Flexible und effiziente Prozessketten in der Intralogistik

Produzierende Unternehmen sehen sich mit wachsenden Herausforderungen konfrontiert: Produkte müssen immer schneller, effizienter und mit größerer Varianz hergestellt und an die Kunden ausgeliefert werden. Unabdingbar hierfür ist ein hoher Automatisierungsgrad der Prozessketten. Dies spielt nicht nur in der Fertigung eine wichtige Rolle, sondern gewinnt auch in der Intralogistik zunehmend an Bedeutung. Auf dem Vormarsch ist dabei auch der Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI). Industrieroboter können damit Objekte verlässlich erkennen, präzise greifen und sicher handhaben. Zudem nutzen autonome mobile Roboter moderne KI-Technologien, um gezielt zu navigieren und Produkte effizient zu transportieren.

Weltweite Krisen wie die COVID-19-Pandemie und geopolitische Konflikte wie der Ukraine-Krieg haben in den vergangenen Jahren zu einem enormen Veränderungsdruck in der gesamten Logistikbranche geführt. Hinzu kommen steigende Anforderungen von Verbrauchern und Unternehmenskunden im Hinblick auf die Lieferzeiten von Komponenten oder Produkten. Um diese Herausforderungen – auch in Anbetracht des anhaltenden Fachkräftemangels – hinreichend zu adressieren, gestalten Unternehmen ihre Logistikprozesse flexibler und resilienter. Die Logistik wird verstärkt zu einem strategischen Faktor, der maßgeblich über den Geschäftserfolg entscheidet. So lässt sich ein gleichbleibend hohes Serviceniveau und maximale Kundenzufriedenheit langfristig nur über optimierte Logistikabläufe erreichen.

Unabdingbare Voraussetzung hierfür ist ein hoher Grad an Automatisierung. Während im Produktionsumfeld die roboterbasierte Automatisierung zum Standard gehört, beschränkt sich die Automatisierung in der Intralogistik häufig noch auf wenige Aufgaben. Hier sind die Abläufe oft manuell, sehr komplex und unergonomisch. In komplexen Lieferketten wird die Fähigkeit wichtiger, autonom zu handeln und eine Vielzahl unterschiedlicher Produkte und Verpackungen sicher zu handhaben.

Neuer, flexibler Automatisierungsansatz ist gefragt

Steigende Arbeitskosten sowie veränderte Anforderungen des Marktes verlangen nach einem neuen, umfassenderen und flexibleren Automatisierungsansatz. Innovative Technologien – oft eine Kombination aus künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Sehen – versetzen Roboter in die Lage, auch in unstrukturierten Umgebungen autonom zu agieren. Dies eröffnet neue Möglichkeiten zur Rationalisierung von Intralogistikprozessen und gezielteren Nutzung menschlicher Arbeitskräfte. Diese werden dank durchgängiger Automatisierung von manuellen und wiederkehrenden Routineaufgaben entlastet, um sich anspruchsvolleren Tätigkeiten zu widmen. Dabei können insbesondere große Warenlager und Distributionszentren durch ausgefeilte Automatisierungskonzepte die Effizienz und den Durchsatz enorm steigern, während sich gleichzeitig die Genauigkeit verbessern, die Rücksendequote aufgrund falscher Kommissionierung minimieren und die Kundenzufriedenheit erhöhen lässt. Ein weiterer Vorteil: Unternehmen sind dank Automatisierung in der Lage, schnell und flexibel auf Veränderungen in der Nachfrage und sich wandelnde Verkaufs- und Vertriebskanäle zu reagieren.

Welche konkreten Aufgaben lassen sich nun speziell in der Intralogistik durch Roboter automatisieren?

1. Palettierung, Depalettierung und Umpalettierung

Das Palettieren und Depalettieren zählt zu den etablierten Roboteranwendungen im Produktions- und Intralogistikumfeld. Dabei werden am Ende der Produktionslinie eines Fertigungsunternehmens, in Verteilzentren oder in Warenlagern Roboter eingesetzt, um Paletten, Kisten oder sonstige Behälter automatisiert zu entladen, zu bestücken, zu sortieren oder in sonstiger Weise zu handhaben. Durch den Einsatz moderner KI-Technologien und Systeme der industriellen Bildverarbeitung (3D-Vision) lässt sich dieser Prozess sehr schnell, effizient und präzise ohne aufwändiges Teachen durchführen – auch bei gemischten Paletten mit unterschiedlichen Kartongrößen, Formen und Farben.

Für komplexe Depalettier-Aufgaben hat ABB den Robotic Depalletizer entwickelt. Mithilfe einer Bildverarbeitungssoftware erkennt die Lösung eine Vielzahl an Kartontypen schnell und zuverlässig. So erhalten Unternehmen die Möglichkeit, verschiedenste Produkte mit geringem technischem Aufwand und kurzer Einrichtungszeit effizient zu verarbeiten. Der Robotic Depalletizer setzt fortschrittliche Algorithmen der Bildverarbeitung und des maschinellen Lernens ein, um Paletten mit einer Höhe von bis zu 2,8 Metern schnell und effizient zu verarbeiten. Die Software nutzt die vom Bildverarbeitungssensor gesammelten Informationen, um dem Roboter einen geeigneten Greifpunkt für jeden Karton zuzuweisen. Der Roboter nimmt anschließend den bis zu 30 Kilogramm schweren Karton auf und setzt ihn entweder auf einer anderen Palette oder einem Auslaufband ab. Die Geschwindigkeit und Genauigkeit des Systems ermöglichen eine Spitzenleistung von bis zu 650 Zyklen pro Stunde, 24 Stunden am Tag. Zudem ist der Roboter dank des Bildverarbeitungssensors in der Lage, unterschiedlich zusammengestellte Paletten zu depalettieren. Dies umfasst Paletten, die aus einem einzigen Kartontyp in definierten Lagen bestehen, Paletten, die eine Reihe verschiedener Kartontypen enthalten, und gemischte Paletten, die mit höchst unterschiedlichen Kartons in Bezug auf Gewicht, Form und Material beladen sind. Für unterschiedliche Artikel kann ein entsprechend angepasster Greifer verwendet werden. Somit gibt es fast nichts, das nicht automatisiert gehandhabt werden kann.

2. Robotergestützte Regalbediensysteme

Robotergestützte Regalbediensysteme kommen vor allem in Lagerumgebungen zum Einsatz, in denen konsolidierte Bestellungen mit mehreren Produkten für den Versand präzise akkumuliert werden müssen. Die Systeme sorgen für die schnelle und effiziente Sequenzierung, Pufferung, Lagerung und Auftragskonsolidierung. Damit bieten sie ein hohes Maß an Flexibilität für eine Vielzahl an Anwendungen in der Logistik von Lebensmitteln und Getränken, im Gesundheitswesen, der Konsumgüter-Branche, im Einzelhandel oder des produzierenden Gewerbes. Beispielsweise lassen sich mithilfe der Systeme Artikel in automatisierten Abholmärkten kommissionieren. Dabei nehmen Roboterarme die Produkte aus den Regalen auf und platzieren sie auf fahrerlosen Transportfahrzeugen. Diese befördern die Waren dann zur Kasse, wo sie die Kunden bezahlen und abholen können. Mit der modularen FlexBuffer™-Zelle hat ABB ein automatisches Lager- und Bereitstellungssystem mit vielen zusätzlichen Funktionen im Programm. Ein ABB-Industrieroboter ist Herzstück dieses Systems, hinzu kommen verschiedene Greifer, ein Softwarepaket, Lagerregale sowie Fördersysteme für die Ein- und Ausschleusung von Waren.

3. Kommissionierung von Artikeln

Im Rahmen der Kommissionierung packen Roboter bestimmte Artikel kompakt in Kisten oder Kartons, sodass diese versendet werden können. Dabei verfügen die Systeme über Highspeed-Vision-Verfahren zur Identifizierung von Produktcodes und anderen Daten. Die robotergestützte Artikelkommissionierung arbeitet äußerst effizient und handhabt dank KI-basierter Technologie sogar Waren mit unterschiedlicher Größe und Gewicht.

Ausgestattet mit einem Roboter, Vakuumgreifern und einer speziellen Bildverarbeitungssoftware übernimmt der ABB Robotic Item Picker vollautomatisch komplexe Pick- und Place-Aufgaben für eine Vielzahl von Artikeln wie Quader, Zylinder, Beutel, Schachteln, Polybeutel und Blisterverpackungen, deren Handhabung ansonsten die Geschicklichkeit und Flexibilität von Menschen erfordern. Mittels Machine Vision und künstlicher Intelligenz ermittelt der Item Picker die optimalen Greifpunkte für jeden Artikel, bevor der Vakuumgreifer den Artikel aufnimmt und in die vorgesehenen Behälter legt. Das System benötigt keine menschliche Überwachung oder Informationen über die physischen Eigenschaften der zu entnehmenden Artikel. Mit einer Pickrate von bis zu 1.400 Artikeln pro Stunde können Unternehmen mehr Aufträge abwickeln, ohne den Personalbestand oder den Zeitaufwand erhöhen zu müssen.

4. Vereinzelung und Sortierung

Ein Roboter kann in Kombination mit Bildverarbeitungssystemen Pakete automatisch vereinzeln, ihre Größe beurteilen und sie in die richtige nachgelagerte Sortierzone leiten. Auch hierbei unterstützt KI beim Greifen und Vereinzeln von Gegenständen unterschiedlicher Größe. Dabei werden die einzelnen Pakete so auf Paletten sortiert, dass sich der verfügbare Platz unter Einhaltung der Palettierregeln optimal nutzen lässt.

5. Innerbetrieblicher Transport

Autonome mobile Roboter (AMR) befördern Waren effizient zwischen den verschiedenen Gliedern einer betrieblichen Prozesskette, wie beispielsweise Materialeingang, Auftragsabwicklung, Produktion und Warenausgang.

Neue AMR-Generation trifft intelligente Entscheidungen

Als einer der weltweit führenden Robotik-Experten bietet ABB durchdachte Automatisierungslösungen für flexible und effiziente Intralogistikprozesse. Die Systeme basieren auf innovativen 3D-Vision- sowie KI-Technologien und optimieren verschiedenste Handhabungsaufgaben in unstrukturierten Umgebungen. Die neueste Generation von AMR etwa ist dank moderner, KI-gestützter Navigationsalgorithmen in der Lage, eigenständig intelligente Entscheidungen in dynamischen und herausfordernden Umgebungen zu treffen. Die AMR von ABB sind mit der neuen Visual-SLAM-Technologie (Visual Simultaneous Localization and Mapping) ausgestattet. Hierbei werden KI- und 3D-Vision-Technologien effektiv miteinander kombiniert, was eine hochpräzise Positionsbestimmung und Kartierung ermöglicht. Dies ebnet den Weg, um Materialien und Komponenten schnell, flexibel und effizient zwischen den einzelnen Stationen von Produktionsanlagen zu bewegen.

Ein besonderer Vorteil: Da keine Veränderungen der Umgebung, Produktionsstopps oder zusätzliche Infrastruktur-Elemente erforderlich sind, lässt sich die Visual-SLAM-Technologie verglichen mit 2D-SLAM um bis zu 20 Prozent schneller in Betrieb nehmen. Auch ist Visual-SLAM deutlich robuster im Fall physischer Veränderungen innerhalb des Navigationsbereiches, etwa bei Wegnahmen oder dem Hinzustellen von Paletten entlang der Wegstrecke. Dadurch können neu angeschaffte AMR in deutlich kürzerer Zeit eingeführt und in bestehende Flotten integriert werden. Die Kernkompetenz für die wegweisende AMR-Technologie erwarb ABB unter anderem durch die Übernahme von Sevensense Robotics, einem führenden Anbieter von KI- und 3D-Vision-Systemen für die Navigation mobiler Roboter. Neben den AMR-Modellen bietet ABB weitere robotergestützte Technologien für die Optimierung von Logistikanwendungen sowie eine Reihe ausgefeilter Softwaretools, mit denen sich Zeit, Aufwand sowie Komplexität bei der Programmierung und Bedienung von Robotern minimieren lässt.

Quelle: www.abb.com