Roboter in der Intralogistik: Kommissionierung automatisieren

Roboter automatisieren die Kommissionierung am wirtschaftlichsten dort, wo Wegzeiten den größten Teil der Pickzeit ausmachen, die Artikel standardisiert sind und die Mengen über das Jahr planbar bleiben. Die Technik ist vorhanden: Mobile Roboter assistieren beim Fahren, Shuttle-Systeme bringen die Ware zur Person, und Greifroboter mit Bildverarbeitung entnehmen einzelne Artikel. Ob sich die Investition rechnet, entscheidet ein Rechenweg aus Wegzeitanteil und Lohnkosten sowie Auslastung, und ob sie wirkt, entscheidet die Einführung im laufenden Betrieb.

Dieser Beitrag ordnet die Technikvarianten nach ihrem Einsatzgebiet, zeigt einen Rechenweg zur Amortisation mit Beispielwerten und gibt Entscheidern eine Prüfliste, mit der sich ein Vorhaben vor der ersten Bestellung bewerten lässt.

Warum steht die Kommissionierung im Mittelpunkt der Lagerautomatisierung?

Die Kommissionierung steht im Mittelpunkt, weil sie in den meisten Lagern den größten Anteil der Betriebskosten verursacht. Eine viel zitierte Literaturübersicht von de Koster, Le-Duc sowie Roodbergen (European Journal of Operational Research, 2007) beschreibt das Zusammenstellen von Aufträgen als arbeitsintensivste und teuerste Tätigkeit nahezu jedes Lagers und nennt einen Anteil von bis zu 55 Prozent der operativen Lagerkosten. Die Zahl ist eine Schätzung aus der Literatur und gibt eine Größenordnung vor, den tatsächlichen Anteil im eigenen Lager misst der Rechenweg weiter unten. Wer Kosten im Lager senken will, beginnt am Pick.

Der Kern der Zeit entfällt auf Wege. Ein Kommissionierer geht zum Lagerplatz, sucht den Artikel und greift ihn. Danach quittiert er die Entnahme und geht weiter. Nur das Greifen schafft Wert, alles andere ist Transport und Orientierung. Roboter setzen deshalb zuerst beim Weg an. Die International Federation of Robotics (IFR) berichtet in ihrem World-Robotics-Bericht 2023 von 553.052 neu installierten Industrierobotern im Jahr 2022, dem bisher höchsten Wert. Der Großteil davon arbeitet in der Fertigung, doch die Technik für das Greifen sowie für Bildverarbeitung und autonomes Fahren wandert zunehmend in die Logistik.

Die Richtlinienreihe VDI 3590 behandelt Kommissioniersysteme und unterscheidet die statische von der dynamischen Bereitstellung der Ware. Im Sprachgebrauch heißen die beiden Prinzipien „Mann zur Ware“ (statisch), bei dem der Mensch zum Lagerplatz geht, und „Ware zum Mann“ (dynamisch), bei dem die Fördertechnik den Artikel zum Arbeitsplatz bringt. Jede Robotervariante lässt sich einem dieser Prinzipien zuordnen oder verändert es.

Welche Robotertechnik gibt es für die Kommissionierung?

Für die Kommissionierung gibt es vier Technikvarianten, die sich in Einsatzgebiet, Eingriff in den Lagerbetrieb und Investition deutlich unterscheiden.

Mobile Roboter in der Assistenzrolle sind der übliche Einstieg, weil sie keinen Umbau des Lagers verlangen und sich in Stufen ausbauen lassen. Shuttle-Systeme rechnen sich bei hohen Pickzahlen, binden das Lager aber an die Technik. Greifroboter sind die jüngste Variante, und ihre Reife hängt am Artikelspektrum: Je einheitlicher die Artikel, desto verlässlicher die Greifquote. Fahrerlose Transportfahrzeuge beschreibt der Beitrag zu AGV und AMR im Lager im Detail. Für den sicheren Betrieb fahrerloser Fahrzeuge gilt die Norm ISO 3691-4.

Wann rechnet sich die Automatisierung der Kommissionierung?

Die Automatisierung rechnet sich, wenn die jährliche Einsparung an Arbeitszeit die jährlichen Kosten der Anlage übersteigt und die Investition innerhalb der geplanten Nutzungsdauer zurückfließt. Der Rechenweg folgt vier Schritten und lässt sich mit eigenen Werten durchführen.

1. Arbeitszeit der Kommissionierung bestimmen: Anzahl der Vollzeitstellen im Pick mal Jahreskosten je Stelle.
2. Wegzeitanteil messen: Zeitaufnahme über mehrere Tage, getrennt nach Gehen und Suchen einerseits sowie Greifen und Quittieren andererseits.
3. Entlastung durch die Technik ansetzen: Welchen Teil der Wegzeit nimmt der Roboter ab, belegt durch einen Test im eigenen Lager?
4. Gegenrechnen: Investition inklusive Integration und Software gegen die jährlichen Betriebs- und Wartungskosten über die Nutzungsdauer.

Die Werte sind gewählt, um die Rechenlogik zu zeigen, und ersetzen keine Messung im eigenen Lager. Zwei Stellschrauben verändern das Ergebnis am stärksten: der Wegzeitanteil und die Auslastung. Ein Lager mit kurzen Wegen und geringem Volumen erreicht die Schwelle nicht, während ein Lager mit langen Gängen und Spitzen im Saisongeschäft sie klar übertrifft. Die Betrachtung sollte zudem Personalverfügbarkeit einbeziehen: Wo sich offene Stellen nicht besetzen lassen, übernimmt der Roboter Arbeit, die ohnehin unbesetzt bliebe. Der Beitrag zur Automatisierung gegen Fachkräftemangel vertieft diesen Fall. Eine Grundlage für Wirtschaftlichkeitsfragen im Mittelstand liefert der Beitrag zu Robotik im Mittelstand.

Welche Voraussetzungen muss ein Lager für Kommissionierroboter erfüllen?

Ein Lager muss sechs Voraussetzungen erfüllen, damit Kommissionierroboter im Alltag funktionieren. Fehlt eine davon, steigt das Risiko eines Projekts, das im Test überzeugt und im Betrieb nicht ankommt.

Die Schnittstelle zum Lagerverwaltungssystem entscheidet in der Praxis über die Einführungsdauer, weil dort Aufträge und Ausnahmen zusammenlaufen. Der Prozess verdient ebenso Aufmerksamkeit: Ein Roboter, der Aufträge nach einer anderen Logik bündelt als das Lager, erzeugt Reibung, die die Einsparung aufzehrt. Gleiches gilt für die Kollaboration von Mensch und Maschine, die im Beitrag zu Cobots beschrieben ist.

Wie führt man Kommissionierroboter im laufenden Betrieb ein?

Die Einführung gelingt in vier Stufen, die jeweils einen belegten Stand hinterlassen. Das Lager läuft währenddessen weiter.

Die erste Stufe ist die Messung des Ist-Zustands mit den Kennzahlen aus der Prüfliste. Die zweite Stufe ist ein Pilot in einer Zone mit einem begrenzten Artikelspektrum und festgelegten Abbruchkriterien, etwa einer Zielgröße für Picks je Stunde. Die dritte Stufe erweitert den Pilot auf weitere Zonen, sobald die Kennzahlen über mehrere Wochen stabil bleiben. In der vierten Stufe übernimmt der Regelbetrieb: Wartung, Störungsbehebung, Schulung neuer Mitarbeitender und die Pflege der Stammdaten sind einer Rolle zugewiesen.

Ein Fehler tritt dabei häufig auf: Der Pilot läuft mit ausgewählten Artikeln und erfahrenen Mitarbeitenden und liefert deshalb Werte, die im Normalbetrieb nicht halten. Ein belastbarer Pilot enthält deshalb auch schwierige Artikel und Spitzenzeiten. Die Beteiligten im Lager gehören von Beginn an dazu, denn die Roboter verändern ihre Arbeit, und ihre Erfahrung zeigt, wo der Prozess Ausnahmen kennt, die kein Konzept vorhergesehen hat.

Kommissionierung automatisieren mit Niehues Consulting

Niehues Consulting ist eine Beratung für KI-Management und Organisationsdesign aus der Lieferperspektive mit Sitz in Düsseldorf. Niehues Consulting baut keine Roboter und integriert keine Anlagen. Gründer Marin Niehues arbeitet an dem, was über den Erfolg eines solchen Vorhabens entscheidet: dem Business Case mit realen Werten, den Anforderungen, der Einführung im Betrieb und den Rollen und Entscheidungswegen danach. Er tut das als Delivery Manager, Projektmanager oder Product Owner, in Projekten von VC-finanzierten Scaleups bis zu DAX-40-Konzernen und in über 20 Ländern auf sechs Kontinenten.

Das Vorgehen folgt dem Niehues Delivery Model mit seinen drei Phasen. Für die Kommissionierung zählen drei Prüffragen besonders: Welches Geschäftsergebnis soll sich messbar verändern? Ist der Business Case mit realen Werten bestätigt? Wer verantwortet den Betrieb ab dem ersten Tag? Den Einstieg bildet eine kostenfreie Erstberatung von 30 Minuten, die Sie über den Kontakt vereinbaren.