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Was ist ein Hochregallager?
Ein Hochregallager (HRL) ist ein Lager, in dem Paletten oder andere Ladeeinheiten in Regalen ab etwa zwölf Metern Höhe eingelagert werden. Die Höhe ist das Unterscheidungsmerkmal zum normalen Palettenregallager: Sie macht das Lager auf der Fläche extrem dicht, verlangt aber Technik, die in dieser Höhe zuverlässig ein- und auslagert, und meist auch ein eigenes Sicherheits- und Brandschutzkonzept. Hochregallager erreichen 30 bis 45 Meter, einzelne Anlagen bis etwa 50 Meter, und fassen von einigen tausend bis zu mehreren hunderttausend Palettenplätzen.
Bedient werden Hochregallager entweder automatisch durch Regalbediengeräte, die auf Schienen in den Gassen fahren, oder manuell durch Schmalgangstapler mit Fahrer bis etwa 18 Meter Hubhöhe. Ab etwa 20 Metern ist die Automatisierung die Regel. Im Sprachgebrauch meint „Hochregallager" deshalb oft das automatische Hochregallager mit Regalbediengeräten, Fördertechnik und Lagerverwaltungssoftware. Um diese Form geht es auf dieser Seite vor allem; das manuelle Hochregallager wird zur Abgrenzung erklärt.
Hochregallager stehen dort, wo viele gleichartige Ladeeinheiten mit hoher Umschlagleistung auf wenig Fläche gelagert werden: in der Produktionsversorgung und im Fertigwarenlager der Industrie, im Handel und bei Logistikdienstleistern. Im Englischen heißt das automatische Hochregallager Automated Storage and Retrieval System, kurz AS/RS oder ASRS.
Welche Bauarten von Hochregallagern gibt es?
| Bauart | Aufbau | Typischer Einsatz |
|---|---|---|
| Silobauweise | Die Regalkonstruktion trägt Dach und Wände selbst; das Gebäude ist die Regalanlage | Neubau großer Lager ab etwa 20 Metern Höhe; höchste Dichte |
| Hallenbauweise | Freistehendes Regal in einer bestehenden oder neuen Halle | Erweiterung bestehender Standorte, Höhen bis etwa 15 bis 20 Meter, Umbau möglich |
| Einfachtiefe Lagerung | Eine Palette je Fach, direkter Zugriff auf jede Palette | Viele Artikel mit geringem Bestand je Artikel, hohe Auslagerfrequenz |
| Doppelttiefe Lagerung | Zwei Paletten hintereinander; das Regalbediengerät greift mit Teleskopgabel in die zweite Reihe | Mehr Dichte bei mittlerer Artikelvielfalt; Umlagerungen nötig, wenn die hintere Palette gebraucht wird |
| Kanallager | Mehrere Paletten hintereinander in einem Kanal, bedient von Satellitenfahrzeugen oder Shuttles | Wenige Artikel mit vielen Paletten je Artikel, etwa Getränke, Lebensmittel, Papier |
| Kühl- und Tiefkühllager | Hochregallager mit Kälteisolierung, Technik für minus 24 bis minus 28 Grad ausgelegt | Lebensmittel, Pharma; Automatisierung, damit niemand im Frost arbeiten muss |
Die Bauart bestimmt, wie viel Fläche das Lager braucht, wie schnell auf eine einzelne Palette zugegriffen werden kann und wie stark das Lager von der Reihenfolge der Aufträge abhängt. Einfachtief ist am flexibelsten, Kanallager am dichtesten. Welche weiteren automatischen Lagerarten es neben dem Hochregallager gibt, vom Kleinteilelager bis zum Shuttle, erklärt die Seite Automatische Lagersysteme.
Manuell oder automatisch: Was ist der Unterschied?
| Merkmal | Manuelles Hochregallager | Automatisches Hochregallager |
|---|---|---|
| Bedienung | Schmalgangstapler mit Fahrer, induktiv oder per Schiene in der Gasse geführt | Regalbediengerät je Gasse, automatisch gesteuert |
| Höhe | Bis etwa 18 Meter Hubhöhe | Bis etwa 50 Meter |
| Gassenbreite | Etwa 1,5 bis 1,8 Meter | Nur wenig breiter als die Ladeeinheit, Freimaße nach EN 15620 |
| Leistung | Abhängig von Fahrer und Regalhöhe, im Hochregal meist 15 bis 25 Paletten je Stunde und Stapler | Rund 30 bis 60 Doppelspiele je Stunde und Gerät, Hochleistungsgeräte darüber, rund um die Uhr |
| Personal | Fahrer je Stapler und Schicht | Kein Personal in der Gasse, Bedienung am Leitstand |
| Software | Lagerverwaltung, Staplerleitsystem | Lagerverwaltung, Materialflussrechner, Steuerungen |
| Investition | Geringer, schrittweise erweiterbar | Höher, rechnet sich über Personal, Fläche und Verfügbarkeit |
Dazwischen gibt es die Mischform: automatisierte Schmalgangstapler, die ohne Fahrer in der Gasse arbeiten und mit einem Lagersteuerungssystem gekoppelt sind. Sie nutzen die vorhandene Regalanlage und lassen sich nachrüsten. Die Grenzen der Bauart liegen in Höhe und Geschwindigkeit; oberhalb von etwa 15 Metern und bei hohem Durchsatz führt kein Weg am Regalbediengerät vorbei.
Wie ist ein automatisches Hochregallager aufgebaut?
- Regalanlage: Stahlbau mit Fachbelegung nach Ladeeinheit; in Silobauweise zugleich das Gebäude. Sie ist das langlebigste Bauteil der Anlage; Toleranzen und Freiräume regelt DIN EN 15620.
- Regalbediengeräte: Ein Gerät je Gasse, das auf einer Bodenschiene fährt, den Hubwagen mit Lastaufnahmemittel hebt und die Palette mit Teleskopgabel ins Fach schiebt; Sicherheitsanforderungen nach DIN EN 528, Leistungsnachweis nach FEM 9.851. Aufbau, Bauarten und Leistung erklärt die Seite Regalbediengerät.
- Vorzone mit Fördertechnik: Rollen- und Kettenförderer, Drehtische, Heber und Verschiebewagen bringen Paletten vom Wareneingang zu den Gassen und von dort zum Versand oder in die Produktion. Bauarten auf der Seite Fördertechnik.
- Übergabestationen: Ein- und Auslagerplätze je Gasse, an denen Regalbediengerät und Fördertechnik die Palette tauschen.
- Konturenkontrolle und Identifikation: Am Eingang werden Maße, Gewicht und Palettenqualität geprüft und der Barcode gelesen; was nicht passt, wird ausgeschleust, bevor es im Regal Schaden anrichtet.
- Steuerungstechnik: Speicherprogrammierbare Steuerungen für Regalbediengeräte und Fördertechnik, Sicherheitssteuerungen für Zugangstüren und Schutzeinrichtungen.
- Software: Materialflussrechner und Lagerverwaltungssystem, dazu Visualisierung und Leitstand.
- Sicherheit und Brandschutz: Gassen sind während des Betriebs Sperrbereiche; Brandschutz je nach Höhe und Lagergut über Sprinkler, Sauerstoffreduzierung oder Brandabschnitte, nach VDI 3564, bei Kühllagern VdS 2032.
Die Steuerung ist in Ebenen aufgebaut. Ganz unten sitzen die speicherprogrammierbaren Steuerungen, die jede Bewegung eines Regalbediengeräts und jedes Förderers ausführen und Sensoren überwachen. Darüber arbeitet der Materialflussrechner: Er verteilt Transportaufträge auf Gassen und Förderstrecken, bildet Doppelspiele, bei denen ein Gerät auf der Hinfahrt einlagert und auf der Rückfahrt auslagert, regelt Stauplätze und meldet Störungen. Darüber führt das Lagerverwaltungssystem Bestände und Lagerplätze, entscheidet nach Strategien wie FIFO oder Zonen, wo eine Palette liegt, und bekommt seine Aufträge aus dem ERP-System.
In SAP-Umgebungen übernimmt SAP EWM die Lagerverwaltung, mit dem Materialflusssystem MFS auch die Materialflusssteuerung, oder ein Materialflussrechner bleibt als eigene Ebene bestehen. Welche Aufteilung sinnvoll ist, hängt von Anlagenkomplexität, Reaktionszeiten und Bestand ab; die Seite Systemarchitektur im Materialfluss beschreibt die Varianten. Die Leistung eines Hochregallagers wird zu einem großen Teil in dieser Software entschieden: Doppelspielquote, Reihenfolgebildung und Stauplatzverwaltung machen bei gleicher Mechanik einen Unterschied im zweistelligen Prozentbereich; allein konsequente Doppelspiele bringen bis zu zehn Prozent.
Wie läuft die Ein- und Auslagerung im Hochregallager ab?
- Wareneingang: Die Palette wird identifiziert, das Lagerverwaltungssystem legt Artikel, Menge und Charge an und vergibt eine Ladeeinheiten-Nummer.
- Konturenkontrolle: Maße, Gewicht, Überstand und Palettenqualität werden geprüft. Was nicht ins Fach passt oder das Regalbediengerät gefährden könnte, wird an einen Nacharbeitsplatz ausgeschleust.
- Lagerplatzfindung: Das Lagerverwaltungssystem wählt Gasse und Fach nach Strategie: Zonen nach Umschlaghäufigkeit, Gewichtsklassen, Gleichverteilung über die Gassen, Trennung von Chargen oder Gefahrstoffen.
- Vorzone: Der Materialflussrechner führt die Palette über Fördertechnik zur Übergabestation der gewählten Gasse und regelt unterwegs Stauplätze und Kreuzungen.
- Einlagerung: Das Regalbediengerät nimmt die Palette auf, fährt Fach und Höhe gleichzeitig an, positioniert fein und schiebt die Palette mit dem Lastaufnahmemittel ins Fach. Die Steuerung meldet die Einlagerung zurück, das Lagerverwaltungssystem bucht den Bestand.
- Auslagerung: Ein Auftrag aus Produktion oder Versand löst den Weg in umgekehrter Richtung aus; das Lagerverwaltungssystem wählt die Palette nach FIFO, Charge oder Mindesthaltbarkeit, der Materialflussrechner bündelt Aufträge derselben Gasse zu Doppelspielen.
Zwischen den Aufträgen lagert das System um: In ruhigen Zeiten werden schnelldrehende Artikel näher an die Übergabestation geholt, doppelttiefe Fächer sortiert und Gassen gleichmäßig gefüllt. Diese Umlagerungen sieht niemand, sie entscheiden aber darüber, wie schnell das Lager in der Spitze liefert.
- Flächennutzung: Auf derselben Grundfläche lagern ein Vielfaches der Paletten eines Bodenblock- oder Flachlagers; Grundstück und Gebäudehülle werden pro Palette billiger.
- Durchsatz und Verfügbarkeit: Regalbediengeräte arbeiten rund um die Uhr in gleichmäßigem Takt, unabhängig von Schichtbesetzung.
- Bestandsgenauigkeit: Jede Bewegung wird gebucht; Fehlbestände und Suchzeiten verschwinden, Inventur wird zur Systemauswertung.
- Personal und Sicherheit: Niemand arbeitet in der Gasse, niemand fährt Stapler in 20 Metern Höhe; Palettenschäden und Unfälle sinken.
- Energie: Moderne Regalbediengeräte speisen Bremsenergie zurück, und ein Hochregallager lässt sich mit weniger Beleuchtung und Beheizung betreiben als eine Halle mit Staplerbetrieb.
Wo liegen die Grenzen eines Hochregallagers?
Ein Hochregallager ist auf sein Sortiment und seine Ladeeinheit ausgelegt. Ändern sich Palettenmaße, Gewichte oder die Artikelstruktur grundlegend, stößt die Anlage an Grenzen, die sich nur mit Umbau lösen lassen. Die Leistung je Gasse ist durch das Regalbediengerät gedeckelt; mehr Durchsatz heißt mehr Gassen oder eine andere Technik. Fällt ein Gerät aus, ist seine Gasse blockiert, solange kein Notbetrieb vorgesehen ist. Und die Investition ist hoch und langfristig: Ein Hochregallager wird für 30 Jahre und länger gebaut, seine Steuerung und Software aber halten 10 bis 20 Jahre. Wer ein Hochregallager plant, plant deshalb auch dessen Modernisierung.
Für kleinteilige Sortimente mit hoher Zugriffsfrequenz sind Shuttle-Systeme und automatische Kleinteilelager oft die bessere Wahl; für Betriebe mit stark schwankenden Mengen kann ein manuelles Lager mit Staplerleitsystem flexibler sein.
Die Kosten setzen sich aus Regalanlage und Gebäude, Regalbediengeräten, Fördertechnik der Vorzone, Steuerungs- und Sicherheitstechnik, Brandschutz, Software und Inbetriebnahme zusammen. Regalbediengeräte und Regal sind die größten Posten, Software und Steuerung ein kleinerer, aber der, der über die tatsächliche Leistung entscheidet. Belastbare Beträge hängen von Höhe, Gassenzahl, Palettenplätzen, Durchsatz und Standort ab und liegen zwischen einigen Millionen Euro für ein kleines Lager mit zwei Gassen und Beträgen im hohen zweistelligen, bei sehr großen Distributionszentren dreistelligen Millionenbereich.
Gerechnet wird gegen die Alternative: Fläche und Gebäude eines Flachlagers gleicher Kapazität, Personal für Staplerbetrieb im Mehrschichtbetrieb, Bestandskosten durch Fehlbestände und Suchzeiten, Palettenschäden. Bei hohem Umschlag und Mehrschichtbetrieb amortisiert sich ein automatisches Hochregallager in der Regel innerhalb weniger Jahre; bei geringem Umschlag oder einer Schicht kann ein manuelles Lager wirtschaftlicher bleiben. Ein Sonderfall ist die Modernisierung: Wer ein bestehendes Hochregallager hat, bekommt für einen Bruchteil des Neubaus eine Anlage auf aktuellem Stand.
Wann und wie wird ein Hochregallager modernisiert?
Das Regal hält 30 Jahre und länger, die Mechanik der Regalbediengeräte 20 bis 30 Jahre, Steuerungen und Antriebe 15 bis 20 Jahre, Software 10 bis 15 Jahre. Deshalb werden Hochregallager nicht ersetzt, sondern in Stufen erneuert: erst Steuerung und Antriebe der Regalbediengeräte, dann Materialflussrechner und Lagerverwaltung, bei Bedarf Lastaufnahmemittel und Fördertechnik. Auslöser sind abgekündigte Steuerungen wie die Siemens S5 oder S7-300, fehlende Ersatzteile, ein Wechsel des ERP-Systems oder Anforderungen, die die alte Software nicht mehr abbildet.
Weil ein Hochregallager selten wochenlang stillstehen kann, läuft die Modernisierung gassenweise bei laufendem Betrieb: Eine Gasse wird umgebaut, die anderen versorgen den Betrieb weiter. Voraussetzung ist ein Reengineering der bestehenden Abläufe, weil die Dokumentation alter Anlagen meist unvollständig ist. Was ein Retrofit umfasst und wie ein Projekt abläuft, beschreibt die Seite Retrofit.
Das Produktionslager von K+S in Bernburg ist das zentrale Fertigwarenlager des Standorts; Regalbediengeräte, Palettenfördertechnik und Querverfahrwagen bewegen die Paletten zwischen Produktion, Lager und Versand. Die Anlage lief mit Siemens-S5-Steuerungen und einer Lagerverwaltung auf einem abgekündigten Rechnersystem. Artschwager + Kohl ersetzte die Steuerungen durch Siemens S7, baute die Kommunikation neu auf, band Regalbediengeräte und Fördertechnik an und führte SAP EWM MFS als Lagerverwaltung ein: nach zwei Testwochenenden mit Rückschaltung auf das Altsystem wurde an einem dritten Wochenende umgestellt, am Montag lief der Regelbetrieb. Case Study Produktionslager auf SAP EWM MFS modernisiert. Am selben Standort wurde später die Sicherheits- und Steuerungstechnik der Palettenförderanlage erneuert, die das Hochregallager beschickt, in einer dreiwöchigen Reparaturpause: Case Study Palettenförderanlage modernisiert.
Wie ein Hochregallager ohne Regalbediengeräte automatisiert werden kann, zeigt ein Schmalganglager, in dem vollautomatisierte Schmalgangstapler die Paletten ein- und auslagern, gesteuert von einem Lagersteuerungssystem auf Basis von LOMAS mit acht Aufgabe- und Abgabeplätzen, drei Kommissionierplätzen und Stapelung von bis zu drei Rahmenpaletten je Fach. Case Study Vollautomatisiertes Schmalganglager. Ein automatisches Kühllager mit erhaltenen S5- und S7-Steuerungen und neuer Lagerverwaltung beschreibt die Case Study Brownfield-Kühllager modernisiert.
Wie geht es von hier aus weiter?
Diese Seite erklärt, was ein Hochregallager ist, wie es aufgebaut und gesteuert wird und wann es sich lohnt. Wer ein Palettenlager neu plant oder erweitert, findet auf der Seite Palettenlager die Software-Leistungen von Artschwager + Kohl. Wer ein bestehendes Hochregallager erneuern will, bei Lager modernisieren und Regalbediengeräte modernisieren. Einen Überblick über alle Systeme gibt der Hub Intralogistik.
Häufige Fragen zum Hochregallager
Ein Lager mit Regalen ab etwa zwölf Metern Höhe, in dem Paletten oder andere Ladeeinheiten dicht auf wenig Fläche gelagert werden. Bedient wird es automatisch durch Regalbediengeräte oder manuell durch Schmalgangstapler.
Eine feste Norm gibt es nicht. In der Logistikpraxis gilt eine Regalhöhe ab etwa zwölf Metern als Hochregallager; im Brandschutz nach VDI 3564 beginnt das Hochregal schon bei neun Metern Lagerguthöhe. Automatische Hochregallager erreichen 30 bis 45 Meter, einzelne Anlagen bis etwa 50 Meter; manuelle Hochregallager mit Schmalgangstaplern enden bei etwa 18 Metern Hubhöhe.
In Silobauweise trägt die Regalkonstruktion Dach und Wände selbst, das Regal ist das Gebäude. In Hallenbauweise steht das Regal frei in einer Halle. Silobauweise ist dichter und höher, Hallenbauweise flexibler und für bestehende Standorte geeignet.
High-bay warehouse. Das automatische Hochregallager mit Regalbediengeräten heißt Automated Storage and Retrieval System, kurz AS/RS.
Je nach Höhe, Gassenzahl, Palettenplätzen und Durchsatz von einigen Millionen Euro für ein kleines Lager bis in den hohen zweistelligen Millionenbereich. Bei hohem Umschlag und Mehrschichtbetrieb amortisiert es sich meist innerhalb weniger Jahre.
Das Regal 30 Jahre und länger, die Mechanik der Regalbediengeräte 20 bis 30 Jahre, Steuerungen 15 bis 20 Jahre, Software 10 bis 15 Jahre. Hochregallager werden deshalb in Stufen modernisiert, meist gassenweise bei laufendem Betrieb.