Kann die Simulation der Lageranordnung für Automatisierungsprojekte im Rahmen von Nachrüstungen genutzt werden?

Ja, die Simulation der Lagerplanung kann durchaus für Nachrüstungsprojekte im Bereich der Automatisierung genutzt werden, und in vielerlei Hinsicht ist sie in Nachrüstungsszenarien sogar noch wertvoller als bei Neubauten. Bei der Automatisierung einer bestehenden Anlage steht mehr auf dem Spiel: Man arbeitet unter festen Rahmenbedingungen, der laufende Betrieb darf nicht unterbrochen werden, und jede Planungsentscheidung birgt ein reales Risiko. Mit einer Lagersimulationssoftware können Teams diese Entscheidungen virtuell testen, validieren und verfeinern, noch bevor auch nur ein einziges Gerät installiert wird. In den folgenden Abschnitten werden die spezifischen Fragen erläutert, die bei der Planung einer Nachrüstung mit Simulation am häufigsten auftauchen.

Wodurch unterscheidet sich die Automatisierung bei Nachrüstungsprojekten von Lagerneubauprojekten?

Unter „Retrofit-Automatisierung“ versteht man die Erweiterung oder Modernisierung automatisierter Systeme in einem bestehenden, in Betrieb befindlichen Lager, ohne die Möglichkeit, die Räumlichkeiten von Grund auf neu zu gestalten. Im Gegensatz zu Greenfield-Projekten, bei denen Ingenieure mit einem leeren Gebäude und voller Flexibilität beginnen, müssen Retrofit-Projekte feste Säulenraster, vorhandene Regalanlagen, Laderampenpositionen, Bodenbelastungsgrenzen und laufende Arbeitsabläufe berücksichtigen, die nicht einfach unterbrochen werden können. Dies macht jede Planungsentscheidung komplexer und die Kosten einer falschen Entscheidung deutlich höher.

Wenn bei einem Neubauprojekt die Leistung eines Förderbandlayouts in der Simulation nicht den Erwartungen entspricht, werden die Konstruktionsänderungen direkt am Bildschirm vorgenommen. Bei einer Nachrüstung kann eine ungünstige Konstruktionsentscheidung kostspielige bauliche Änderungen erforderlich machen oder eine vorübergehende Stilllegung eines Teils der Anlage erzwingen. Der Druck, es gleich beim ersten Mal richtig zu machen, ist viel größer – und genau deshalb eignen sich Simulationswerkzeuge für die Lagerautomatisierung so gut für die Planung von Nachrüstungen.

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Wie werden bei der Simulation der Lagerplanung bestehende infrastrukturelle Einschränkungen berücksichtigt?

Lagersimulationssoftware berücksichtigt die vorhandene Infrastruktur, indem sie Ingenieuren ermöglicht, ein präzises digitales Modell der aktuellen Anlage zu erstellen – einschließlich fester Wände, Säulenpositionen, Bodenbereiche, vorhandener Förderlinien und Rampenkonfigurationen – und anschließend neue Automatisierungslayouts innerhalb dieser Grenzen zu testen. Die Simulation berücksichtigt die realen Einschränkungen, sodass jeder vorgeschlagene Entwurf physisch und betrieblich in den Raum passen muss, bevor er genehmigt wird.

Hier erweist sich Software zur diskreten Ereignissimulation als besonders leistungsstark. Ingenieure können vorhandene Grundrisse importieren, die physischen Grenzen des Raums definieren und mithilfe von Materialflusssimulationstechniken die aktuellen Materialflüsse als Ausgangsbasis modellieren. Darauf aufbauend fügen sie geplante Automatisierungsmaßnahmen, Sortieranlagen, Förderbänder, automatisierte Lager- und Entnahmesysteme sowie robotergestützte Kommissionierbereiche hinzu und sehen sofort, wie die neuen Anlagen mit den bereits vorhandenen interagieren.

Zu den wesentlichen infrastrukturellen Einschränkungen, die in einer Intralogistik-Simulation explizit modelliert werden können, gehören:

Feste Spaltenraster und strukturelle Belastungsgrenzen
Bestehende Ladetore und ihre Durchsatzkapazität
Aktuelle Regalkonfigurationen und Gangbreiten
Notausgänge, Sicherheitskorridore und gesetzlich vorgeschriebene Freiräume
Alte Förderanlagennetze, die teilweise weiterhin in Betrieb bleiben werden
Strom- und Versorgungsanschlüsse, die die Aufstellung von Geräten einschränken

Welche Arten von Nachrüstungsszenarien im Bereich der Automatisierung lassen sich durch Simulation validieren?

Mithilfe von Simulationen lässt sich eine Vielzahl von Automatisierungsszenarien für Nachrüstungen validieren, von teilweisen Förderbandmodernisierungen bis hin zum vollständigen Austausch des Systems. Zu den häufigsten Anwendungsfällen gehören das Testen der Leistungsfähigkeit neuer automatisierter Anlagen im Zusammenspiel mit bestehenden manuellen oder halbautomatischen Prozessen, das Erkennen von Engpässen, bevor diese im realen Betrieb auftreten, sowie die Sicherstellung, dass die Durchsatzziele nach Abschluss der Nachrüstung erreicht werden.

Zu den konkreten Nachrüstszenarien, die von Lagersimulationssoftware gut bewältigt werden, gehören:

Einbindung eines automatisierten Sortierers in einen bestehenden Kommissionier- und Verpackungsprozess – Überprüfung von Zusammenführungspunkten, Pufferzonen und nachgelagerten Kapazitäten mithilfe einer Fördersimulation, um jeden Übergabepunkt detailliert zu modellieren.
Einführung autonomer mobiler Roboter (AMRs) in eine manuelle Kommissionierumgebung – Prüfung des Verkehrsflusses, der Platzierung von Ladestationen und der Interaktionszonen zwischen Mensch und Roboter mithilfe von AGV-Simulationstechniken.
Ersetzung der manuellen Palettierung durch Roboterpalettierer – Sicherstellung, dass die Zuführgeschwindigkeiten der vorgelagerten Prozesse mit den Zykluszeiten der Roboter übereinstimmen, ohne dass es zu Staus kommt.
Schrittweise Modernisierung eines älteren Fördernetzwerks – wobei jede Phase separat simuliert wird, um sicherzustellen, dass die bereits modernisierten Abschnitte während der Umstellung weiterhin funktionsfähig bleiben.
Einbau eines automatisierten Lager- und Kommissioniersystems (AS/RS) innerhalb einer bestehenden Gebäudehülle – Überprüfung der lichten Höhen, der Integration in die Gänge und des Kommissionierdurchsatzes bei Spitzenauslastung mithilfe einer AS/RS-Simulation, um das Konzept einem Stresstest zu unterziehen.

Kann eine Simulation Störungen des laufenden Betriebs während einer Nachrüstung vorhersagen?

Ja, mithilfe einer Simulation lassen sich die Beeinträchtigungen des laufenden Betriebs modellieren, die eine Nachrüstung während der Installations- und Übergangsphase mit sich bringt. Durch die Erstellung eines zeitlich abgestuften Modells des Nachrüstungsablaufs können Ingenieure ermitteln, in welchen Zeiträumen es zu einem geringeren Durchsatz kommen wird, welche Arbeitsabläufe vorübergehend umgeleitet werden müssen und wo vorübergehende manuelle Eingriffe erforderlich sind, um das Serviceniveau aufrechtzuerhalten. Dadurch werden Beeinträchtigungen von einem unbekannten Risiko zu einer beherrschbaren, geplanten Variablen.

Dies ist eine der am wenigsten genutzten Anwendungsmöglichkeiten der Lagersimulation bei Nachrüstungsprojekten. Die meisten Teams konzentrieren sich darauf, den Endzustand zu validieren: Wie das Lager aussehen wird, sobald die Automatisierung vollständig installiert ist. Doch gerade in der Übergangsphase liegt oft das eigentliche betriebliche Risiko. Ein DES-Simulationsmodell kann den Ablauf der Installation Schritt für Schritt durchspielen und so genau aufzeigen, wie sich der Durchsatz verschlechtert und wieder erholt, sobald die einzelnen Elemente der Automatisierung in Betrieb genommen werden.

Planer können diese Erkenntnisse nutzen, um Installationsfenster in Zeiten geringerer Nachfrage einzuplanen, temporäre Pufferbestände vorab bereitzustellen oder die Einführung der Automatisierung so zu staffeln, dass kritische Wege zur Auftragsabwicklung während des gesamten Projekts funktionsfähig bleiben.

Zu welchem Zeitpunkt sollte bei einem Modernisierungsprojekt eine Lagersimulation eingeführt werden?

Die Lagersimulation sollte so früh wie möglich in ein Modernisierungsprojekt einbezogen werden, idealerweise bereits in der Phase der Wirtschaftlichkeitsanalyse und der Konzeptentwicklung, also lange vor der Auswahl eines Anbieters oder der Festlegung von Investitionsmitteln. Je früher die Simulation in den Prozess einfließt, desto größer ist ihr Nutzen, da sie ungeeignete Planungsansätze ausschließen kann, bevor diese das Budget oder die Entwicklungszeit belasten.

Ein praktischer Zeitplan für die Einbindung von Simulationen in ein Modernisierungsprojekt sieht wie folgt aus:

Business-Case-Phase: Mithilfe von Simulationen wird geprüft, ob das vorgeschlagene Automatisierungskonzept in der Lage ist, die Durchsatzziele unter Berücksichtigung der bestehenden baulichen Gegebenheiten zu erreichen. So wird vermieden, dass in detaillierte Planungsarbeiten für einen Ansatz investiert wird, der nicht die gewünschte Leistung erbringt.
Konzeptphase: Vergleichen Sie mehrere Layout-Optionen innerhalb der festgelegten Infrastruktur, um die leistungsstärkste Konfiguration zu ermitteln, bevor Sie mit der detaillierten Planung beginnen.
Detaillierte Planungsphase: Überprüfen Sie den ausgewählten Entwurf unter Berücksichtigung von Spitzenlasten, saisonalen Nachfragespitzen und Ausfallszenarien, um etwaige verbleibende Risiken aufzudecken.
Phase der Umsetzungsplanung: Modellieren Sie die Installationsabfolge, um die Bewältigung von Betriebsstörungen zu planen und sicherzustellen, dass die Meilensteine für die schrittweise Inbetriebnahme realistisch sind.
Nach der Inbetriebnahme: Nutzen Sie das Simulationsmodell als fortlaufenden digitalen Zwilling, um zukünftige Änderungen oder Erweiterungen zu testen, ohne den Live-Betrieb zu stören.

Wird die Simulation erst spät eingesetzt – beispielsweise erst, nachdem ein Layout bereits fertiggestellt wurde –, beschränkt sich ihr Nutzen auf die Validierung und nicht auf die Optimierung. Den größten Nutzen bringt die Simulation dann, wenn sie den Entwurf aktiv mitgestaltet und nicht nur bestätigt.

Wie Enterprise Dynamics Projekte zur Nachrüstung von Automatisierungssystemen unterstützt

Enterprise Dynamics ist unsere DES-Simulationsplattform, die speziell für die Komplexität von Automatisierungsprojekten im Nachrüstbereich entwickelt wurde. Anstatt mit statischen Grundrissen oder auf Tabellenkalkulationen basierenden Kapazitätsmodellen zu arbeiten, erstellen Teams, die Enterprise Dynamics nutzen, dynamische, datengestützte Modelle ihrer bestehenden Anlage und testen darin die vorgeschlagene Automatisierung – und das alles in einer risikofreien virtuellen Umgebung. Als speziell für Lagerhaltung und Logistik entwickelte DES-Simulationssoftwarelösung bietet sie Ingenieuren die umfassende Kontrolle, die komplexe Nachrüstszenarien erfordern.

Speziell für Nachrüstungsprojekte bietet Enterprise Dynamics Folgendes:

Genaue Modellierung der Ausgangssituation bestehender Betriebsabläufe, einschließlich des aktuellen Durchsatzes, der Ressourcenauslastung und der Ablaufmuster
Einschränkungsorientiertes Layout-Testing, das die feste Infrastruktur bereits zu Beginn des Entwurfsprozesses berücksichtigt
„Was-wäre-wenn“-Szenarioanalyse für verschiedene Automatisierungskonfigurationen, damit Teams die Optionen vergleichen können, bevor sie sich festlegen
Simulation einer schrittweisen Einführung zur Planung von Installationsabläufen und zur Bewältigung von Betriebsbeeinträchtigungen im Live-Betrieb
2D- und 3D-Visualisierung, die Simulationsergebnisse sowohl für Ingenieurteams als auch für Entscheidungsträger aus dem Geschäftsbereich zugänglich macht
Integration mit WMS- und ERP-Systemen, um das Modell auf realen Betriebsdaten abzustützen

Wenn Sie ein Nachrüstungsprojekt im Bereich Automatisierung planen und Risiken minimieren, Ihren Entwurf validieren sowie fundierte Investitionsentscheidungen treffen möchten, zeigen wir Ihnen gerne, wie Enterprise Dynamics Sie in Ihrer konkreten Situation unterstützen kann. Nehmen Sie Kontakt mit unserem Team auf, um das Gespräch zu beginnen.

Häufig gestellte Fragen

Wie genau müssen unsere vorhandenen Anlagen-Daten sein, bevor wir ein Simulationsmodell erstellen können?

Je genauer Ihre Basisdaten sind, desto zuverlässiger sind Ihre Simulationsergebnisse – doch Sie benötigen keine perfekten Daten, um loszulegen. Die meisten Projekte beginnen mit Bestandsgrundrissen, aktuellen Durchsatzzahlen und grundlegenden Daten zum Auftragsprofil; das Modell wird dann verfeinert, sobald genauere Messwerte vorliegen. Mit Enterprise Dynamics können Teams das Modell schrittweise aktualisieren und neu kalibrieren, sodass ein unvollkommener Ausgangspunkt den Prozess nicht zunichte macht – es bedeutet lediglich, dass frühe Simulationsläufe eher zur Orientierung bei der Entscheidungsfindung als zur endgültigen Validierung herangezogen werden.

Was ist, wenn unser Lager rund um die Uhr in Betrieb ist und wir uns während der Umrüstung keine Ausfallzeiten leisten können?

Genau in diesem Szenario bietet die Simulation einer schrittweisen Einführung den größten Nutzen. Durch die detaillierte Modellierung der Installationsreihenfolge kann die Simulation Zeitfenster für die Einführung der Automatisierung identifizieren, die Betriebsspitzenzeiten vermeiden, vorübergehende Umleitungswege definieren, die kritische Fulfillment-Bahnen aufrechterhalten, und bestätigen, dass jede Phase der Nachrüstung in sich so abgeschlossen ist, dass sie ohne vollständige Stilllegung abgeschlossen werden kann. Das Ziel besteht darin, eine scheinbar unüberwindbare Einschränkung in einen strukturierten, risikogesteuerten Plan mit klaren „Go/No-Go“-Entscheidungspunkten in jeder Phase umzuwandeln.

Wie lange dauert es in der Regel, ein Simulationsmodell für ein Nachrüstungsprojekt zu erstellen?

Die Erstellungszeit hängt von der Komplexität der Anlage und der Verfügbarkeit vorhandener Daten ab, doch die meisten Basismodelle eines in Betrieb befindlichen Lagers lassen sich innerhalb von zwei bis sechs Wochen erstellen und validieren. Einfachere Umgebungen mit klaren Grundrissdaten und zugänglichen Durchsatzaufzeichnungen lassen sich in der Regel schneller umsetzen, während Anlagen mit Altsystemen, unvollständiger Dokumentation oder stark variierenden Auftragsprofilen mehr Zeit in Anspruch nehmen. Die in die Erstellungszeit investierte Zeit macht sich in der Regel um ein Vielfaches bezahlt, da bereits ein einziger kostspieliger Planungsfehler bei der baulichen Umrüstung vermieden wird.

Kann uns eine Simulation dabei helfen, konkurrierende Angebote verschiedener Anbieter für die Automatisierungstechnik zu bewerten?

Ja, und dies ist eine der praktischsten Anwendungen in der Konzept- und Ausführungsplanungsphase. Sobald ein Basismodell Ihrer Anlage erstellt ist, können Sie die Spezifikationen der Anlagen verschiedener Anbieter – Zykluszeiten, Platzbedarf, Durchsatzraten, Ausfallhäufigkeiten – einfügen und vergleichen, wie sich die einzelnen Optionen unter Ihrem tatsächlichen Bedarfsprofil verhalten. Dies bietet den Beschaffungs- und Ingenieurteams eine objektive, datengestützte Grundlage für die Anbieterauswahl, anstatt sich ausschließlich auf die von den Anbietern angegebenen Leistungsangaben zu verlassen.

Was passiert mit dem Simulationsmodell, nachdem die Nachrüstung abgeschlossen ist? Ist es weiterhin von Nutzen?

Ein gut aufgebautes Simulationsmodell wird nach der Inbetriebnahme nicht überflüssig – es wird zum digitalen Zwilling Ihres Live-Betriebs. Nach der Nachrüstung kann das Modell genutzt werden, um zukünftige Layoutänderungen zu testen, die Auswirkungen von Volumenwachstum zu bewerten, saisonale Kapazitätsanpassungen zu planen oder die Machbarkeit einer weiteren Automatisierung zu prüfen, ohne den Live-Betrieb zu stören. Teams, die ihr Simulationsmodell im Laufe der Zeit pflegen und aktualisieren, ziehen durchweg mehr Nutzen daraus als diejenigen, die es als einmaliges Projektergebnis betrachten.

Gibt es Nachrüstszenarien, in denen Simulationen weniger nützlich sind oder sich die Investition nicht lohnt?

Simulationen bieten den größten Nutzen, wenn die Modernisierung mit erheblicher Komplexität verbunden ist – beispielsweise bei mehreren miteinander interagierenden Systemen, einer schrittweisen Installation, hohen Durchsatzanforderungen oder beengten Platzverhältnissen. Bei sehr kleinen Modernisierungsmaßnahmen, wie dem Austausch eines einzelnen, eigenständigen Geräts durch ein direktes Äquivalent, kann der Aufwand für die Erstellung eines vollständigen Simulationsmodells den Nutzen überwiegen. Doch selbst bei einfacheren Projekten kann eine vereinfachte Simulation unerwartete Wechselwirkungen aufdecken, die statische Planungstools übersehen würden, sodass die Schwelle für die „Rentabilität“ niedriger liegt, als viele Teams zunächst annehmen.

Wie können wir interne Interessengruppen und die Unternehmensleitung dazu bringen, bei wichtigen Investitionsentscheidungen auf Simulationsergebnisse zu vertrauen?

Die 2D- und 3D-Visualisierungsmöglichkeiten moderner Simulationsplattformen wie Enterprise Dynamics sind hier besonders wertvoll. Anstatt den Beteiligten Tabellenkalkulationsergebnisse oder abstrakte Durchsatzzahlen zu präsentieren, können die Teams den Entscheidungsträgern ein animiertes Modell der vorgeschlagenen Nachrüstung unter realen Bedarfsbedingungen vorführen. Die visuelle Darstellung, wo sich Engpässe bilden, wie Roboter und Förderbänder zusammenwirken und wie sich der Durchsatz nach jeder Installationsphase wieder erholt, macht die Ergebnisse greifbar und erleichtert es nicht-technischen Beteiligten erheblich, diese zu bewerten und ihnen Vertrauen zu schenken.

Kann die Simulation der Lagerplanung für Nachrüstungsprojekte im Bereich der Automatisierung genutzt werden?