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Mobile Robotik
Effizientes Flottenmanagement: So gelingt die Orchestrierung heterogener Fahrzeugflotten
Mit dem wachsenden Einsatz mobiler Roboter im Warenlager wird es immer wichtiger, eine reibungslose Zusammenarbeit zwischen manuellen und automatisierten Fahrzeugen zu gewährleisten. Doch wie gelingt die effiziente Koordination eines Mischbetriebs?
In der dynamischen Welt des Warenlagerverkehrs sind fahrerlose Transportsysteme (FTS) und autonome mobile Roboter (AMR) oft fester Bestandteil des intralogistischen Betriebs. Bis 2028 werden 50 % der Großunternehmen mobile Roboter in ihren Lager- oder Produktionsbetrieben einsetzen1. 40 % der Großunternehmen werden innerhalb der nächsten fünf Jahre heterogene Fahrzeugflotten in ihren Lagerbetrieben einsetzen1. Während sie einerseits Arbeitskräfte entlasten und Aufgaben übernehmen, sorgen sie andererseits für ein erhöhtes Verkehrsaufkommen. Das wird vor allem dann zur Herausforderung, wenn der Verkehr im Warenlager nicht vollumfänglich transparent und zentral verwaltet wird.
Herausforderungen im Mischbetrieb
Da nicht alle Aufgaben von mobilen Robotern automatisiert werden können, ist der Einsatz bemannter Fahrzeuge weiterhin notwendig. Jedoch bringt der Mischbetrieb verschiedene Herausforderungen mit sich:
- Unfälle und Reparaturkosten: Kollisionen zwischen manuellen und automatisierten Fahrzeugen sind nicht selten und können beträchtliche Schäden und hohe Reparaturkosten verursachen.
- Ausfallzeiten: Jeder Unfall führt zu kostspieligen Ausfallzeiten, da beschädigte Fahrzeuge repariert werden müssen. Dies führt zu Produktionsverzögerungen und Umsatzverlusten.
- Ineffizienz des Betriebs: Die Koordination von manuellen und automatisierten Fahrzeugen gestaltet sich oft schwierig, da sie auf verschiedenen Systemen und Plattformen arbeiten. Dies führt zu längeren Wartezeiten und einer ineffizienten Nutzung von Ressourcen. Ineffizient wird der Betrieb etwa dann, wenn Deadlocks und Staus die Produktivität beeinträchtigen und AGVs/AMRs beispielsweise manuell weggefahren werden müssen, was zusätzliche Arbeit, Wartezeit und Frust auf dem Shopfloor verursacht und die Effizienz des gesamten Betriebs beeinträchtigen kann. Die Unzufriedenheit und Ungeduld der manuellen Fahrer können dazu beitragen, die Akzeptanz von mobilen Robotern zu mindern.
- Koordinationsschwierigkeiten: Wenn die Roboterflotte eines Unternehmens wächst, wird eine einfache Punkt-zu-Punkt-API-Integration nicht mehr ausreichen. Unternehmen benötigen eine fortschrittliche Orchestrierungsfunktion (wie zum Beispiel über den VDA 5050-Standard abgebildet), die in der Lage ist, die Arbeit den richtigen Robotern zuzuweisen. Dies sollte auf der Grundlage von Echtzeit-Informationen geschehen, die die Merkmale der Tätigkeit und die Fähigkeiten der verschiedenen Automatisierungsagenten berücksichtigen. Eine effektive Koordination und Betriebsführung sind entscheidend, um den reibungslosen Ablauf von automatisierten und manuellen Fahrzeugen zu gewährleisten und die Produktivität zu maximieren1.
Integration in ein Flottenmanagementsystem
Die Lösung für diese Herausforderungen liegt in der Integration manueller Fahrzeuge in ein leistungsstarkes Flottenmanagementsystem. Bis 2026 werden mehr als 50 % der Unternehmen, die Intralogistikroboter einsetzen, eine Multi-Agenten-Orchestrationsplattform nutzen1. Hier sind einige Gründe, warum diese Maßnahme eine äußerst lohnende Investition sein kann:
- Kosteneinsparungen: Die Integration manueller Fahrzeuge und mobiler Roboter in ein gemeinsames System kann helfen, Unfälle und Ausfallzeiten zu reduzieren und dadurch Kosten zu vermeiden.
- Effizienzsteigerung: Interoperable Flotten, die von einem gemeinsamen Flottenmanagementsystem orchestriert werden, ermöglichen eine optimale Koordination und Nutzung der verfügbaren Ressourcen. Dies führt zu kürzeren Wartezeiten und einer insgesamt effizienteren Betriebsführung.
- Sicherheitsverbesserung: Die Integration ermöglicht eine bessere Überwachung und Kontrolle des gesamten Flottenbetriebs, was Unfälle minimiert und die Sicherheit für Mitarbeiter und Ausrüstung erhöht.
- Flexibilität und Skalierbarkeit: Die nahtlose Integration neuer manueller Fahrzeuge in ein Flottenmanagementsystem ermöglicht die Flexibilität und Skalierbarkeit, die nötig ist, um sich wandelnden Anforderungen gerecht zu werden.
- Nachhaltigkeit: Durch die Verlängerung der Lebensdauer manueller Fahrzeuge trägt die Integration zu einer nachhaltigeren Betriebsführung bei und spart Ressourcen.
VDA 5050-fähige Flottenmanagementsysteme
Ein entscheidender Aspekt bei der Integration von manuellen Fahrzeugen in ein Flottenmanagementsystem ist die Unterstützung von Standards wie VDA 5050. VDA 5050 definiert einheitliche Schnittstellen und Protokolle für die nahtlose Kommunikation und Koordination zwischen Fahrzeugen und übergeordneten Systemen. Durch die Implementierung von VDA 5050-konformen Lösungen können Unternehmen die Interoperabilität ihrer Flotten verbessern und die Effizienz im Warenlagerverkehr weiter steigern.
Die Integration manueller Fahrzeuge in ein bestehendes VDA 5050-fähiges Flottenmanagementsystem ist also ein entscheidender Schritt, um die Effizienz im Warenlagerverkehr zu steigern und Kosten zu senken. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es notwendig, die manuellen Fahrzeuge mit geeigneten Technologien nachzurüsten und eine effektive Echtzeit-Lokalisierung und -Verfolgung sicherzustellen. Es gibt unterschiedliche Technologien, um dies zu ermöglichen. Oft wird die bewährte laserbasierte „Simultaneous Localization and Mapping“ (Laser-SLAM) Technologie der autonomen Fahrzeuge ebenfalls in manuellen Fahrzeugen verwendet.
Laserbasierte Lokalisierungstechnologie bildet die Basis
Laser-SLAM bietet eine fortschrittliche Methode zur Lokalisierung von bemannten Gabelstaplern und mobilen Robotern in industriellen Umgebungen. Im Vergleich zu anderen Technologien ist sie hoch präzise bei vergleichsweise geringem Inbetriebnahmeaufwand. Dazu werden Fahrzeuge mit einem Laserscanner ausgestattet oder nachgerüstet. Die Sensoren senden Laserstrahlen aus und messen die Reflexionen von Objekten in der Umgebung. Gleichzeitig analysiert der Algorithmus die Bewegungen des Staplers und erstellt eine Echtzeitkarte seiner Umgebung. Diese simultane Karten- und Lokalisierungsfunktion ermöglicht es, Fahrzeuge in Echtzeit zu lokalisieren und zu navigieren, selbst in dynamischen Lagerumgebungen.
Präzise Echtzeit-Lokalisierung mit dem ROKIT Locator
Mit einer laserbasierte Lokalisierungssoftware wie dem Rexroth ROKIT Locator können mittels SLAM-Algorithmus sowohl mobile Roboter als auch manuelle Fahrzeuge lokalisiert werden. Der ROKIT Locator ermöglicht die genaue Erfassung der Fahrzeugposition und -bewegung in Echtzeit – ganz ohne weitere Infrastrukturanpassungen. Die API ermöglicht eine nahtlose Integration in bestehende (interoperable) Flottenmanagementsysteme. Dadurch wird eine präzise Koordination der interoperablen Fahrzeugflotte möglich. Manuelle Fahrzeuge können so in Echtzeit überwacht, Routen optimiert und Kollisionen vermieden werden.
Darüber hinaus eröffnet die Lokalisierungssoftware die Möglichkeit, die Leistung der manuellen Fahrzeuge zu analysieren und zu optimieren. Durch die kontinuierliche Erfassung von Daten können Unternehmen betriebliche Verbesserungen vornehmen, die zu einer weiteren Effizienzsteigerung führen.
AMR, AGV oder Gabelstapler – setzen Sie den ROKIT Locator flexibel ein!
Fahrzeugintegration im Rexroth ACTIVE Shuttle Management System
Mit dem ACTIVE Shuttle Management System (AMS) unterstützt Bosch Rexroth den VDA 5050-Standard.
Mit dem Produkt ACTIVE Shuttle Management System (AMS) unterstützt Bosch Rexroth den VDA 5050-Standard und bietet ein Flottenmanagementsystem, welches die Koordination im Warenlagerverkehr vereinfacht. Durch das zentrale System können Aufträge für autonome mobile Roboter gesteuert und hierbei der Verkehr im Warenlager verwaltet werden.
Durch die Unterstützung des VDA 5050-Standards im Flottenmanager AMS bietet Bosch Rexroth die Möglichkeit, über eine Nachrüstung mit dem ROKIT Locator, auch manuelle Fahrzeuge anzubinden, um die Herausforderungen von Unfällen, Ineffizienzen im Betrieb und Koordinationsschwierigkeiten im Warenlagerverkehr zu reduzieren. Das AMS bietet eine Orchestrierungsfunktion für VDA 5050-fähige Fahrzeuge und Dank des „Deep Boarding“ von ausgewählten Fahrzeugtypen liefert es funktionellen Mehrwert gegenüber generischen VDA 5050-Flottenmanagementsystemen.
1https://futureiot.tech/orchestrating-the-heterogeneous-robot-fleet/. Abgerufen am 18.07.2024.
Autor: Jörg Heckel
Position: Head of Projects Robotics