmend semi- und vollautomatisierte Verladesysteme durch.
Die Entscheidung eines Betriebes zwischen der konventionellen Verladezone und einer semi- oder vollautomatisierten Lösung wird durch die Fülle an möglichen Einzelkomponenten erschwert /2/.

Integration der Verladezone

Es zeigt sich immer wieder die Notwendigkeit, im Rahmen einer elementübergreifenden Betrachtung der Lieferkette eine sorgfältige Analyse für die Gestaltung der Verladezone durchzuführen. Hierfür sind die folgenden, notwendigen Prozessschritte zu durchlaufen:
n Analyse der Einsatzbedingungen,
n Konzeptionierung der Verladezone sowie
n technische und wirtschaftliche Konzeptbewertung.
Die Einsatzbedingungen werden im Wesentlichen geprägt durch die Anforderungen der Materialflüsse sowie die rechtlichen Rahmenbedingungen. Dabei unterscheidet man bau- und sicherheitstechnische Aspekte. Die bautechnischen Anforderungen beziehen sich in erster Linie auf statische Anforderungen und Genehmigungen. Sicherheitstechnische Aspekte, wie die maximale Rampensteigung, sind den Vorschriften der Berufsgenossenschaften zu entnehmen /3/.
Im Mittelpunkt der Materialflussanalyse stehen beispielsweise die Abmessungen der Ladeeinheiten, die Distributionsstrategien und die Quelle-Senke-Relationen /4/. Die Abmessungen, die Standardisierung und die Qualität der Ladeeinheiten sind wichtige Voraussetzungen für eine automatische Be- und Entladung von Stückgut. In der Betrachtung der Quellen-Senken-Relationen sind vor allem die Transportfrequenzen und -mengen von Bedeutung.
Wenn die Einsatzbedingungen ermittelt sind, kann die Verladezone technisch und organisatorisch gestaltet werden.

Entkopplung zwischen Produktion und Verladung

Neben der Einordnung in die Inhouse-Logistik ist die Strukturierung der Verladezone notwendig. Sie gliedert sich in die strukturbildenden Hauptkomponenten
n Bereitstellfläche,
n Verladerampe,
n Verladetechnik,
n Informationssystem und
n Sicherheitstechnik.
Die Bereitstellfläche hat die Aufgaben, die Entkopplung zwischen Lager bzw. Produktion und Verladung zu realisieren und eine touren- oder kundenbezogene Vorstrukturierung der Waren zu ermöglichen. Daneben übernimmt die Verladezone auch immer häufiger die kundenbezogene Verpackung und Etikettierung der Waren sowie die Bildung der Ladeeinheiten und ihre Sicherung. Dadurch wird es möglich, große Losgrößen zu fertigen und erst kurze Zeit vor der Verladung eine kundenbezogene Ausrichtung der Ware zu realisieren. Diese Art der Kundenentkopplung hat in der Lebensmittelbranche bereits Einzug gehalten.
Die Verladerampe bietet die Möglichkeit, mehrere gleichartige oder verschiedenartige Verkehrsmittel, wie Lkw oder Bahn, gleichzeitig zu be- und entladen. Dabei kann die Verladerampe entweder ins Gebäude integriert oder dem Gebäude vorgelagert sein. Sie stellt die physische Schnittstelle zwischen dem innerbetrieblichen Materialfluss und dem zwischenbetrieblichen Waren- oder Güterfluss dar.

In der Verladezone tut sich was

Die Verladetechnik übernimmt den Fluss der Stückgüter zwischen Verkehrsmittel und Bereitstellfläche. Dafür stehen mechanisierte bedienergeführte und automatisierte Fördertechniken zur Verfügung. Zu den automatisierten Fördertechniken gehören Rollen-, Ketten- und Bandförderer genauso wie Power-and-Free-Förderer. Flurförderzeuge und Krane sind typische bedienergeführte Fördertechniken.
Bedienergeführte Fördertechniken haben in der Regel ihren gesamten Aktionsbereich sowohl auf der Ladefläche des Verkehrsmittels als auch in der Verladezone. Dagegen sind die automatischen Fördertechniken, die zumeist ein stetiges Arbeitsprinzip aufweisen, stationär, sowohl auf der Ladefläche des Verkehrsmittels als auch in der Verladezone angeordnet.
Die Verladezone birgt ein hohes Unfallpotenzial, das durch Vorschriften der Berufsgenossenschaft und durch integrierte Sicherheitskonzepte der Hersteller verringert werden soll. Das Sicherheitsrisiko bei der Arbeit auf der Überladebrücke wird durch den Einsatz von Toren oder Überfahrsperren weitgehend reduziert /5/. Damit ein Lkw nicht zu früh von der Rampe abfährt, sind automatische Sicherungskeile und optische Signaleinrichtungen wirksam. Die Signaleinrichtungen sind so konzipiert, dass sie den Abstand vom Lkw zur Rampe messen und den Lkw-Fahrer beim Andocken an die Rampe unterstützen. Damit lassen sich Beschädigungen an bauintegrierten Rampen minimieren.
Die informationstechnische Verknüpfung der Verladezonenkomponenten untereinander und mit der übergeordneten EDV steckt noch in den Kinderschuhen. Übergreifende Konzepte, die neben der Komponentensteuerung auch eine Einbindung in die Verwaltung der Verladezone ermöglichen, findet man kaum. Auch eine informationstechnische Verknüpfung von Komponenten unterschiedlicher Hersteller führt auf Grund fehlender Standardisierungen oft zu Schwierigkeiten.

Die Verladezone als Schnittstelle

Die Schnittstelle „Verladezone“ verbindet den Versender und Empfänger einer Ware mit Verkehrsmitteln, die häufig von einem Dienstleister betrieben werden. Auch darin zeigt sich die Komplexität der Verladezone.
Damit eine schnelle und reibungslose Be- und Entladung erfolgen kann, muss eine optimale Verknüpfung zwischen dem Verkehrsmittel und der Verladerampe sichergestellt werden. Die Höhe und der Abstand zwischen Rampe und Ladefläche sowie die Verladerichtung weisen keinen Standard auf. Daher bedarf es einerseits einer technischen Spalt- und Höhenüberbrückung, beispielsweise mit Überladebrücken und Ladebordwänden. Andererseits steht die Verladerichtung in einem direkten Zusammenhang mit der Verladeart, wie Seiten- oder Heckverladung, und der Gestaltung der Rampenvorzone. Die Aufbauorganisation der Verladezone muss aber in Abhängigkeit von den zu bedienenden Verkehrsmitteln entwickelt werden.
Parallel zur Schnittstelle zwischen Unternehmen und Verkehrsmittel ist natürlich auch die Schnittstelle zwischen Verkehrsmittel und Kunden in eine Lieferkettenoptimierung einzubeziehen.
Das Informationssystem zwischen Verladezone und Verkehrsmittel unterstützt wesentlich die Effizienz der Verladeprozesse. Die minutiöse Vorgabe von prozessoptimierten Verladezeiten ist bereits gängige Praxis. Die Ausschöpfung von Potenzialen durch den Einsatz von Telematiklösungen zur Unterstützung der Verladezonenorganisation steckt aber noch in den Kinderschuhen. Eine zwischen Verladung und Verkehrsmittel nicht abgestimmte Organisation führt häufig zu Störungen, die nicht nur Folgen für die Verladezone selbst haben, sondern sich auf die gesamte Supply Chain auswirken.
Die Verladezone grenzt unternehmensintern in der Regel an das Distributions- oder Beschaffungslager und im Falle der Just-in-time-Strategie direkt an die Produktion. Gerade bei Just-in-time-Lieferungen muss die Schnittstelle zwischen Verladezone und Produktion so gestaltet sein, dass ein reibungsloser Übergang von einem Unternehmensbereich in den anderen erfolgen kann.

Hohe Flexibilität für konventionelle Verladezonen

Der Einsatz bedienergeführter Fördertechniken, wie deichselbedienter Nieder- und Hochhubwagen sowie Gabelstapler, charakterisiert die konventionelle Verladezone. Die Höhe der Ladeflächen variiert zwischen 850 mm und 1200 mm. Eine durchgängige Standardisierung ist bei den Verkehrsmitteln nicht zu erkennen. Außerdem sind Anpasseinrichtungen von Seiten des Verkehrsmittels, wie höhenvariable Luftfedersysteme beim Lkw, nicht durchgängig vorhanden.
Verladerampen sind entweder stationär am Gebäude angeordnete Rampen oder ins Gebäude integriert. Sie werden auch als mobile, frei verfahrbare Rampen ausgeführt. Bei stationären Verladerampen gibt es unterschiedliche Bauformen, wie Kopf-, Sägezahn-, Seiten- oder Dockrampen. Höhendifferenzen zwischen Rampe und Verkehrsmittel werden durch Überladebrücken angepasst.
Konventionelle Verladezonen gibt es zurzeit noch nicht als „Systemprodukt“ am Markt. Jeder Anwender muss sein Gesamtkonzept also neu „erfinden“. Umgekehrt wird dadurch den Unternehmen die Möglichkeit gegeben, individuelle, unternehmensangepasste Lösungen zu realisieren, mit denen auch Verkehrsmittel, die keine fördertechnische Ausstattung besitzen, ent- und beladen werden können. Die Flexibilität wird noch durch den notwendig hohen Personaleinsatz gesteigert.
Damit erreicht die konventionelle Verladung eine hohe Flexibilität und Unabhängigkeit vom Verkehrsmittel. Sie eignet sich insbesondere für Unternehmen mit wechselnden Kundenbeziehungen und Transportdienstleister.

Automatisierung über
Heck oder Seite

Die semi- oder vollautomatisierte Verladezone zeichnet sich durch abgestimmte Verladesysteme zwischen Verladebereich und Verkehrsmittel aus. Der Einsatz automatisierter Verladesysteme ist auf die Verkehrsmittel Lkw und Bahn ausgerichtet. Bei der Bahnverladung kommen lediglich automatisierte Verladelösungen für die Seitenbeladung zum Tragen. Grundvoraussetzung für die Nutzung automatisierter Verladesysteme sind standardisierte Ladeeinheiten oder Ladehilfsmittel mit einheitlichen Abmessungen in geringen Toleranzen. Zur Sicherstellung zulässiger Abmessungen ist beim Einsatz automatisierter Fördertechnik eine Konturenkontrolle erforderlich, die bei beschädigten Ladeeinheiten oder bei Überhängen Ausschleusungen veranlasst.
Die auf dem Markt erhältlichen Verladesysteme lassen sich durch die Kombinationskriterien Heck- oder Seitenverladung und Verkehrsmittel mit oder ohne automatische Fördertechnik unterscheiden.
Bei den Systemen mit Heckverladung und Verkehrsmitteln mit automatisierter Fördertechnik kommen Stetigförderelemente, wie Rollen-, Ketten-, Tragprofilförderer etc., zum Einsatz. Diese Stetigförderelemente sind bei dieser Kategorie sowohl auf dem Lkw als auch auf der Bereitstellfläche installiert. Die Verladerampe und die eingesetzten Lkw müssen aufeinander in Höhe ausgerichtet und der Spalt überbrückt sein. Nach dem Andocken des Lkw ist es notwendig, eine Verbindung zwischen den Stetigförderelementen der Verladezone und des Lkw herzustellen. Dadurch wird eine synchronisierte Verladung kompletter Lkw-Ladungen möglich /6/.
Die tourenbezogene Bereitstellung der Ladeeinheiten an den einzelnen Verladestellen lässt sich einerseits durchgängig mit stetiger Fördertechnik im Einrichtungstransport realisieren. Damit besteht allerdings die Schwierigkeit, dass eine gleichzeitige Be- und Entladung an einer Verladestelle nicht oder nur mit hohem technischen Aufwand möglich ist. Andererseits kann durch den Einsatz von Verschiebewagen eine sukzessive Nutzung der Fördertechnik im Zweirichtungsverkehr realisiert werden.
Die Automatisierung kann noch „gesteigert“ werden, wenn als Verkehrsmittel ein fahrerloser Lkw zum Einsatz kommt. Die erste vollautomatische Verlade- und Transportanlage mit fahrerlosen Lkw ist bereits realisiert. Diese Variante eignet sich zurzeit allerdings nur zur Verknüpfung auf einem geschlossenen Werksgelände.
Eine ähnliche Konstellation ergibt sich bei Systemen mit Seitenverladung und Verkehrsmitteln mit automatisierter Fördertechnik. Die Unterscheidung liegt hier lediglich in der Be- und Entladung über eine Längsseite des Verkehrsmittels. Diese Systeme eignen sich beispielsweise bei Spezialwaggons in der Bahnverladung.
Für die Kombination von Heckverladung und Verkehrsmitteln ohne Fördertechnik lassen sich zwei automatische Systeme unterscheiden. Zum einen die Be- und Entladung mit einem Teleskopgabelförderer und zum anderen die Nutzung eines Verladesystems mit Transportteppich. Beim Einsatz des Teleskopgabelförderers werden die Paletten pneumatisch angehoben und über die Heckseite in den Lkw geschoben. Die Gabeln haben eine Länge von etwa 7,5 m und werden vor allem bei Gliederzügen eingesetzt.
Die vorgenannten Varianten sind in der Regel stationär installierte Systeme auf der Bereitstellungsfläche. Das Verladesystem mit Transportteppich stellt dabei eine Besonderheit dar. Es ist ein semiautomatisiertes Arbeitsprinzip, da die Bereitstellung auf dem Teppich durch Stapler erfolgt. Das System übernimmt lediglich die Verladung. Dieses System eignet sich besonders für die Nutzung bei der Verladung in Seecontainer.
Bei der Seitenverladung von Verkehrsmitteln ohne Fördertechnik kommen semiautomatisierte Verladesysteme zum Einsatz, etwa Brücken- und Portalkrane. Dabei können problemlos bis zu sechs Paletten nach DIN 15 146, Teil 2, gleichzeitig verladen werden.

Verladezonenauslegung

Verladezonen sollten in Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen und dem entwickelten Systemkonzept technisch und wirtschaftlich bewertet werden.
Der wirtschaftliche Vergleich sollte sowohl Kostengrößen als auch nicht monetäre, weiche Entscheidungskriterien enthalten. Klassische Methoden für den wirtschaftlichen Vergleich sind die Kostenvergleichsrechnung und die Nutzwertanalyse.
Stellt man in einem ladeeinheitenbezogenen Kostenvergleich eine konventionelle, eine semiautomatisierte und eine vollautomatisierte Verladelösung gegenüber, wird schnell deutlich, dass die konventionelle Lösung durch den geringen Fixkostenanteil besonders wirtschaftlich für Verladezonen mit geringem Verladevolumen ist. Semiautomatisierte Verladesysteme haben einen wirtschaftlichen Vorteil bei mittleren Verladevolumen. Für hohe Verlademengen stellen vollautomatisierte Systeme eine günstige Variante dar, da diese Lösungen hohe Fixkosten und geringe ladeeinheitenbezogene Kosten verursachen. Diese Aussagen sind natürlich Trendaussagen. Ein unternehmensspezifischer Kostenvergleich ist unabdingbar und kann durchaus zu anderen Ergebnissen führen.

Resümee

Lieferkettenmanagement steht in der Logistik hoch im Kurs. Unternehmen rücken dabei mit ihren Lieferanten enger zusammen, Versorgungs- und Distributionsdienstleistungen werden von Systemdienstleistern übernommen. Dafür sind Prozesse in der Lieferkette übergreifend anzupassen und anzugleichen. Die Verladezone als Schnittstelle zwischen innerbetrieblichem Materialfluss und zwischenbetrieblichem Warenfluss nimmt dabei eine zentrale Rolle in der Gestaltung der Lieferkette ein.
In der Vergangenheit wurde häufig großen Wert auf die Flexibilität der konventionellen Verladezone gelegt. Neue Trends deuten aber auf ein Systemdenken der Hersteller hin, das komponentenübergreifende Informations- und Steuerungseinrichtungen konventioneller Verladeeinrichtungen mit einbindet. Und verstärkt wird auch die automatisierte, zwischen Versender und Empfänger abgestimmte Abwicklung der Verladung verfolgt.
Aus Erfahrungen vergangener Projekte lassen sich Tendenzen für die Auswahl der verschiedenen Verfahren erkennen. Automatisierte Systeme eignen sich im Gegensatz zu konventionellen Varianten für feste Kundenrelationen und hohe Umschlagsmengen. Das Angebot von verschiedenen Techniken ist aber so umfassend und vielfältig, dass für jede Logistikkette ein eigener Maßanzug für die Verladung entwickelt werden kann. n