LE-3-2023

LOGISTIK express 3/2023 | S72
INTRALOGISTIK
Mobile Transportroboter:
Autonomie ist kein
Allheilmittel
Autonomer mobiler Roboter (AMR) oder fahrerloses
Transportsystem (FTS) – wer seine
intralogistischen Transportprozesse automatisieren
will, steht scheinbar vor der Wahl
zwischen zwei unterschiedlichen Technologien.
Dabei ist AMR mehr ein Marketingbegriff
als ein tatsächliches Unterscheidungsmerkmal.
Technologische Unterschiede
zwischen AMR und FTS gibt es kaum. Und
in der Praxis zeigt sich: Ein hoher Autonomiegrad
ist oftmals auch nicht sinnvoll.
BEITRAG: REDAKTION
Seit einigen Jahren sprießen zahlreiche
Anbieter sogenannter autonomer
mobiler Roboter aus dem Boden. Sie
alle eint das Versprechen, durch eine
autonome Navigation der Roboter intralogistische
Prozesse schnell und einfach automatisieren
zu können. Gern wird hierfür der Begriff
AMR verwendet, um sich vom etablierten
fahrerlosen Transportsystem abzugrenzen.
Technologisch begründen lässt sich diese Unterscheidung
nicht. Ob bei Antriebs-, Batterie-,
Steuerungs- oder Sicherheitstechnik – die
Hardware der Roboter ist nahezu identisch.
Und die oft angeführte überlegene Sensorik
wie 3D-Kameras zur Erfassung der Umgebung
kann im Bedarfsfall bei nahezu allen mobilen
Robotern eingesetzt werden. Sogar in puncto
Navigation sind die Gemeinsamkeiten groß.
So verfügen viele moderne FTS über die
Fähigkeit zur freien Navigation – weshalb sie FTS
und AMR zugleich heißen müssten. Es macht
daher keinen Sinn, zwischen AMR und FTS zu
differenzieren. Beides sind mobile Transportroboter
(MTR), die konkrete Transportaufgaben
übernehmen und je nach vorliegendem
Anwendungsfall gewisse autonome Funktionen
erfüllen müssen oder eben nicht.
Viel Autonomie macht nur in Nischenanwendungen
Sinn
Mit AMR werden häufig mobile Roboter beschrieben,
die über einen hohen Autonomiegrad
verfügen, sich frei im Raum bewegen,
ihre jeweilige Route den aktuellen räumlichen
Gegebenheiten anpassen und Hindernissen
eigenständig ausweichen können – oder weil
sie der Hersteller aus Marketinggründen einfach
so benennt. Hieraus ergeben sich jedoch
oftmals Probleme. Besonders in Produktionsumgebungen,
in denen eine hohe zeitliche
Präzision aufgrund einer Just-in-time-Taktung
gefordert ist, gefährden eine autonome Navigation
und das daraus resultierende unvorhersehbare
Fahrverhalten der Roboter die
Prozesssicherheit. Denn eine Ausweichbewegung
verursacht eine Zeitverzögerung oder
stellt eine Behinderung anderer Prozessteilnehmer
dar. Sind auf dem Shopfloor noch weitere
(manuelle) Fahrzeuge unterwegs oder sind
komplexe Verkehrsregeln einzuhalten, ist ein
planbarer Workflow mit autonomen Systemen
nur schwer zu gewährleisten. Die Geräte überholen
sich unter Umständen sogar gegenseitig,
wodurch die Anlieferungsreihenfolge
nach dem Perlenkettenprinzip durcheinandergerät.
Navigiert ein Roboter hingegen mit
wenig Autonomie auf einer definierten Route,
erledigt er seine Aufgaben effizient, sicher und
verlässlich. Ein entscheidender Vorteil, wenn
viele Transportroboter untereinander, aber
auch mit anderen Fahrzeugen oder Peripherieanlagen
interagieren müssen. Bei der Automatisierung
mit mobilen Robotern an der klassischen
Montagelinie, bei der Verkettung von
Quellen und Senken in der Produktionslogistik
oder der Linienversorgung aus den Lägern gefährdet
zu viel Autonomie hingegen die Erreichung
der geforderten Ziele.
Anders verhält es sich in Applikationen, bei
denen Anlieferzeitpunkt und Reihenfolge nur
eine untergeordnete oder keine Rolle spielen.
Ein hoher Autonomiegrad macht außerdem
Sinn, wenn die Interaktion oder sogar die Kollaboration
mit Mitarbeitern gefordert ist. So
kann es in einem Kommissionierlager von Vorteil
sein, wenn der Roboter anderen Fahrzeugen
im Mischverkehr ausweicht oder auf der
Fläche auf viele Mitarbeiter, bspw. Kommissionierer,
reagieren muss.
Prinzipiell gilt, dass die autonome Navigation
kein Allheilmittel für fehlerhafte Prozesse
ist. Wenn es in einem Unternehmen gängige
Praxis ist, dass Paletten, Fahrräder oder andere
Hindernisse beliebig abgestellt werden und
die Abläufe stören, sind das strukturelle Probleme,
die nicht durch eine Automatisierung mit
Transportrobotern gelöst werden können.
Verfügbarkeit und Kosteneffizienz wichtiger
als Autonomie
Letztlich sind für den Erfolg eines Projekts nicht
der Autonomiegrad, sondern die Kosteneffizienz
und eine stabile, hohe technische Verfügbarkeit
maßgeblich. Und dabei insbesondere,
dass das eigene Personal im Stande ist, im Falle
von Störungen das System wieder zum Laufen
zu bringen. Dabei gilt: Je weniger Technik in
einem Roboter verbaut wird, desto weniger
potenzielle Fehlerquellen und technologische
Abhängigkeiten gibt es. Das System wird dadurch
sehr robust. Ein weiterer Knackpunkt ist,
dass die Systeme meist einen Leitstand für die
Steuerung der Roboter benötigen. Dieser ist
kostenintensiv in der Anschaffung, Programmierung
und Wartung und besonders für kleinere
Automationsprojekte mit wenigen Robotern
nicht wirtschaftlich. Hinzu kommt, dass
bei einer Störung des Leitstandes die gesamte
Flotte ausfällt. Moderne mobile Transportroboter
verfügen daher über eine agentenbasierte
Steuerung. Die Roboter kommunizieren dezentral
untereinander im Schwarm, teilen sich
gegenseitig ihre Position und Geschwindigkeit
mit und tauschen sich über Störungen auf der
Strecke aus. Die Routenplanung und Freigaben
für Streckenabschnitte erfolgen ebenfalls
auf Basis der schwarminternen Kommunikation.
Die agentenbasierte Steuerung ermöglicht
einen effizienten Betrieb von wenigen Robotern
bis hin zu mehreren hundert Fahrzeugen,
ohne dass bei steigenden Roboterzahlen ein
höherer Aufwand entsteht. Hierdurch lässt
sich auch bei geringer Roboteranzahl eine
rentable Automatisierung für kleine Unternehmen
umsetzen. Mit der dezentralen Steuerung
steigt nicht nur die Effizienz, sondern auch die
Prozesssicherheit. Im Falle einer Störung steht
lediglich das betroffene Fahrzeug still, während
der Schwarm weiterhin seinen Aufgaben
nachgeht. Der kostenintensive Stillstand ganzer
Flotten, wie beim Leitstandansatz, ist damit
ausgeschlossen. Die technische Verfügbarkeit
der Lösung kann einen Wert von über 99 % erreichen.
Fazit: Die Unterscheidung zwischen AMR und
FTS ist belanglos. Beide Begriffe beschreiben
mobile Transportroboter mit mehr oder weniger
autonomen Funktionen. Ob eine autonome
Navigation Sinn macht, ergibt sich aus
dem jeweiligen Anwendungsfall. Entscheidend
für den Erfolg einer Automation mit
Transportrobotern sind die Stabilität des Systems,
die Kosteneffizienz und die Verfügbarkeit
der Flotte. Agentenbasierte Roboter sind
hier klar im Vorteil. (RED)