2. September 2024

Geschätzte Lesedauer: 4 Minuten

Wenn Präzision auf Leistung und Geschwindigkeit trifft

Habt ihr schon einmal einen Verpackungsroboter gesehen, der Kartons für den Versand fertig macht? Roboter dieser Art, die Produkte in passgenaue Kartons packen, sind überall auf LinkedIn, YouTube oder sogar live auf Messen zu sehen. Und vielleicht habt ihr schon seit Längerem die Vision, euren Verpackungsprozess zu automatisieren und ihn mit Verpackungsrobotern zu steuern. Oder ihr seid auf der Suche nach innovativen Lösungen, um euren Verpackungsprozess zu verschlanken und Abfall zu minimieren. 

In diesem Blogbeitrag schauen wir uns genauer an, wie sich mit Robotern maßgerechte Kartons packen lassen und welche Besonderheiten für ein optimales Pick-and-Place-Erlebnis zu beachten sind. Was passiert, wenn beim Verpackungsprozess Präzision auf Leistung und Geschwindigkeit trifft? Genau darauf gehen wir im Folgenden ein. 

Maßgerechte Verpackung als Innovationsbeschleuniger

Maßgerechter und etikettierter Karton von Packsize, verpackt von Verpackungsrobotern.
Passgenauer, etikettierter Karton von Packsize, gepackt von Verpackungsrobotern

Mithilfe moderner und präziser Technologien lässt sich Automatisierung auf verschiedenste Produktabmessungen abstimmen und der Verpackungsprozess optimieren. So kann für Artikel unterschiedlicher Größen sichergestellt werden, dass ihre Verpackungen perfekt auf sie zugeschnitten sind. Dadurch wird Verschnitt vermieden und die Effizienz gesteigert. Diese Synergie aus passgenauer Verpackung und Automatisierung revolutioniert die Logistik und sorgt branchenübergreifend für mehr Geschwindigkeit, Genauigkeit und Nachhaltigkeit. Dabei werden nicht nur Prozesse verschlankt, sondern Unternehmen in eine Zukunft geführt, in der Individualität und Automatisierung verschmelzen. Das Verpacken von Produkten in passgenaue Kartons mithilfe von Robotern ist die Zukunft. Einheitslösungen haben endgültig ausgedient, stattdessen sind Präzision und Effizienz gefragter denn je. 

Was Packsize von herkömmlichen Verpackungspraktiken unterscheidet, ist die nahtlose Integration von Automatisierung und Individualisierung. Mit Packsize können Unternehmen von der manuellen Kartonauswahl und -dimensionierung zu intelligenten Algorithmen übergehen, die die Abmessungen jedes Artikels analysieren und die optimale Verpackungsgröße mithilfe von Software und Robotik präzise und schnell berechnen. Passgenaue Kartons stehen bei uns stets an erster Stelle. Packsize ist der Experte für Right-Sized Packaging On Demand®. Seit über 20 Jahren setzen wir unsere Lösungen erfolgreich ein und stellen sicher, dass sie sich problemlos mit anderen Technologien kombinieren lassen.

Ziele beim Verpacken mit Verpackungsrobotern

Neben dem bereits erwähnten Optimierungspotenzial können die meisten Unternehmen auch Kosten bei Fracht und Versand sparen. Um den kleinstmöglichen Karton zu produzieren, ermittelt unsere Software haargenau die Produktabmessungen und erstellt daraus Packschemata, die optimal auf die jeweiligen Artikel und Bestellungen zugeschnitten sind. Roboter verpacken die fertigen Kartons anschließend mit Greifern, die speziell auf die Produkte ausgelegt sind. Dabei werden die Reihenfolge und das vorgegebene Packschema exakt eingehalten – und es entsteht eine perfekt dimensionierte Verpackung für jeden Artikel.

Die folgenden Optimierungsziele können sich beim Packen von Kartons unterschiedlicher Größe gegenseitig unterstützen wie auch einschränken. 

  • Kartonqualität: Plausible, regelkonforme Packschemata (Anordnung der Produkte in der Umverpackung) bei bestmöglicher Volumenausnutzung (minimales Leervolumen)
  • Leistung: An den Prozess angepasste Kalkulationszeit für die Anordnung der Produkte (keine spürbaren Auswirkungen auf den Gesamtprozess)
  • Verfügbarkeit: Sehr hohe Systemzuverlässigkeit (Maschine, Software, Infrastruktur) für einen reibungslosen Ablauf des Verpackungsprozesses

On-Demand-Kartons in verschiedenen Größen, hergestellt auf der VEGA-Verpackungslinie.
On-Demand-Kartons in verschiedenen Größen, hergestellt auf der VEGA-Verpackungslinie

Einflussfaktoren von Kartongröße und Restvolumen  

Um die beste individuelle Verpackungslösung zu entwickeln, braucht es Know-how: Verschiedene Fachleute arbeiten zusammen, um die Faktoren zu ermitteln, die die Verpackungsqualität, -leistung und -verfügbarkeit positiv beeinflussen. Eine hochmoderne Software, die jahrelang von Experten entwickelt wurde, legt dann das Packschema fest. 

Letztlich kommt es auf den bestehenden Prozess beim Kunden an und darauf, wie sich verschiedene Cubing-Einflussfaktoren auswirken, wie etwa folgende: 

  • Anpassung der „Offset“-Werte: Abstände zwischen den einzelnen Artikeln und Abstände zwischen Produkten und dem Karton 
  • Anpassung der Kartongeometrie: Verhältnis von Breite zu Höhe anhand der Regel: Länge > Breite >/= Höhe 
  • Regeln zur Kartonaufteilung anhand des Restvolumens

Beispiel für unterschiedliche Kartonversatzwerte. Der blaue Kartonbereich kann individuell optimiert werden.
Beispiel für unterschiedliche Kartonversatzwerte. Der blaue Kartonbereich kann individuell optimiert werden.

Folgende Faktoren beeinflussen die Offset-Toleranzkette: Qualität der Wellpappe, Herstellung der Kartons, Positionierung der Artikel und vorverpackte Produkte. Sie können nur als Ganzes optimiert werden. Packsize behält daher den gesamten Prozess im Blick, weshalb wir auch zahlreiche Experten hinzuziehen. Wir stellen stets den Kunden und seinen Verpackungsprozess in den Mittelpunkt; das Cubing-Konzept haben andere Unternehmen bereits gut entwickelt und sie lässt sich einfach in unsere Gesamtlösung integrieren.

VEGA Grieshaber – On Demand Packaging® mit Verpackungsrobotern

Das VEGA-Team vor seiner Umverpackungslösung mit Pick-and-Pack-Robotern im Hintergrund (kleinst- und größtmöglicher Karton).
Das VEGA-Team vor seiner Umverpackungslösung mit Pick-and-Pack-Robotern im Hintergrund (kleinst- und größtmöglicher Karton).

Wie sieht es nun mit der praktischen Umsetzung von On Demand Packaging aus? Im März 2024 wurde die erste robotergestützte Packsize-Lösung für mehrteilige Verpackungen an VEGA Grieshaber im Schwarzwald geliefert. Roboter übernehmen dabei das automatische Befüllen und Schließen der Kartons. VEGA ist ein globaler Hersteller von Sensoren zur Messung von Füllständen, Füllstandsgrenzen und Druck sowie Lieferant von Geräten und Software zur Integration in Prozessleitsysteme. Das Unternehmen beschäftigt weltweit über 2.100 Mitarbeiter. Die Lösung umfasst manuelle und automatisierte Box-in-Box-Prozesse sowie eine Cubing-Software, die die Abmessungen der Kartons berechnet, um jedes Produkt so effizient wie möglich zu verpacken. Das steigert die Produktivität, minimiert den Materialverbrauch und senkt die Betriebskosten erheblich.

Mit dieser Verpackungslösung können verschiedene Kartongrößen von mindestens 240 x 190 x 150 mm bis maximal 1.000 x 600 x 600 mm verpackt werden. Pro Minute werden dabei bis zu vier Kartons gepackt und verschlossen.

Cubing-Optimierung – das Geheimnis einer platzsparenden Verpackung 

VEGA legte bei der Entwicklung der Packsize-Lösung viel Wert auf eigene Ziele und Prioritäten wie z.B. eine ergonomischen Verpackung. Packsize kombinierte dazu Standardprodukte und Know-how, wie etwa eine Cubing-Software zur Erstellung von Verpackungsschemata (Abfolge von Produkten), Kartonherstellungsmaschinen, Verpackungsroboter und Greifer für maß- und bedarfsgerechte Kartons sowie automatisierte Verpackungsprozesse, die zusammen mit dem Kunden kontinuierlich weiterentwickelt werden. Wir verfolgen einen individuellen Ansatz und unser erklärtes Ziel ist dabei immer der gemeinsame Erfolg. Der Schlüssel liegt für uns darin, Partner und Know-how zusammenzubringen und so die beste Lösung zu schaffen.

Für VEGA waren folgende Punkte für den täglichen Betrieb von entscheidender Bedeutung, insbesondere aus ergonomischer und frachttechnischer Sicht. Sie spiegeln einen gängigen Prozess mit Kundenvorgaben wider:

  • Bei einer Vorverpackung von über 10 kg muss diese in einem separaten Paket verpackt werden
  • Bei einer Länge der Vorverpackung von über 80 cm und einem Gewicht von über 7 kg muss das Paket außerdem separat versandfertig gemacht werden

Aus den Kundenwünschen entwickelt Packsize Vorschläge für einen geeigneten Prozess und die erforderlichen Verpackungsschemata. Darüber hinaus wird berücksichtigt, wie der robotergestützte Verpackungsprozess mit steigender Qualität für jede Kundensituation potenziell weiterentwickelt werden kann. 

Kartonaufteilung und erwartete Effekte

Lasst uns einen Blick auf einen Vorschlag zum Karton-Split auf Grundlage des Leervolumen werfen: Wenn das Leervolumen größer ist als erwartet, dann sollte ein weiteres Paket erstellt werden. Unsere Empfehlung: Macht den Split der Box abhängig vom relativen [%] und absoluten [m³] Leervolumen der Kartons. So wird je nach Größe der Umverpackung ein Wert für das maximal zulässige Leervolumen definiert.

Immer beachten, dass sich diese Entscheidung auf andere Variablen auswirkt. Erwartete/mögliche Auswirkungen bei weiteren Karton-Splits:

  • Strukturelle Daten:
    (1) Paketfaktor (Anzahl der Pakete pro Bestellung) – steigend
    (2) Paketgröße (durchschnittlich) – fallend
    (3) Paketgewichte (durchschnittlich) – fallend
    (4) Leervolumen/Paket (durchschnittlich) – fallend
  • Produktion
    (1) Kapazitätsbedarf / Paketvolumen – fallend
    (2) Durchsatz – fallend
    (3) Personalkosten – fallend (Füllmaterial - Handling)
  • Materialanforderungen
    (1) Endloswellpappe – steigend
    (2) Füllmaterial – fallend

Umgang mit Einflussfaktoren auf die Verpackung

Die bloße Anzahl der Einflussfaktoren zeigt die Komplexität, die hinter der Optimierung eines automatisierten Verpackungsprozesses steckt. Um all diese Faktoren unter einen Hut zu bringen, ist eine maßgeschneiderte Strategie nötig. Diese sollte sorgfältig geplant und im täglichen Verpackungsbetrieb überwacht, geprüft und optimiert werden. Packsize bringt hierfür die nötigen Kompetenzen für eine individuelle Verpackungslösung sowie Kontakte zu Lieferanten und Expertenwissen mit – alles aus einer Hand.

Von Verpackungsrobotern gefüllter VEGA-Karton (während der Optimierung – nicht das finale Endergebnis).
Von Verpackungsrobotern gefüllter VEGA-Karton (während der Optimierung – nicht das finale Endergebnis).

Wie geht es weiter mit dem robotergestützten Verpackungsprozess von VEGA?

Angesichts der möglichen und erwarteten Effekte und der zunehmenden Komplexität muss ein umfassendes Verständnis derjenigen Faktoren entwickelt werden, die das Restvolumen (basierend aus dem Prozess oder dem Verpackungsschema) beeinflussen. Auf dieser Grundlage können dann auch KPIs ausgewertet und die Auswirkungen der Kartonaufteilung ermittelt werden. Wir freuen uns auf die weitere Reise mit VEGA und unseren Partnern, an deren Ende eine optimale Lösung steht:

Passgenaue Kartons von VEGA/Packsize, gestapelt
Maßgerechte Kartons von VEGA, gestapelt
  • Die kontinuierliche Optimierung der konfigurierbaren Parameter während der Testphase erfolgt durch die Überprüfung von auffälligen Packschemata und die Überwachung des „Leervolumens“ 
  • Gegebenenfalls eine Anpassung der Kartonaufteilung (Box-Split) unter Berücksichtigung von Artikelgewicht und -abmessungen 
  • Start der Leistungsoptimierung 
  • Follow-Up-Termin zur Verfügbarkeit (Status von Infrastruktur-, Service- und Supportthemen)

Fazit: Präzision, Leistung und Schnelligkeit sind für On Demand Packaging ein Muss

Die Verpackungslösung von VEGA zeigt, wie viel Potenzial in einem Automatisierungsprozess mit Verpackungsrobotern steckt – aber auch wie viel Entwicklung und Komplexität. Für ein optimales kundenspezifisches Ergebnis (einen für Luftfracht geeigneten und sicheren Karton) müssen Optimierungsziele wie Offsetwerte (Abstände zwischen Artikeln bzw. zwischen Artikeln und Kartons), Kartongeometrie und Kartonaufteilung ebenfalls die ergonomischen Anforderungen und Frachtkosteneinsparungen berücksichtigt werden. All diese Einflussfaktoren müssen während des Implementierungsprozesses beobachtet werden. 

Dieser moderne Ansatz ist ein Gewinn für alle Beteiligten: Für Unternehmen, Kunden und die Umwelt. Das automatisierte Packen passgenauer Kartons mithilfe von Verpackungsrobotern ist nicht nur die Zukunft - es ist die Gegenwart. Es revolutioniert die Art und Weise, wie wir Waren im digitalen Zeitalter verpacken und versenden. Packsize's Versprechen: Ein einmal von uns aufgesetzter automatisierter Verpackungsprozess vereint Präzision, Leistung und Geschwindigkeit. Die Verpackungslösung von VEGA funktioniert deshalb so gut, weil sie das Know-how verschiedener Lieferanten vereint. Darüber hinaus wird der Verpackungsprozess als Ganzes betrachtet, von der Herstellung bis zum Verschließen des Kartons. Und das alles aus einer Hand - eine Gesamtlösung von Packsize.

Ein Wort zum Schluss: Uns geht es nicht nur darum, Prozesse zu optimieren, sondern den kommenden Generationen eine grünere, nachhaltigere Zukunft zu ermöglichen.

Das Projektteam: VEGA, Becker, Packsize. Die Verpackungslösung von VEGA vereint das Know-how verschiedener Anbieter.
Das gesamte Projektteam - Die Verpackungslösung von VEGA vereint das Know-how verschiedener Anbieter

Ihr möchtet noch mehr erfahren? Dann kontaktiert einen unserer Packsize Solution Engineers.
Wir möchten gerne mehr über eure Verpackungsprozesse und eure damit verbundenen Erfahrungen lernen. Lasst uns gemeinsam herausfinden, wie sich unterfschiedliche Einflussfaktoren auf die Kartongrößen auswirken und was das für euren täglichen Daten- und Materialfluss bedeutet. Das Beispiel von VEGA zeigt, was möglich ist. Weitere Informationen zur Case Study findet ihr unter https://www.packsize.de/case-study/vega-grieshaber.

Peter Külpmann

Manager Solution Development

Peter hat langjährige Erfahrung in der Verpackungsbranche, mit Schwerpunkt in den Bereichen Verpackungsentwicklung, Logistik und Projektmanagement. Er hat sich auf hochautomatisierte On-Demand-Verpackungslösungen spezialisiert und ist immer an neuen Verpackungsideen interessiert. Mit seinem umfassenden Wissen über Marktbedürfnisse und Branchentrends leitet Peter ein Team, das sich mit der Entwicklung und Umsetzung von Produktstrategien beschäftigt – von der Idee bis zur Markteinführung. Meldet euch bei ihm, wenn ihr mehr über seine Expertise erfahren oder euren Verpackungsprozess mit ihm besprechen möchtet.

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