Modulare Automatisierung: Definition und Anwendung zur Transformation der Industrie

Die modulare Automatisierung verändert die Art und Weise, wie Unternehmen ihre Prozesse gestalten – von der industriellen Fertigung über die Logistik, das Ingenieurwesen und digitale Dienste bis hin zum Kundenservice. Angesichts eines immer komplexer werdenden Umfelds benötigen Unternehmen Systeme, die sich nahtlos weiterentwickeln, neue Funktionen schnell integrieren und sich an veränderte Rahmenbedingungen anpassen. Durch die Modularität lassen sich Lösungen modular aufbauen, Funktionen ohne Betriebsunterbrechung skalieren und Ressourcen optimieren – ohne die Betriebsstabilität zu beeinträchtigen.

In diesem Artikel erläutern wir, was modulare Automatisierung ist, welche Vorteile sie Unternehmen bietet, die sie einsetzen und analysieren. Zudem werden wir Beispiele und Fallstudien aus der Praxis analysieren.

Was ist modulare Automatisierung?

Die modulare Automatisierung ist ein Ansatz im Ingenieurwesen, bei dem Fertigungs- und Logistikprozesse in eigenständige Module unterteilt werden. Bei dieser Art der industriellen Automatisierung werden Systeme für unterschiedliche Betriebsszenarien konfiguriert. Dadurch können einzelne Komponenten kombiniert, erweitert oder ausgetauscht werden, ohne dass dies Auswirkungen auf die übrigen Bereiche hat.

Modulare Automatisierungssysteme zeichnen sich dadurch aus, dass sie Komponenten beinhalten, die verschiedene Technologien integrieren können, wie z.B. Sortierung, Scannen, Wiegen oder Transportieren. Da sie als eigenständige, aber kompatible Einheiten konzipiert sind, lässt sich jede Einheit neu konfigurieren, erweitern oder an unterschiedliche Anforderungen anpassen. So können Unternehmen in ihrem eigenen Tempo wachsen und nur in das investieren, was sie tatsächlich benötigen.

Unternehmen können so ihre Betriebskapazitäten entsprechend der tatsächlichen Nachfrage anpassen und saisonale Spitzen flexibler bewältigen. Während die Industrie 4.0 die intelligente Produktion durch die Integration digitaler und physischer Technologien in die Produktionsprozesse plant, ermöglicht die modulare Automatisierung, dass sich Hardware und Software in Fabriken und Lagern entsprechend den Anforderungen des Marktes weiterentwickeln.

Zudem überträgt die modulare Automatisierung die Prinzipien der Microservices-Architektur auf die physische Umgebung des Lagers. Ähnlich wie in der modernen Softwareentwicklung monolithische Systeme durch unabhängige, spezialisierte Einheiten ersetzt werden, die miteinander kommunizieren, gliedert die modulare Logistik die Betriebsabläufe in autonome Prozesse.

Vorteile und Bedeutung einer modularen Automatisierung

In einem Umfeld, in dem Anpassungsfähigkeit und Effizienz an der Tagesordnung sind, bietet modulare Automatisierung Unternehmen zahlreiche Vorteile:

• Anpassungsfähigkeit. Da sie konfigurierbar sind, lassen sich modulare Automatisierungslösungen schnell an veränderte Situationen anpassen und minimieren so Ausfallzeiten bei Umstellungen.
• Skalierbarkeit. Durch die modulare Automatisierung lässt sich die Betriebskapazität je nach Bedarf durch Hinzufügen oder Entfernen von Modulen erweitern oder reduzieren. So werden übermäßige Investitionen vermieden und ein schrittweises Wachstum begünstigt. Dies ist besonders in Branchen wie der Logistik von Vorteil. Dort können saisonale Spitzen oder Volumensteigerungen aufgefangen werden, ohne dass die gesamte Anlage neu gestaltet werden muss.
• Optimierung. Durch die Integration der für die jeweilige Phase erforderlichen Komponenten optimieren Unternehmen ihre Ressourcen, senken die Betriebskosten und steigern die Effizienz, ohne ihre Systeme zu überdimensionieren. In Einrichtungen wie Lagern und Distributionszentren bedeutet dies flüssigere Abläufe, weniger manuelle Handhabung, eine geringere Fehlerquote und eine bessere Raumnutzung.
• Personalisierung. Modulare Systeme bieten ein hohes Maß an Personalisierung, sodass Unternehmen ihre Automatisierungstools entsprechend ihren Anforderungen konfigurieren können.
• Wettbewerbsfähigkeit. Durch schnelle Anpassungsfähigkeit, Skalierbarkeit und Prozessoptimierung lässt sich ein nachhaltiger Wettbewerbsvorteil erzielen. So können Unternehmen besser auf den Markt reagieren und einen effizienteren Service bieten.

Modulare Automatisierung in Lagern

Die modulare Automatisierung in Lagern hat sich als zentrale Strategie für den Umgang mit immer dynamischeren Logistikumgebungen etabliert. Durch diesen Ansatz lassen sich Technologien in Form von eigenständigen Modulen – wie Rollenförderer, Shuttles, Regalbediengeräte für Paletten oder Kommissionierstationen – integrieren sowie hinzufügen, umkonfigurieren oder austauschen. Systeme wie das automatische Paletten-Shuttle-System 3D von Mecalux veranschaulichen diese Flexibilität, da sie mit elektrisch angetriebenen Shuttles arbeiten, die sich autonom innerhalb der Lagerkanäle bewegen. Durch den Einsatz von Hebevorrichtungen ist eine vollständige Skalierbarkeit sowohl in der Tiefe als auch in der Höhe möglich. Ein Beispiel hierfür sind autonome mobile Roboter (AMR), die für den Transport von Lasten zwischen zwei Punkten ausgelegt sind. Ihre Flotten lassen sich durch die Einführung neuer Roboter problemlos erweitern, die zudem weder an vordefinierte Routen noch an geschlossene Navigationskreise gebunden sind.

Die Modularität ermöglicht eine schrittweise Investitionen: Zunächst werden die wesentlichen Elemente eingeführt und das System wird dann entsprechend dem Wachstum des Unternehmens erweitert. Modulare Automatisierungssysteme lassen sich daher in Modelle nach dem Prinzip Robotics as a Service (RaaS) integrieren, bei denen Unternehmen lediglich für die Nutzung der Roboter oder deren betriebliche Verfügbarkeit bezahlen, diese jedoch nicht erwerben. Damit erhalten sie Zugang zu Automatisierungslösungen auf Abonnementmodell. Ebenso können Unternehmen Modelle wie Software-as-a-Service (SaaS) nutzen, um digitale Lösungen zu nutzen, deren Wartung, Optimierung oder Skalierung andernfalls kostspielig wäre.

Die modulare Automatisierung ermöglicht letztlich eine agile und nachhaltige Weiterentwicklung von Lagern und hält sie, dass sie in einer sich ständig wandelnden Branche wettbewerbsfähig.

Beispiele und Fallbeispiele modularer Automatisierung

Im Folgenden stellen wir einige Fallbeispiele von Unternehmen vor, die durch den Einsatz modularer Automatisierungssysteme verschiedene Vorteile in ihren Betriebsabläufen erzielt haben:

• DAFSA. Als der Hersteller von Säften, Gemüsesuppen und Horchata, DAFSA, in Segorbe (Spanien) ein Logistikzentrum mit einem automatisierten Lager für mehr als 23.000 Paletten errichtete, wurde Platz für eine künftige Erweiterung auf bis zu 40.000 Paletten eingeplant. Dieses modulare Konzept lässt sich problemlos an neue Gegebenheiten anpassen.
• HAVI. Der multinationale Konzern HAVI hat in seinem Logistikzentrum in Vila Nova da Rainha (Portugal) eine Automatisierungslösung mit hoher Lagerdichte von Mecalux implementiert. Das System kombiniert den automatischen Pallet Shuttle mit Regalbediengeräten im Tiefkühllager. Diese Konfiguration bietet maximale Kapazität und passt sich den Schwankungen im Geschäftsbetrieb an. Dank dieser Architektur und der intelligenten Steuerung durch Easy WMS konnte das Unternehmen Nachfragespitzen auffangen und eine lückenlose Rückverfolgbarkeit gewährleisten, ohne die bestehende Infrastruktur neu gestalten zu müssen.
• Stand-Privé.com. Dieser wachsende französische E-Commerce-Anbieter hat das Lagerverwaltungssystem Easy WMS von Mecalux als SaaS-Lösung implementiert. Die Lagermitarbeiter greifen über einen beliebigen Browser mit Internetverbindung auf diese in der Cloud gehostete Software zu und erzielen so einen reibungsloseren, kontrollierten und effizienteren Ablauf. Die Hardware befindet sich dabei nicht in den Räumlichkeiten des Unternehmens.

Modulare Automatisierung für Ausfallsicherheit

Die modulare Automatisierung hat sich als intelligente Lösung durchgesetzt, um sich flexibel an Marktveränderungen anpassen zu können. Diese Technologie kann schrittweise erweitert, nahtlos angepasst und ressourceneffizient genutzt werden – damit ist sie eine strategische Hilfe für Unternehmen, die agil und präzise arbeiten möchten. Angesichts einer sich ständig wandelnden Nachfrage ist der Einsatz modularer Lösungen nicht nur eine technologische Entscheidung, sondern eine Möglichkeit zur Sicherung langfristiger Wettbewerbsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit. Durch die Überwindung der Grenzen starrer Infrastrukturen können Unternehmen nicht nur ihre Ressourcen besser nutzen, sondern auch flexibel auf die Unsicherheiten des globalen Marktes reagieren.