Gastbeitrag

Martin Schrüfer,

Alles autonom – oder doch nicht?

Wo es früher nur FTS und FTF gab, gibt es heute zusätzlich noch AMR, MR, aAGV, IGVs und weitere Begrifflichkeiten, die weitgehend dem Marketing entsprungen sind. Zwei Branchenexperten erklären den materialfluss-Lesern, was davon zu halten ist und worauf man achten sollte.

© Fraunhofer IML

Dabei wird insbesondere durch Verwendung der Begriffe Autonomie beziehungsweise autonom versucht, neuen Produkten mit neuen Funktionen einen höheren Wert und Anwendernutzen zuzuschreiben. Da ein allgemein anerkanntes Verständnis der Begriffe automatisiert, voll-automatisiert, autonom, vollständig autonom sowie intelligent im Bereich der Intralogistik nicht vorhanden ist, kommt es zu einer Vielzahl von schwer miteinander vergleichbaren Angeboten und in deren Folge zu Missverständnissen und enttäuschten Erwartungen bei den Anwendern.

Es fällt auf, dass der Begriff „autonom“ inflationär verwendet, oft eigenwillig definiert und auf vielen Hersteller-Webseiten als Synonym für selbstfahrend, fahrerlos und vollautomatisch verwendet wird. Der Begriff „Fahrerloses Transportsystem“ (FTS, engl. AGV System) wird seit mehr als 60 Jahren verwendet und beschreibt ein Logistiksystem, mit dem eine konkrete Logistikaufgabe – beispielsweise Transporte zur Verknüpfung von Quellen und Senken, Montagelinien für Serienprodukte oder eine Aufgabenstellung in Lager und Kommissionierung – mittels einer Flotte automatischer Flurförderzeuge erledigt wird.

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So ein FTS versteht sich als Organisationsmittel und Garant für einen zuverlässigen, sicheren Materialtransport mit höchster Leistung, Verfügbarkeit und Qualität. Die Peripherie und alle im Umfeld ablaufenden Logistik- und Produktionsprozesse sind dabei sorgfältig aufeinander abgestimmt.

Typische Beispiele sind durchgeplante, komplexe Logistikprozesse in Automobilfertigung, in Automobilzulieferbetrieben, in Logistikzentren, bei Serienfertigern der weißen und braunen Ware, in der Lebensmittelindustrie, Warenströme in Krankenhäusern (Essen, Medikamente, Wäsche, Abfall etc., abseits der Bettenstationen).

Trend: Fokus auf Fahrzeuge

Die Fahrzeuge, die in solchen Systemen zum Einsatz kommen, werden üblicherweise „Fahrerlose Transportfahrzeuge“ (FTF, engl. AGV) genannt und können sich technologisch hinsichtlich ihrer Funktionalitäten (mechanisch, mechatronisch, elektrisch), aber auch hinsichtlich ihrer „Intelligenz“ (Sensorik, Steuerungsfunktionen, Autonomie) sehr unterscheiden. Seit einigen Jahren gibt es Bestrebungen, anders als beim klassischen FTS, das im Rahmen eines Systemgeschäfts beschafft

und als Projekt realisiert wird, den Fokus auf die Fahrzeuge zu legen und lediglich diese zu beschaffen (Produktgeschäft). Diese Fahrzeuge werden häufig nicht als FTF, sondern als Mobiler Roboter (MR), Autonomer Mobiler Roboter (AMR) oder schlicht „Robot“ bezeichnet. Daneben gibt es zahlreiche weitere Bezeichnungen, die häufig auch Produktnamen einzelner Hersteller sind.

Im Vordergrund steht also der mobile Roboter, der „einfach“ in eine bestehende Industrieumgebung integriert werden und nach kurzer Inbetriebnahmezeit einfache Dienstleistungen (wie Transporte, Handhaben, Reinigen, Information) übernehmen kann. Es ist möglich, dass einige wenige solcher Roboter miteinander kommunizieren und sich die Aufgaben teilen. Solche Fahrzeuge sind vielfältig einsetzbar, benötigen wenig Planung, kaum Vorbereitungen der Einsatzumgebung und kurze Zeiten für das In Betrieb nehmen. Sie können gegebenenfalls ohne eine stationäre FTS-Leitsteuerung funktionieren, wenn sie selbst in Abstimmung mit den anderen MRs ihre Aufgaben finden, verteilen und ausführen.

Da sich die in solchen Fahrerlosen Transportsystemen eingesetzten MR und/oder FTF nicht grundsätzlich unterscheiden – in beiden Fällen können aber Funktionalität, Komplexität und Intelligenz stark variieren –, gelten die VDI-Richtlinienreihen 2510 und 2710 für beide gleichermaßen. Auch die Richtlinien zur FTS-Sicherheit und die FTS-Leitfäden Sicherheit (für Planer und Betreiber) sind anwendbar beziehungsweise anzuwenden.

Es gibt kein Entweder-oder

Doch nun zum Begriff der Autonomie: Wir gehen nicht von einem Entweder-oder – AGV oder AMR – aus, sondern betrachten autonome Funktionen eines Systems mit automatischen Fahrzeugen. Wir sprechen also von mehr oder weniger autonomen Fahrzeugen oder von Fahrzeugen mit mehr oder weniger vielen autonomen Funktionen. Wir beschränken uns hierbei auf Funktionen zum Fahren, zur Sicherheit und zum Lasthandling, wobei es unerheblich ist, ob die Funktionen als Software lokal im Fahrzeug, in einer zentralen Leitsteuerung, in einer externen Cloud oder einer geeigneten Kombination realisiert werden.

Im VDI-Arbeitskreis „Autonomie“ haben wir uns intensiv mit solchen Funktionen beschäftigt. Wir haben alle diese Funktionen darauf geprüft, ob sie „nur“ Automatikfunktionen oder „echte“ autonome Funktionen darstellen. Denn autonome Funktionen sind komplex. In der Regel handelt es sich dabei um situatives Reagieren auf sich verändernde Umgebungs-/Rah-menbedingungen und Systemzustände, die mittels mehrdimen-sionaler Sensorinformationen erfasst und ausgewertet werden. Probate Mittel hierfür sind Verfahren der künstlichen Intelligenz, zum Beispiel Machine Learning. Vorstellbar ist aber auch, dass in aufwendiger Hochsprachenprogrammierung vergleichbare Ergebnisse erzielt werden.

In Kürze wird ein VDI-Leitfaden erscheinen, in dem sowohl typische Automatikfunktionen als auch eine Reihe von autonomen Funktionen beschrieben sind, und es wird erklärt, warum beziehungsweise unter welchen Bedingungen eine Funk-tion in die eine oder andere Klasse gehört. Der Leitfaden soll dem Leser helfen, ein Fahrzeug oder ein Fahrzeugsystem hinsichtlich der Autonomie zu klassifizieren. Dann kann er diese Lösung hinsichtlich der Eignung für (s)eine konkrete Aufgabenstellung beurteilen. Die vielfach beschworene Innovation „Autonome Hindernisumfahrung“ ist für den Reinigungsroboter in der Flughafenhalle sicherlich ein die Produktivität steigernde und daher notwendige Funktion – für ein FTF in einer durchgetakteten und auf größtmögliche Effizienz des Transportsystems ausgelegten Produktion ist sie aber eher fragwürdig und nicht zielführend. Fazit: Eine autonome Funktion ist nicht grundsätzlich und per se gut und hilfreich – sie muss vielmehr zur jeweiligen Anwendung passen!

Über die Autoren: Thomas Albrecht ist Leiter Fahrerlose Transportsysteme am Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik. Günter Ullrich leitet den VDI-Fachausschuss FTS und das Forum-FTS. Beide arbeiten momentan in einem VDI-Arbeitskreis an einem Leitfaden zum Autonomie-Begriff in der Intralogistik.

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