Transportsystem sucht Arbeit

Wer bin ich – und wenn ja, wie viele? Diese einst philosophische Frage stellen sich wohl bald die autonom agierenden Transportsysteme. Denn sie sollen – auf sich gestellt – Aufgaben selbstständig durchführen. Autonom heißt im industriellen Umfeld allerdings nicht, völlig allein auf sich gestellt in dieser Welt, sondern bereit, auch im Verbund und ohne Unterstützung von außen zu agieren.

Aufgrund der wissenschaftlichen Vorarbeit hat Deutschland am Weltmarkt leicht die Nase vorn, aber „wenn jetzt die Transformation in industrielle Lösungen nicht gelingt, dann kann auch ein Quereinsteiger in den Markt wie ein großer Elektronikkonzern die Macht des Handelns an sich reißen“, warnt Kai Furmans, Leiter des Instituts für Fördertechnik und Logistiksysteme am Karlsruher Institut für Technologie, und erinnert an die Übernahme von Kiva durch Amazon 2012. Denn die Beschäftigung mit autonomen Transportsystemen ist bereits zwei Jahrzehnte alt. „Jetzt stehen die Chancen für eine Realisierung besser“, erläutert der Logistikexperte, „denn es gibt echte autonome Fahrzeuge mit mehr Umgebungsverarbeitung und besserer Sensorik.“

Zumal der Bedarf da ist. Selbst Audi lässt seine Sportwagen autonom fahren: Fahrerlose Transportsysteme tragen Karosserien autonom durch die Montagelinie und ersetzen, erstmalig im Volkswagen-Konzern, die Fließbänder. Ein Schlüssel dazu ist die höhere Flexibilität, da die neuen Transporter auf Leitschienen verzichten. Bessere Scanner und Sensoren erkennen mögliche Wege, und die Verbindung zwischen Antrieb und Sensor sorgt für eine sichere Lösung, die selbst die Berufsgenossenschaft zustimmen lässt.

„Wir werden bald neue Fahrzeugkonzepte sehen“, dessen ist sich Furmans sicher. Die Fahrzeughersteller haben das Thema schon einmal fast verschlafen, jetzt sollen es seiner Ansicht nach die Komponentenhersteller richten. Das betrifft Sensoren, Antriebe und vor allem Sicherheitssteuerungen. Insbesondere die sicherheitsrelevanten Bauteile treiben den Preis nach oben. Davon könnten auch die Pkw-Hersteller lernen: „Die Kollegen für Fahrzeuge auf der Straße beginnen erst zu verstehen, dass die EU-Maschinenrichtlinie gilt, wenn sie Autos ohne Fahrer auf die Straße schicken“, betont Furmans. Folglich muss der Hersteller ausschließen, dass etwas schief gehen kann. Dafür wird beispielsweise der richtige 3D-Sensor benötigt, der mit einer sicheren Bremse durch sichere Signale verbunden ist. Einen Weg dafür hat das vom Karlsruher Institut entwickelte System Karis Pro aufgezeigt. Der kleine Transporter vereint Wandlungsfähigkeit mit Kosteneffizienz und Sicherheit.

Sicherheit hat Vorrang

Für die Sicherheit im Karis Pro steht ein Chip der Hima Paul Hildebrandt. Der Spezialist für sichere Automatisierungslösungen hat eine Lösung entwickelt, um mit dezentralen Funktionen einen Zusammenstoß oder den Sturz des Geräts zu verhindern. Die Kommunikation der Geräte untereinander erlaubt dann auch das Passieren zweier Geräte ohne Abbremsen. In Pilotanwendungen machen sich neben den Audi-Karosserien auch Dieseleinspritzpumpen von Bosch selbstgesteuert auf den Weg zu ihrem Einbauort. Deshalb müssen sie neue Gefährdungen für Menschen erkennen und Schutzmaßnahmen ergreifen. „Die Nachfrage ist erkennbar“, berichtet Mario Epp, „und den Produktionsstart verhindern lediglich einige Zulassungen.“ Der Abteilungsleiter bei Hima sieht viele Einsatzmöglichkeiten durch die hohe Flexibilität, die künftig von den cyberphysischen Systemen verlangt wird. Dazu tragen auch einfache Lösungen bei wie der mit ebmpapst entwickelte Topfantrieb, der durch Positionierung der vier Räder in X-Form Stand und damit eine haltelose Bremse gewährleistet.

Markt im Umbruch

Den Schub für neue Entwicklungen nimmt auch Günter Ullrich wahr. Der Leiter des FTS-Forums und des VDI-Fachausschusses Fahrerlose Transportsysteme erkennt einen starken Druck von außen auf die Fahrzeughersteller und „erwartet große Veränderungen bei den fahrerlosen Transportsystemen.“ Während sich die klassischen Hersteller anders aufstellen oder sich Partner suchen, tauchen „fast wöchentlich neue Unternehmen auf.“ Er schätzt, dass es derzeit etwa 100 Hersteller gibt, die teils kaum in Erscheinung getreten sind. Allerdings haben die Anwender offene Ohren und nehmen neue Technologien ernst.

Neben der Trennung großer Gebinde sieht Ullrich einen Trend zu kleineren Fahrzeugen. „Die Routenzüge lösen sich auf“, schätzt Ullrich, „die Offenheit für neue Ideen lässt pfiffigere Fahrzeuge entstehen.“ Insbesondere hat seiner Ansicht nach das fahrerlose Transportsystem als Anlagenkonzept keine Zukunft. Der Systemgedanke erscheint überholt und wird einem Baukastensystem Platz machen, das vielleicht sogar den Fahrzeugkauf wie aus einem Katalog ermöglicht. Das Fahrzeug wird aus der Box geholt, es startet, vernetzt sich eigenständig und erkundet dann seine Umwelt. „Bessere technische Komponenten lassen sogar Entwicklungen für Schwarmintelligenz anstelle der Leitsteuerung entstehen“, freut sich Ullrich über die Realisierung seiner fünf Jahre alten Prognose.

Frei fahrende Transporte einerseits und andererseits Fahrzeuge, die untereinander kommunizieren und sich selbst organisieren: Hardware und Sensorik hier, Software und adaptive Intelligenz dort. SSI Schäfer hat mit der Mehrheitsbeteiligung am belgischen Hersteller MoTuM eine innovative Steuerungstechnik übernommen, die unter dem Stichwort Schwarmintelligenz für zukünftige Konzepte eine Rolle spielt. Statt kontinuierlicher Kommunikation mit einer übergeordneten Zentralsteuerung agieren die Transportfahrzeuge autark bei Verfügbarkeit, Route und Auftragspriorität.

Auf autonomes Kommissionieren setzt auch Still mit dem Kommissionierfahrzeug iGo neo CX 20. Dafür orientiert sich das innovative Flurförderzeug selbstständig an seinem menschlichen Begleiter, um fehlerfreies Picking zu ermöglichen.

Das fahrerlose Transportsystem mit einer Nutzlast bis 130 kg von Adept Technology bringt bewegliche Wagen zur Abhol- oder Abladeposition. Zu den Applikationen gehören das Wiederauffüllen von Beständen, das Bewegen von Durchlaufregalen, das Transportieren unfertiger Erzeugnisse und fertiger Waren. Der Lynx Cart Transporter kann sich über sein Navigationssystem selbst den Weg suchen ohne Änderungen an der Infrastruktur. Durch Sensoren nimmt er Menschen und Objekte in seiner Bahn wahr.

An Sortier- und Packrobotern arbeitet das Münchner Startup-Unternehmen Magazino, bei dem Siemens als strategischer Partner eingestiegen ist. Der mobile Roboter Toru fährt zum Regal und entnimmt ein einzelnes Objekt, das mit einer 2D- und 3D-Kamera identifiziert wird. Das stückgenaue Kommissionieren, bisher vor allem für quaderförmige Objekte nutzbar, schließt eine Lücke in der Automatisierung der Logistikprozesse.