Was ist ein ASRS? Automatisierte Lager- und Bereitstellungssysteme erklärt

Ein ASRS — automatisiertes Lager- und Bereitstellungssystem — ist eine computergesteuerte Anlage, die Waren einlagert und wieder auslagert, ohne dass eine Person diese abholen muss. Kräne, Shuttles, Roboter oder Karussellsysteme bewegen den Bestand; der Bediener bleibt an einer festen Station und die Ware kommt zu ihm.

Der Begriff, der diesen Wandel beschreibt, lautet Goods-to-Person (Ware-zur-Person). In einem konventionellen Lager gehen Kommissionierer zum Bestand. In einem automatisierten Lager wandert der Bestand zum Kommissionierer — was auf einen Schlag den größten Kostenfaktor der Lagerarbeit eliminiert.

Person-to-Goods vs. Goods-to-Person

Person-to-Goods ist die konventionelle manuelle Kommissionierung. Ein Bediener erhält eine Liste, geht oder fährt zu jedem Lagerplatz, entnimmt den Artikel und kehrt zurück. Die Wegezeit macht typischerweise etwa die Hälfte der Arbeitszeit des Kommissionierers aus und schafft keinerlei Mehrwert.

Goods-to-Person kehrt dies um. Das System holt den benötigten Bestand und stellt ihn an einem Arbeitsplatz bereit. Der Bediener kommissioniert aus einem Behälter oder einer Wanne direkt vor sich und muss sich nicht bewegen.

Was sich in der Praxis ändert:

Die letzte Zeile ist wichtiger, als sie auf den ersten Blick scheint. Ein manueller Betrieb mit einem erkrankten Kommissionierer läuft langsamer; ein automatisierter Betrieb mit einem defekten Kran läuft gar nicht. Deshalb sind Wartungsverträge und Redundanz Teil der Anschaffung und kein optionales Extra.

Die Arten von ASRS

Kranbasierte Systeme — die ursprüngliche Form und nach wie vor der Standard für Hochregallager.

• Paletten-ASRS (Unit-load) handhabt komplette Paletten. Ein Kran fährt in einem schmalen Gang zwischen sehr hohen Regalen und lagert Paletten automatisch ein und aus. Die Gänge können wesentlich schmaler sein als bei einem Gabelstapler und die Regale deutlich höher, wodurch die Lagerdichte drastisch steigt. Am besten geeignet für volumenstarke Palettenlager, Kühlhäuser, in denen Dichte besonders wertvoll ist, und Gebäude mit ausreichender Höhe.
• Kleinteile-ASRS (Mini-load) handhabt Behälter, Kartons und Wannen anstelle von Paletten und liefert diese an einen Kommissionierplatz. Am besten geeignet für Karton- und Stückgutkommissionierung bei moderater SKU-Anzahl und hohem Durchsatz.

Goods-to-Person-Module — in sich geschlossene Einheiten statt gebäudeweiter Systeme.

• Vertikale Lagerlifte (VLMs) sind geschlossene Schränke mit vertikal gelagerten Tablaren und einem Extraktor, der das benötigte Tablar zu einer Entnahmeöffnung bringt. Sie nutzen die Höhe bei sehr geringer Stellfläche. Am besten geeignet für Kleinteile, Ersatzteile, Werkzeuge und hochwertige Artikel sowie zur Kapazitätserweiterung in bestehenden Gebäuden.
• Vertikale Umlaufregale rotieren Tablare in einem geschlossenen Kreislauf, um das benötigte zum Bediener zu bringen. Am besten geeignet für Kleinteile mit häufigem Zugriff.
• Horizontale Umlaufregale rotieren Behälter horizontal, oft in Gruppen von zwei oder drei, sodass der Bediener aus einem pickt, während die anderen rotieren. Am besten geeignet für die Kommissionierung von Kleinteilen mit hohem Durchsatz.
• Vertical Buffer Modules lagern Behälter in einem kompakten Regal, aus dem ein Roboter sie zu einem Arbeitsplatz befördert. Am besten geeignet für Auftrags-Pufferung und Sequenzierung sowie zur Lagerung.

Robotersysteme — die neuere Generation und der Bereich, in den derzeit am meisten investiert wird.

• Würfellager (Cube Storage) — Behälter werden direkt in einem dichten Raster übereinandergestapelt, wobei Roboter über die Oberseite fahren und den benötigten Behälter herausheben. Es gibt keinerlei Gänge, was eine außergewöhnliche Dichte ermöglicht. Häufig benötigte Behälter wandern natürlich nach oben; langsam drehende Artikel sinken ab. Am besten geeignet für Stückgutkommissionierung bei einer großen SKU-Anzahl, wenn die Bodenfläche teuer ist.
• Shuttlesysteme — robotische Shuttles fahren auf Schienen innerhalb jeder Regalebene und bewegen Behälter oder Kartons zu Liften und dann zu Arbeitsplätzen. Sehr hoher Durchsatz, skalierbar durch das Hinzufügen weiterer Shuttles. Am besten geeignet für volumenstarke Karton- und Behälterhandhabung.

Fahrerlose Transportsysteme — mobil statt stationär.

• AGVs (Automated Guided Vehicles) folgen festen Routen — durch Drähte, Magnetbänder oder Markierungen — und bewegen Paletten oder Wagen. Am besten geeignet für repetitive, vorhersehbare Bewegungen zwischen festen Punkten.
• AMRs (Autonomous Mobile Robots) navigieren frei mithilfe von Sensoren und Kartierung und umfahren Hindernisse. Einige bringen Behälter zu Kommissionierern; andere heben komplette mobile Regale an und bringen sie zu einer Station. Am besten geeignet für flexible Abläufe und zur schrittweisen Automatisierung ohne bauliche Veränderungen.

Wie man die Kategorien einordnet: Kransysteme erkaufen Dichte und Durchsatz mit hohen Investitionskosten und geringer Flexibilität. Module bieten Dichte auf kleiner Grundfläche und sind der einfachste Einstieg. Robotersysteme kombinieren Dichte und Flexibilität bei höheren Kosten. Fahrerlose Transportsysteme bieten Flexibilität, tragen aber am wenigsten zur Lagerdichte bei.

Die Vorteile eines ASRS

Platz. Der größte und verlässlichste Vorteil. Durch den Wegfall von für Menschen begehbaren Gängen und die Nutzung der Bauhöhe kann auf derselben Grundfläche ein Vielfaches gelagert werden. Wenn die Alternative die Anmietung eines weiteren Gebäudes wäre, ist dies oft das Hauptargument für die Investition.

Durchsatz. Kommissionierleistungen von mehreren hundert Zeilen pro Stunde und Station gegenüber 60–150 bei manueller Arbeit, wobei das System ohne Leistungsabfall durch Pausen und Schichten läuft.

Genauigkeit. Das System präsentiert genau einen Lagerplatz und einen Artikel. Fehlgriffe durch Verwechslungen in benachbarten Regalfächern — der häufigste manuelle Fehler — treten schlichtweg nicht auf.

Personal. Weniger Personal erforderlich, und die verbleibenden Mitarbeiter führen wertschöpfendere Tätigkeiten an einer Station aus, anstatt zu laufen. In Märkten, in denen Lagerpersonal knapp oder teuer ist, ist dies oft der entscheidende Faktor.

Konsistenz. Die Leistung variiert nicht mit der Schicht, dem Wetter, der Tageszeit oder der individuellen Arbeitsweise.

Sicherheit. Weniger Personen bewegen sich zwischen Fahrzeugen oder in der Höhe. Automatisierte Bereiche können für Menschen komplett gesperrt werden.

Umgebungskontrolle. Ein automatisiertes Lager benötigt keine Beleuchtung und keine Heizung für Menschen, was besonders für Kühlhäuser ideal ist — Maschinen sind unempfindlich gegenüber −25°C, und der Raum kann kompakter und kälter betrieben werden.

Sicherheit. Geschlossene automatisierte Lager sind von Natur aus diebstahlsicherer, weshalb sie sich für Pharmazeutika und hochwertige Waren eignen.

Bestandsgenauigkeit. Jede Bewegung wird vom System erfasst, und Bestände können nicht an einem Ort abgelegt werden, an den sie nicht gehören.

Wann ist ein ASRS sinnvoll?

Die Bedingungen, die dafür sprechen:

• Hoher und konstanter Durchsatz. Automatisierung amortisiert sich durch eingesparte Arbeitskosten, daher ist das Volumen die primäre Variable.
• Teurer oder begrenzter Platz. Städtische Standorte, Kühlhäuser oder Gebäude, die nicht erweitert werden können.
• Stabiles Produktprofil. Artikel, die in das Größen- und Gewichtsraster der Anlage passen, und ein Sortiment, das sich nicht in absehbarer Zeit grundlegend ändert.
• Vorhersehbare, langfristige Volumina. Die Amortisationszeit wird in Jahren gemessen, daher hängt der Business Case von Volumina ab, bei denen Sie sich sicher sind.
• Schwierige Arbeitsmärkte. Wo die Rekrutierung schwierig ist, beseitigt die Automatisierung einen Engpass und nicht nur einen Kostenfaktor.
• Hohe Anforderungen an die Genauigkeit, wie etwa in der Pharmaindustrie oder bei regulierten Waren.
• Raues Umfeld – Tiefkühllager, Gefahrenbereiche, Reinräume.

Die Bedingungen, die dagegen sprechen:

• Geringe oder schwankende Volumina. Die Investitionskosten werden nicht wieder eingespielt.
• Sehr variable Produkte. Alles, was außerhalb des Größen-, Gewichts- oder Formatspektrums liegt, erfordert einen manuellen Prozess parallel dazu, was den Nutzen schmälert.
• Ein sich schnell veränderndes Geschäft. Eine Automatisierung, die auf das heutige Profil ausgelegt ist, kann zu einer Einschränkung werden.
• Kurze Mietverträge oder unsichere Standorte. Die meisten Systeme sind fest installierte Anlagen.
• Grundlagen noch nicht gefestigt. Die Automatisierung eines Prozesses mit unzuverlässigen Daten und schlechter Bestandsgenauigkeit führt nur schneller zu falschen Ergebnissen. Lagerplätze, Kennzeichnung und Bestandsgenauigkeit haben Vorrang.

Die ehrliche Reihenfolge. Die meisten Lager erzielen durch Slotting, Layout-Optimierung und die Wahl der Kommissioniermethode – was fast nichts kostet – mehr Effizienz als durch technische Anlagen. Unternehmen, die erfolgreich automatisieren, sind in der Regel diejenigen, die ihren manuellen Betrieb bereits optimiert haben und an eine echte Leistungsgrenze gestoßen sind. Wer automatisiert, um einem unorganisierten Betrieb zu entkommen, neigt dazu, die Desorganisation lediglich zu automatisieren.

Zu den Kosten. Vertikalliftmodule und Umlaufregale beginnen bei zehntausenden Euro pro Einheit und sind der zugängliche Einstiegspunkt. Shuttle- und Behälter-Lagersysteme kosten je nach Größe hunderttausende bis mehrere Millionen Euro. Vollautomatische Hochregallager mit Regalbediengeräten sind Großprojekte. Planen Sie neben der Anlage auch Budget für Softwareintegration, Bodenarbeiten, Brandschutzanpassungen, Personalschulungen und einen laufenden Wartungsvertrag ein – und beachten Sie, dass Wartung keine Option ist, da ein stillstehendes System den gesamten Betrieb lahmlegt.

Wie ein ASRS mit Regalsystemen und einem WMS integriert wird

Mit dem Regalsystem. Bei Systemen mit Regalbediengeräten und Shuttle-Systemen ist das Regal das System – es wird als eine Einheit konstruiert, mit engeren Toleranzen als herkömmliche Regale gebaut und kann nicht so einfach umkonfiguriert werden wie Palettenregale. Behälter-Lagersysteme ersetzen Regale vollständig durch ein Raster. Module und fahrerlose Transportsysteme ergänzen konventionelle Regale, was sie einfacher schrittweise erweiterbar macht.

Mit der Software. Hier entscheiden sich Erfolg oder Misserfolg von Automatisierungsprojekten.

• Ein WMS entscheidet, was zu tun ist: welcher Auftrag kommissioniert, welcher Bestand zugeteilt und was nachgefüllt werden soll.
• Ein Warehouse Control System (WCS) oder die herstellereigene Software übersetzt dies in Gerätebefehle und steuert die Maschinen.
• Beide Systeme müssen sich kontinuierlich darüber einig sein, was sich wo befindet.

Die Integrationsfragen, die vor dem Kauf geklärt werden müssen. Welches System ist das führende für den Bestand? Was passiert, wenn die Anlage ausfällt – gibt es einen manuellen Entnahmeweg und wie wird der Bestand danach abgeglichen? Kann das WMS die Sequenzierung so steuern, dass sie die Stärken der Anlage nutzt, anstatt gegen sie zu arbeiten? Und wer ist verantwortlich, wenn die beiden Systeme unterschiedliche Daten liefern?

Ein praktischer Hinweis. Automatisierungsanbieter liefern exzellente Hardware und Software für ihre eigenen Anlagen. Die Lücke klafft meist zwischen dieser Software und Ihren bestehenden Systemen; hier kommt es bei Projekten oft zu Verzögerungen. Planen Sie dies explizit ein, anstatt es erst später zu entdecken.

Wo Sie tiefer einsteigen können

• Was ist ein WMS – die Softwareebene über der Hardware.
• Was ist Kommissionierung – die manuellen Methoden, die durch Automatisierung ersetzt werden.
• Palettenregale – die konventionelle Alternative.
• Lagerlayout-Planung – was vor der Automatisierung optimiert werden sollte.
• Was ist ein Kühlhaus – wo Automatisierung besonders gut passt.
• Lager-KPIs – Messung des Erfolgs.

Das Fazit in einem Satz

Ein ASRS bringt die Ware zum Kommissionierer, anstatt den Kommissionierer zur Ware zu schicken, was Laufwege eliminiert, die Lagerdichte vervielfacht und die Genauigkeit erhöht – bei hohen Investitionskosten und reduzierter Flexibilität. Es lohnt sich bei hohem, stabilem Durchsatz und teurem Platz und ist der falsche erste Schritt für jeden Betrieb, der seine Slotting-Strategie, Kennzeichnung und Bestandsgenauigkeit noch nicht im Griff hat.

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein ASRS? Ein automatisiertes Lager- und Bereitstellungssystem – computergesteuerte Anlagen, die Waren ein- und auslagern, ohne dass ein Bediener zum Lagerplatz gehen muss. Regalbediengeräte, Shuttles, Roboter oder Umlaufregale bringen die Ware zu einer festen Kommissionierstation, was als Ware-zum-Mensch-Kommissionierung bezeichnet wird.

Welche Arten von ASRS gibt es? Regalbediengeräte für Paletten und Mini-Load-Systeme für Behälter; Ware-zum-Mensch-Module wie Vertikalliftmodule, vertikale und horizontale Umlaufregale sowie vertikale Puffermodule; robotergestützte Behälter-Lagersysteme und Shuttle-Systeme; sowie fahrerlose Transportsysteme (AGVs und AMRs).

Was ist der Unterschied zwischen Ware-zum-Mensch und Mensch-zur-Ware? Mensch-zur-Ware ist die konventionelle Kommissionierung, bei der der Bediener zu jedem Lagerplatz läuft – was etwa die Hälfte seiner Zeit in Anspruch nimmt. Ware-zum-Mensch bedeutet, dass das System die Ware holt und an einem Arbeitsplatz bereitstellt, sodass sich der Bediener nicht bewegen muss. Die Pickraten steigen um ein Vielfaches und die Lagerdichte nimmt zu, da keine Bedien- oder Laufgänge für Menschen erforderlich sind.

Wie viel kostet ein ASRS? Vertikalliftmodule und Umlaufregale beginnen bei zehntausenden Euro pro Einheit. Shuttle- und Behälter-Lagersysteme kosten je nach Größe hunderttausende bis mehrere Millionen Euro, und vollautomatische Hochregallager sind Großprojekte. Planen Sie separat für Softwareintegration, Bodenarbeiten, Brandschutz, Schulungen und einen laufenden Wartungsvertrag.

Wann lohnt sich ein ASRS? Wenn der Durchsatz hoch und konstant ist, Platz teuer oder begrenzt ist, das Produktprofil zur Anlage passt und stabil ist, die Volumina eine mehrjährige Amortisation rechtfertigen oder Personal schwer zu finden ist. Es ist selten die richtige Antwort bei geringen oder schwankenden Volumina, hochgradig variablen Produkten oder einem Betrieb, dessen manuelle Prozesse noch nicht funktionieren.

Gibt es vollautomatisierte Lager? Ja – es gibt “Lights-out”-Anlagen, insbesondere in der Tiefkühllogistik und im großvolumigen Vertrieb, wo ganze Gebäude mit minimalem Personal betrieben werden. Sie sind eher die Ausnahme als die Regel, und die meisten Betriebe, die automatisieren, tun dies teilweise und behalten die manuelle Handhabung für Produkte und Ausnahmen bei, die die Anlage nicht bewältigen kann.

Benötigt ein ASRS ein WMS? Im Grunde ja. Die Steuersoftware der Anlage verwaltet die Maschinen; ein Warehouse Management System entscheidet, was geschehen soll – welche Aufträge kommissioniert, welcher Bestand zugeteilt und was nachgefüllt werden soll. Die Integration zwischen beiden ist der Punkt, an dem Automatisierungsprojekte am häufigsten den Zeit- und Kostenrahmen sprengen, daher sollte sie explizit geplant und budgetiert werden.

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