AMR

Marvin Meyke,

Die Flurfördertechnik wird intelligent

Autonome mobile Roboter (AMR) ebnen agilen Produktions- und Logistiknetzwerken den Weg. Entscheidend ist hier die intelligente Navigation. Hier gibt es derzeit bemerkenswerte Fortschritte dank einer fortschrittlichen Kombination aus KI und Bildverarbeitung, vorangetrieben von Automatisierungsexperten wie ABB Robotics. Neben der Hard- und Software spielt bei der Transformation der Intralogistik jedoch noch ein weiterer Faktor eine Rolle.

© ABB

Die Fabrik der Zukunft ist modular: Die lineare Produktion weicht zunehmend dynamischen Fertigungsnetzwerken, in denen Workflows, Maschinen und Werkzeuge immer wieder neu kombiniert werden können. Dadurch wird die Smart Factory den steigenden Anforderungen an Produktvarianz und Auslastung besser gerecht. Diese Flexibilität erlaubt es, spezifische Kundenbedürfnisse in Kleinstserien abzubilden, bis hin zur Losgröße 1. Jedoch steht und fällt dieses Konzept mit einem makellosen Materialfluss. Es braucht intelligente Transportsysteme, um die verschiedenen Produktionsabschnitte nahtlos und effizient miteinander zu verknüpfen.

Hier kommen autonome mobile Roboter (AMR) ins Spiel. Diese intelligenten Gefährte bewegen Werkstücke, Bauteile und Materialien zügig und präzise zwischen den verschiedenen Produktionsstationen. Sie unterstützen unter anderem bei der Annahme von Waren, versorgen Produktionslinien und Arbeitsplätze oder erleichtern den Transport schwerer Lasten. Ihre Einsatzmöglichkeiten reichen vom Wareneingang über die Linien- und Zellenbeschickung bis hin zum Palettentransport, um nur einige zu nennen. Durch ihre hohe Geschwindigkeit, Tragfähigkeit und Genauigkeit beschleunigen AMR den Materialfluss durch die gesamte Prozesskette, reduzieren die Zykluszeiten und steigern so die Gesamteffizienz.

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Sicherheit und Autonomie Hand in Hand

Der Grad der Autonomie eines AMR wird maßgeblich durch seine Navigationsfähigkeiten bestimmt. Als Faustregel gilt: Je fortgeschrittener die Navigationstechnologie eines AMR ist, desto unabhängiger findet das System seinen Weg durch die Fertigung und desto vielseitiger ist es einsetzbar. Im Gegensatz zu traditionellen spurgebundenen Systemen, die festgelegte Wege auf einer Magnetspur oder einer virtuellen Spur abfahren, ermöglicht die fortschrittliche Navigationsmethode SLAM (Synchronized Localization and Mapping) eine größere Bewegungsfreiheit. SLAM bildet die Grundlage für die natürliche Navigation – die fortschrittlichste Form der AMR-Navigation.

Der AMR nutzt eine virtuelle Karte der Umgebung mit wichtigen Orientierungspunkten, Fahrwegen und Übergabestationen. Zur Orientierung setzt der Roboter fortschrittliche Sensortechnologie ein, einschließlich eines LiDar-Laserscanners, der kontinuierlich Echtzeit-Laserdaten der Umgebung liefert. Der AMR vergleicht ständig die Informationen auf der Karte mit den Sensordaten, um den optimalen Weg zum Ziel zu finden. Zudem erkennt der AMR Hindernisse wie Menschen oder Paletten frühzeitig und passt seine Route den tatsächlichen Gegebenheiten an ("Obstacle Avoidance"). Entscheidend dabei ist, dass die Karten, auf die sich der AMR bezieht, ständig aktualisiert werden – immer dann, wenn sich die Umgebung ändert, etwa durch neue Maschineninstallationen.

© ABB

Um Unfälle zu vermeiden, müssen mit zunehmender Autonomie der AMR auch vermehrt Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden. Spezifische Sicherheitsanforderungen auch für AMR werden in der Norm DIN EN ISO 3681-4 "Flurförderzeuge – Sicherheitstechnische Anforderungen und Verifizierung – Teil 4: Fahrerlose Flurförderzeuge und ihre Systeme" festgelegt. Sicherheitsfunktionen in der Roboterprogrammierung spielen hier eine ebenso wichtige Rolle wie die entsprechende Sensortechnik. So helfen beispielsweise Sicherheits-Laserscanner und Sensoren an den Stoßfängern und Gabelspitzen in Verbindung mit Warnsystemen und einer Sicherheitssteuerung, Zusammenstöße zwischen AMR und Objekten oder gar Personen zu vermeiden.

Wer fahren will, muss funken können

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die proaktive Disposition der Fahrzeugflotte. Hier bietet sich eine Schnittstelle zwischen dem Manufacturing Execution System (MES) und dem Flottenmanagementsystem der AMR an. Das MES erhält von einer Maschine eine Materialanforderung und reichert diese mit weiteren Informationen wie einer genauen Lieferzeit/ETA an, um einen digitalen Transportauftrag zu generieren. Basierend auf diesem Auftrag disponiert die angebundene Flottenmanagementsoftware die verfügbaren AMR vorausschauend und termingerecht.

Eine gute Auslastung der AMR-Flotte hängt neben einem intelligenten Flottenmanagement auch von einem vorausschauenden Batteriemanagement ab. Ein AMR, der Just-in-sequence-Material liefern soll, darf nicht unterwegs zur Ladestation umkehren müssen. Intelligente AMR-Systeme verhindern Engpässe und Ausfälle, indem sie die Ladezeiten in Phasen geringer Auslastung planen. Je höher der Autonomiegrad eines Fahrzeugs, desto essenzieller ist die nahtlose Integration in die Leitsysteme und die kontinuierliche Kommunikation mit diesen Systemen. Nur so kann das Fahrzeug jederzeit die erforderlichen Informationen erhalten und seinen Status an das Flottenmanagementsystem zurückmelden. Eine Voraussetzung dafür ist eine lückenlose WLAN-Abdeckung auf dem gesamten Gelände.

Ganzheitlicher Automatisierung

Erfolgsentscheidend für die Transformation der Intralogistik sind erfahrene Partner, die nicht nur die passende Hardware und Software bereitstellen, sondern auch ein tiefes Verständnis für die Prozesse mitbringen, das sie in die Lage versetzt, bestehende Abläufe kreativ neu zu gestalten. Ein solcher Partner ist ABB Robotics. Über die letzten Jahre hat der Automatisierungsspezialist seine AMR-Expertise durch die Integration der Unternehmen ASTI und Sevensense konsequent ausgebaut.

Intelligente Navigation

Mit Flexley Tug T702 hat ABB Robotics vor kurzem sein Automatisierungsportfolio um ein AMR mit Visual-SLAM-Technologie (Visual Simultaneous Localization and Mapping) erweitert. Das Geheimrezept seiner intelligenten Navigation ist die Kombination aus KI und 3D-Bildverarbeitung und versetzt Virtual SLAM AMR in die Lage, zwischen festen und beweglichen Objekten in dynamischen Umgebungen zu unterschieden, ihre Umgebung selbstständig zu kartieren und auf dieser Basis intelligente Entscheidungen zu treffen. Gepaart mit der Software AMR-Studio für das intuitive Programmieren und Steuern wird die Inbetriebnahmezeit um bis zu 20 Prozent verkürzt.

Dies erleichtert und beschleunigt für Unternehmen mit unterschiedlichen Automatisierungs-Reifegraden und/oder einem Mangel an internen Robotik-Experten den Einstieg in die AMR-Welt. Ist die AMR-Flotte "up and running", lässt sie sich über die zugehörige Software AMR Studio Fleet Manager einfach orchestrieren. Leistungsstarke Algorithmen ermöglichen eine intelligente Auftragszuordnung und sorgen für eine effiziente Verteilung von Aufträgen. Durch Echtzeit-Visualisierung und Datenüberwachung ist eine vollständige Rückverfolgbarkeit gewährleistet. Dank Funktionen für die Visualisierung und Datenüberwachung behalten Anwender jederzeit den Überblick. ABB wird ihr AMR-Portfolio mit Visual-SLAM-Navigationstechnologie und AMR Studio weiter ausbauen.

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