Speicherbibliothek als Hub für Millionen von Büchern

08.09.2016

Im schweizerischen Büron hat der landesweit erste gemeinschaftlich genutzte Hub für die automatisierte Archivierung und den Umschlag von Bibliotheksbeständen seinen Betrieb aufgenommen. In dieses automatische Lagersystem hat die „Kooperative Speicherbibliothek Schweiz“ insgesamt rund 33 Millionen Schweizer Franken investiert und Platz für rund 3,1 Millionen Bände geschaffen. Als Generalunternehmer für die gesamte Intralogistik – von den Einrichtungen bezüglich Förder- und Lagertechnik bis hin zur Lagerverwaltung und - steuerung – war die Stöcklin Logistik AG massgeblich an der Umsetzung dieses ambitionierten Projekts beteiligt.

Der Umzug läuft auf Hochtouren. Seit Inbetriebnahme im Februar 2016 verlegen die Zentral- und Hochschulbibliothek Luzern, die Universität Basel, die Zentralbibliothek Solothurn sowie die Zentral- und die Universitätsbibliothek Zürich einen Grossteil ihrer Bestände in die neue Speicherbibliothek, die im idyllisch gelegenen, luzernischen Büron nahe der Autobahn A2 errichtet worden ist. Betroffen von dieser Massnahme zur Linderung der wachsenden Platznot in den Instituten sind Bücher, Zeitungen, Zeitschriften und weitere Medien, wie etwa Dissertationen und Broschüren.

„Die Speicherbibliothek mit Digitalisierungsstelle und automatisierten Behälterlager ist ein idealer Ort für die Lagerung von weniger häufig genutzten Beständen“, sagt Mike Märki, Geschäftsführer der „Kooperative Speicherbibliothek Schweiz.“ „Sie erfüllt exakt unsere Vorstellungen von einer platzsparenden Lagerung und effizienten Bewirtschaftung.“ Darüber hinaus biete der Komplex auch in konservatorischer sowie sicherheitstechnischer Hinsicht höchste Standards.

Individual- und Kollektivbestände kompakt gelagert

Kern des erdbebensicher gebauten Speichergebäudes ist ein Kleinteilelager, in dem vollautomatisch arbeitende Regalbediengeräte aus der bewährten BOXer-Baureihe für kontrollierte Dynamik sorgen. Diese Lösung war Teil eines die gesamte Intralogistik umfassenden Konzepts, mit welchem die Stöcklin Logistik AG im Zuge der Ausschreibung überzeugte. Infolge konnte der Schweizer Systemanbieter den Auftrag als Generalunternehmer für die Realisierung des landesweit ersten Hubs für Bibliotheksbücher für sich verbuchen. Zu koordinieren war hierbei auch die Leistung externer Gewerkelieferanten, wie etwa die Installation der Regalanlage als Komponente der Gesamtlösung.

Entstanden ist ein Vorzeigeprojekt, dass den vorgegebenen Anforderungen vollumfänglich gerecht wird. Um den wertvollen Inhalt zu schützen, wurde der Sauerstoffgehalt im Lager reduziert. Die Inertisierung verhindert das Entfachen von Bränden, die das hier schwarz auf weiss vorhandene Wissen in Mitleidenschaft ziehen und im schlimmsten Fall komplett vernichten könnten. Weitere Vorgabe des Betriebsvereins war eine volumenoptimierte Lagerung. Auf diese Weise soll Platz gespart und ein kosteneffizienter Betrieb sichergestellt werden.

Diesem Anforderungsprofil wird das automatische Kleinteilelager vollumfänglich gerecht“

unterstreicht Mike Märki. Das rund 15 m hohe automatische Kleinteilelager (AKL) erstreckt sich über eine Länge von an die 70 m. Es verfügt über sechs Gassen, in denen jeweils ein Kleinteilegerät BOXer E1 verfährt. Die Ein- und Auslagerleistung der Regalbediengeräte (RBG), die mit zwei Lastaufnahmemitteln übereinander ausgerüstet sind und trotz der einfachtiefen Gassen mittels Teleskoptisch doppeltief einlagern können, wird mit 72 Behältern pro Gerät und Stunde beziffert. Insgesamt finden in der aus Gründen der Erdbebensicherheit freistehend, vom Podest entkoppelt installierten Regalanlage 112.200 Behälter mit den Massen 600 x 400 x 271/371 mm Platz.

WMS-gestützte übergreifende Prozessoptimierung

Als Host fungiert das Bibliotheksprogramm Aleph (Automated Library Expandable Program Hebrew University of Jerusalem) des Anbieters Ex Libris. Es kommuniziert mit dem Warehouse-Management-System (WMS), das die Gebinde und Lagerplätze verwaltet, Ein- und Auslageraufträge abwickelt und den gesamten Materialfluss steuert. Implementierte Strategien sorgen für eine konstante Wegeoptimierung, eine bestmögliche Bewirtschaftung der doppeltiefen Lagerfächer sowie reduzierte Fahrzeiten der RBG, beispielsweise durch Doppelspiele. Bestandteil des StöcklinWMS ist ferner eine 2D-Visualisierung, über die Betriebszustände der Förderstrecken und der Kleinteilegeräte sowie deren Belegung über Monitore angezeigt werden. Diese Lösung erleichtert die Lokalisierung etwaiger Fehler und beschleunigt die Störungsbehebung.

„Alle beteiligten Bibliotheken verwenden je ein Aleph-System und somit dieselbe Art von Schnittstelle. Gemeinsame Bestände werden weiterhin von der Bibliothek verwaltet, der die Zuführung der Exemplare angestossen hat. Damit ist eindeutig, an wen die Ausleih- und Rücklagermeldungen zu übermitteln sind“

erklärt Ivan Jovanovic, der verantwortliche Projektleiter auf Seiten der Stöcklin Logistik AG. Grundlegende Prämisse bei der Auslegung und Implementierung des WMS sei gewesen, Schnittstellen und Protokolle zwischen den eingesetzten Anwendungen möglichst einfach und offen zu halten, so dass zukünftige Umstellungen, etwa auf ERP-Nachfolgesysteme, mit vergleichsweise geringem Aufwand durchgeführt werden können.

Höchste Sicherheitsstandards implementiert

Angelieferte Medien werden im Eingang visuell kontrolliert, auf Bestellung in einem separaten Bereich entstaubt und in einem weiteren Prozess mit Handwagen zu den Aufgabeplätzen für die Einlagerung transportiert. Hier hat Stöcklin im ersten und zweiten Obergeschoss jeweils eine Fördertechnikanbindung mit je zwei Arbeitsplätzen installiert. Diese sind über einen Loop mit integrierter NIO-Strecke angebunden. Um die Prozesssicherheit zu erhöhen, sind die Arbeitsplätze mit „Put-to-Light“-Anzeigen ausgestattet und es können bis zu fünf Aufträge gleichzeitig kommissioniert werden. Im Zuge dessen werden die bereitgestellten Versandbehälter auf Schrägrollenbahnen abgesetzt, die mit losen Rollen ausgestattet sind, um die Arbeit der Werker zu erleichtern. Die integrierte Profil- und Gewichtskontrolle verhindert, dass Behälter mit Überständen oder zu schwere Behälter eingelagert werden. Solche Fehler werden angezeigt und die Lagerbehälter zur Überarbeitung ausgeschleust.

Eine Besonderheit haben sich die Projektverantwortlichen bei der Anbindung der Behälterfördertechnik an das AKL einfallen lassen:

„Wir haben eine spezielle Lösung realisiert, um ein Maximum an Erdbebensicherheit gewährleisten zu können“

sagt Ivan Jovanovic. Infolge sind die zwei Etagen mit den integrierten Pickbereichen über Behälteraufzüge an die Förderanlage auf Podestniveau verbunden. Das obere Podest wurde via Hubstationen mit einer Tragkraft von je 120 kg an das untere gekoppelt.

Die Hubstation fördert jeweils zwei Behälter über Lagerniveau, wo sie über einen Loop den entsprechenden Gassen zugeführt werden. Um die Höhendifferenz zum Fördertechnikloop über dem Lager zu überwinden, sind die Gassen des AKL ebenfalls über kleine Hubstationen angebunden worden. „Somit hat Stöcklin eine Lösung ausgearbeitet und installiert, die alle erforderlichen Funktionen erfüllt und zugleich keine physische Verbindung zum unteren Podest hat“, so der Stöcklin-Projektleiter weiter.

BOXer-AKL als Depot für gesammeltes Wissen

Die Förderanlage im Bereich AKL-Kommissionierung wird mit einer Systemleistung von maximal 125 Behältern pro Stunde beansprucht. Der Rundlauf auf den Kommissionierebenen im 1. Obergeschoss (8.500 mm) und dem 2. Stock (12.550 mm) erbringt eine Taktleistung von stündlich bis zu 400 Behältern. In der Regel durchlaufen Gebinde bzw. Items die Anlage. Artikel, die nicht gebunden sind, werden in Schachteln gelagert, die ebenso wie Gebinde in Behälter übergeben werden. Hier kommen zwei in der Höhe variierende Ausführungen zum Einsatz, die im beladenen Zustand ein Gewicht bis maximal 60 kg aufweisen können und daher aus Gründen des Sicherheits- und Gesundheitsschutzes niemals von einem Mitarbeiter manuell angehoben werden dürfen.

Die vom Host an das StöcklinWMS übermittelten Auslagerpositionen werden bei der Bearbeitung des Auftrags reserviert. Dabei entstehen Rüstlisten. Sofern Waren erstmals in das AKL einzulagern sind, meldet Aleph auch die erforderlichen Stammdaten. An den Einlagerstichen zum AKL werden die Behälter von einem der sechs BOXer-RBG in Ausführung E2D-H übernommen. Das Kürzel „H“ steht für „Huckepack“ und bedeutet, dass die Ein-Mast-Geräte für die doppeltiefe Längslagerung von Behältern mit jeweils zwei Lastaufnahmemitteln übereinander bestückt sind.

Die RBG beschleunigen mit 0,5 m/s2 und erreichen bei Bedarf Fahrgeschwindigkeiten bis zu 4,0 m/s. Beim Heben sind es 1,0 m/s respektive 1,0 m/s2. Auf Grundlage dieser Werte generieren die RBG pro Stunde eine Ein- und Auslagerleistung von jeweils 72 Behältern. Um die Ladungsträger mitsamt ihrem empfindlichen Inhalt möglichst schonend zu bewegen, wurden die Beschleunigung der BOXer in Fahrtrichtung und das Lastaufnahmemittel speziell tief gewählt.

Zum Schutz der mitunter auch äusserst wertvollen Bestände liegt der Sauerstoffgehalt im AKL statt regulär 21 bei nur 13,5 Prozent, so dass Brände erst gar nicht entstehen können. Eine derartige, nicht gerade menschenfreundliche Atmosphäre ist beispielsweise auf dem Gipfel des Eigers anzufinden. Die Kommissionierung hingegen erfolgt daher unter Normalbedingungen. Die Trennung des inertisierten AKL vom Verwaltungstrakt ist durch einen Liftschacht mit angebundener Schleuse realisiert worden.

Aufträge, die mit einem Kurier oder per Post auszuliefern sind, werden nach Vorgabe des StöcklinWMS unter Berücksichtigung der Abfahrtzeiten bearbeitet und nach Abschluss der Kommissionierung zu Sendungen für den Transport zusammengestellt. Die Weiterführung in die Versandzone erfolgt manuell mit Hilfe von Handhubwagen. Kunden, die von zu Hause aus oder in der Bibliothek ordern, können darauf vertrauen, dass ihr Wunschbuch oder die Zeitung/Zeitschrift spätestens 24 Stunden nach Aufgabe der Bestellung am richtigen Ort zur Abholung bereitliegt.

Hinreichend Potenzial für die Weiterentwicklung

Der aktuelle Anlagenstatus berücksichtigt vier Kommissionierarbeitsplätze. Definiert wurde diese Anzahl angesichts der erforderlichen Leistung beim Umschlag von bis zu 3,1 Millionen Medien. Allerdings behält sich die Kooperative Speicherbibliothek Schweiz die Option vor, die Kapazitäten zukünftig auf bis zu 14 Millionen Bände auszubauen. Die Chancen, dass das Projekt Schule macht, stehen gut. Denn die Vorteile liegen klar auf der Hand:

„Das Zusammenlegen von Beständen entlastet die Partnerbibliotheken, es lassen sich langfristig Kosten einsparen und freiwerdende Flächen können anderweitig für sinnstiftende Zwecke genutzt werden“

betont Geschäftsführer Mike Märki. Schliessen sich Institute weiterer Kantone der Initiative an, liesse sich der Bücherspeicher jederzeit ganz einfach erweitern. Mit dem modular konzipierten, skalierbaren BOXer-System von der Stöcklin Logistik AG habe man die hierfür erforderlichen Voraussetzungen schaffen können.