Die Logistik der Zukunft

Automatisierte Lager: Goodbye Kollege?

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind zwar schon seit längerem im Einsatz, doch hat ihre Entwicklung – sowohl was Leistungsfähigkeit als auch Einsatzmöglichkeiten angeht – in den letzten Jahren einen erheblichen Aufschwung genommen. Die Experten sind sich einig: Langfristig kommen Logistik und Intralogistik nicht am automatisierten Transport vorbei.

  • Ein Verbotsschild für menschliche Mitarbeiter in einem Lager

    Fahrerlose Transportsysteme: Die Zukunft der Intralogistik oder nur das Ende des klassischen Fachlageristen? ((Bildquelle: Thinkstock/iStock))

  • Fahrerlose Transportsysteme in einem Lager

    Fahrerlose Transportsysteme werden in der Intralogistik immer wichtiger. ((Bildquelle: DS Automotion))

  • Manfred Hummenberger, Mitbegründer und Geschäftsführer von DS Automotion

    „Sowohl produzierende Unternehmen als auch Logistikunternehmen müssen heute flexibler denn je agieren und reagieren können“, sagt Manfred Hummenberger, Mitbegründer und Geschäftsführer von DS Automotion. ((Bildquelle: DS Automotion))

  • Jürgen Fraude, Hermes Fulfilment

    „Der Trend zur Automatisierung ist nicht aufzuhalten. Treiber dieser Entwicklung sind der Boom im E-Commerce, der hohe Fachkräftebedarf und die Nachfrage nach immer kürzeren Lieferzeiten“, sagt Jürgen Fraude, Hermes Fulfilment. ((Bildquelle: Hermes))

  • Prof. Dr. Asvin Goel, Kühne Logistics University Hamburg

    „Durch Fahrerlose Transportsysteme können Transportzeiten und Flächenbedarf minimiert werden. Zudem können mit solchen Systemen unternehmerische Prozesse leichter optimiert und harmonisiert werden“, sagt Prof. Dr. Asvin Goel, Kühne Logistics University Hamburg. ((Bildquelle: KLU))

Die Effekte der sogenannten „Vierten Industriellen Revolution“ machen sich überall bemerkbar. Um das volle Potential der technischen Möglichkeiten auszuschöpfen und dem wirtschaftlichen Druck zu begegnen, sind sowohl produzierende Betriebe als auch Logistikunternehmen vermehrt darum bemüht, ihre Lagerhaltung zu optimieren. An dieser Stelle kommen FTS ins Spiel: Wie Manfred Hummenberger, Geschäftsführer von DS Automotion, hervorhebt, stellen heute steigende Einzelstückbestellungen und hohe Variantenvielfalt die innerbetriebliche Logistik vor große Herausforderungen – hier schaffe die Automatisierung des Materialflusses nicht nur mehr Flexibilität, sondern auch mehr Ruhe und Transparenz. Zu dieser Einschätzung gelangt auch Thomas Albrecht, der beim Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik den Fachbereich FTS verantwortet. Seiner Meinung nach erreicht keine andere Technologie für automatisierten Transport eine höhere Flexibilität, was etwa die Verkettung von Quellen und Senken, die Anordnung und Auswahl der Fahrwege oder die Anpassparkeit an Tagesschwankungen und saisonale Spitzen betrifft.

Dies ist ein Artikel aus unserer Print-Ausgabe 11-12/2018. Bestellen Sie ein kostenfreies Probe-Abo.

Bei oberflächlicher Betrachtung könnte man meinen, ein FTS diene dem Unternehmen zur reinen Ersparnis von Personalkosten und dem schnelleren Transport von A nach B. Dem widerspricht Thomas Albrecht und zielt dabei auf einen Punkt ab, der oft nicht berücksichtigt wird – nämlich, dass diese Technologie vor allem ein systemisches Organisationsmittel ist: „Die Einführung erfordert es, sich über Abläufe und Strukturen in der Produktion, im Lager oder wo auch immer die automatisierten Transporte zukünftig durchgeführt werden sollen, Gedanken zu machen. Es geht also nicht um ein ‚Weiter wie bisher – nur ohne Staplerfahrer’, sondern um die Chance auf optimierte Abläufe, mehr Ordnung und Transparanz sowie weniger Hektik und Gefahren.“

Es gibt noch Handlungsbedarf

Doch aller Euphorie zum Trotz sehen Experten aktuell noch Hürden, die es zu überwinden gilt – einige sind technischer, andere rechtlicher Natur. Manfred Hummenberger sieht vor allem die Gesetzgebung in der Pflicht: „Technikgläubigkeit allein schafft noch keine erfolgreichen Projekte. Im industriellen Einsatz braucht Automatisierung immer noch gewisse Rahmenbedingungen bezüglich Infrastruktur und Organisation. Nur so können technische wirtschaftliche Lösungen erfolgreich umgesetzt werden.“ Er bemängelt, dass es beim Einsatz im öffentlichen Raum nach wie vor eine Grauzone im Bezug auf Personensicherheit gebe. „Hier hinkt die Gesetzgebung eindeutig den aktuellen technischen Entwicklungen hinterher“, sagt er und gibt zu bedenken, dass dieser Graubereich für Unternehmen mit einem Risikopotential verbunden sei, vor dem viele zurückscheuen.

Dass gerade auch die rasante technologische Entwicklung ein Stolperstein bei der Etablierung der FTS sein könnte, erklärt Professor Dr. Asvin Goel von der Kühne Logistics University in Hamburg. Heute getätigte Investitionen könnten durch die rasche Weiterentwicklung schon morgen obsolet sein und dadurch rapide an Wert verlieren. Unternehmen müssten daher sehr genau abwägen, ob die erwartete Amortisierung die hohen Ausgaben rechtfertige.

Ebenfalls zu berücksichtigen ist, dass speziell die nachträgliche Umrüstung auf ein FTS sehr teuer werden kann. Jürgen Fraude, Abteilungsleiter Lagerlogistik bei Hermes Fulfilment, weiß das aus eigener Erfahrung. Am einfachsten sei es, das System von vornherein in ein Logistikzentrum einzubauen, sagt er, „doch die Flächen werden knapp“. Deshalb gehe der Trend eher zum Umbau von Bestandsgebäuden, was aufwendig ist, weil unveränderliche Faktoren wie Mindestabstände und Kurvenradien zu berücksichtigen seien.

Wichtig ist auch, ob sich in Zukunft eine standardisierte Leitsteuerung etablieren lässt, die herstellerneutral auf verschiedenen Systemen funktioniert. Thomas Albrecht weist darauf hin, dass die Leitsteuerung bisher quasi als „Kundenbindungsprogramm“ diene, da Anwender bei der Entscheidung für ein bestimmtes FTS dauerhaft auf dessen Hersteller angewiesen sind: „Änderungen und Erweiterungen sind nur mit diesem Lieferanten möglich, andere Fahrzeuge sind praktisch nicht in ein vorhandenes System integrierbar.“

Mitarbeiter frühzeitig einbeziehen

Doch die wichtigste Frage bei der Entscheidung für oder gegen ein automatisiertes Transportsystem ist sicherlich, wie die Mitarbeiter darauf reagieren, denn von ihrer Kooperationsbereitschaft hängt ab, ob ein solches Projekt scheitert oder zum Erfolg wird. Sowohl Hummenberger als auch Albrecht raten dazu, die Mitarbeiter von Anfang an einzubinden und eine proaktive Kommunikation mit der Belegschaft zu suchen, denn nur wer ohne Vorbehalte und – eventuell – unbegründete Ängste an die Technologie herantritt, wird sie auch im Alltag akzeptieren. Maßnahmen, wie etwa den Betriebsrat einzubeziehen oder Veränderungen zu erklären, findet Albrecht sinnvoll – selbst dass die Mitarbeiter den Fahrzeugen individuelle Namen statt Nummern geben, könne helfen, Berührungsängste zu senken.

Seit längerem wird z.B. am Uniklinikum Leipzig ein Fahrerloses Transportsystem eingesetzt. Es bewegt im Untergrund des Hauses u.a. Speisen, Wäsche oder Abfall. Christian Pohlenz, FTS-Fachingenieur des Klinikums, betont die schlichtweg positive Resonanz der Mitarbeiter: „Es wird verstanden, dass diese Technologie eine Arbeitserleichterung ist und als solche auch angenommen werden sollte.“ Das Personal sei durchaus bereit, auch komplexere Vorgänge zu erlernen und zu vertiefen.

Ähnlich sehen die Erfahrungen von Jürgen Fraude im Hermes- Logistikzentrum in Ohrdruf aus. Hier hat man die Idee, die „Mitarbeiter mitzunehmen“, übrigens wörtlich genommen, und setzt man das europaweit einzige FTS ein, bei dem die Lageristen mitfahren können. Mensch und Maschine „teilen“ sich also quasi einen gemeinsamen Arbeitsplatz. Die Auftragsdaten werden an das Fahrzeug übermittelt, welches dann den Mitarbeiter an den entsprechenden Lagerort bringt. Per Knopfdruck am Fahrzeug wird der gepickte Artikel im Lagerverwaltungssystem gebucht und von unterwegs können neue, einsatzbereite Fahrzeuge via WLAN angefordert werden. Früher hätten die Kommissionierer mehr als die Hälfte ihrer Zeit damit verbracht, Paletten hin- und herzufahren. „Wer das schon einmal gemacht hat, weiß, welche Belastung das ist“, sagt Fraude. „Die anfängliche Skepsis ist schnell gewichen.“

Natürlich werden nur Mitarbeiter die Automatisierung unterstützen, deren Arbeitsplatz davon nicht gefährdet ist. Werden sie zum bloßen „Zahnrad im automatisierten Getriebe degradiert“, wie Prof. Goel es formuliert, so könne sich im schlimmsten Fall deren Kreativität gegen die neue Technologie richten. Betroffen sind nicht nur die Arbeiter im Lager, auch auf Management-Ebene könne eine Abwertung der eigenen Abteilung zu einer Ablehnung der Technologie führen.

Ausweg aus dem Fachkräftemangel?

Doch was bedeutet der Vormarsch von FTS generell für den Arbeitsmarkt in der Logistikbranche? Fest steht, dass schon seit längerer Zeit ein Fachkräftemangel herrscht – das gilt für Lageristen ebenso wie für Lkw-Fahrer. Da die Branche insgesamt derzeit boomt, werden Arbeitskräfte zwar dringend gesucht, finden sich aber meist mit unattraktiven Arbeitsbedingungen konfrontiert. Niedrige Löhne, lange Arbeitszeiten und Wochenend- oder Feiertagsarbeit wirken abschreckend. Doch die Lage ist dringlich und die Unternehmen müssen ihren Bedarf decken, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Daher wirkt die angespannte Lage am Arbeitsmarkt  wie ein Beschleuniger  für die Automatisierung, denn gerade zu Spitzenzeiten ist es kaum effizient, Fachpersonal für einfache Transporte einzusetzen.

Experten gehen davon aus, dass es nicht zu einer reinen „Verdrängung“ menschlicher Mitarbeiter kommen wird, sondern eher zu einer Verlagerung. Thomas Albrecht und Jürgen Fraude betonen, dass die Einführung eines FTS dazu dienen wird, menschliche Ressourcen verstärkt für wertschöpfendere Tätigkeiten einzusetzen, die z.B. Kreativität oder Fachkenntnisse erfordern. Sogar einen Schritt weiter geht Christian Pohlenz vom UK Leipzig. Denn obwohl er einräumt, dass sich der Arbeitsmarkt durch den Einsatz von FTS verändern wird, sieht er darin auch eine echte Chance auf Verbesserung: „Auf der einen Seite verdrängt das FTS Arbeitsplätze. Auf der anderen schafft es besser qualifizierte und bezahlte Arbeitsplätze.“

Sicher vernetzt?

Die meisten FTS kommunizieren über WLAN mit der Steuerungszentrale, die alle Funktionen visualisiert und die Flotte koordiniert. Häufig wird, so Prof. Goel, eine Mischform gewählt, bei der gewisse Vorgaben durch die zentrale Planungsinstanz gemacht werden, einzelne „Konfliktsituationen“ (etwa Vorfahrtsrechte, Kollisionsvermeidung) jedoch autonom zwischen den einzelnen Einheiten verhandelt werden.

Überall dort jedoch, wo Mensch und Maschine interagieren, müssen zunächst adäquate Schnittstellen zur Kommunikation vorhanden sein – dies können spezielle Handhelds oder Augmented-Reality-Brillen sein. Immer häufiger kommen auch Smartphones oder Tablets mit einer App oder einem browser-basierten Front-end zum Einsatz. Tatsächlich plädiert z.B. Manfred Hummenberger an dieser Stelle für den Einsatz von letzteren, da sie den Nutzern bereits aus ihrem privaten Alltag bekannt sind und daher schnell Akzeptanz finden.

Da die Kommunikation über WLAN abläuft, stellt sich die Frage nach der Sicherheit des Systems. Grundsätzlich gelten hier dieselben Standards, wie für jedes andere im Industrieumfeld eingesetzte Funkdatennetz, was bedeutet, dass die gesamte Kommunikation verschlüsselt ist. Die im Unternehmen zuständigen IT-Verantwortlichen entscheiden, ob eine Datenverschlüsselung notwendig ist, die über die WLAN-Protokollebene hinausgeht. Auch in der Logistik werden vor allem mobile Endgeräte als Haupteinfallstor für Sicherheitsrisiken wahrgenommen. Dass hier noch großer Handlungsbedarf besteht, zeigt sich ganz praktisch am Beispiel des Uniklinikums Leipzig, wo Christian Pohlenz derzeit noch bewusst komplett auf den Einsatz mobiler Endgeräte verzichtet, „aus Sicherheitsgründen“, wie er sagt. „Das Schutzbedürfnis der Anlage ist zu hoch. Mobile Endgeräte sind meist nicht sicher genug.“ Obwohl das FTS in der Regel nicht auf sensible Firmendaten zugreift, bleibt auch die Prozesssicherheit zu berücksichtigen – hier wäre im schlimmsten Falle ein Szenario denkbar, bei dem der WLAN-Datenverkehr so gestört wird, dass keine Transporte mehr ausgeführt werden können. „Häufig werden diese Prozesse leider vernachlässigt, obwohl durch eine Vielzahl an realen Beispielen bekannt ist, dass hierdurch enorme unternehmerische Risiken entstehen“, bemängelt Prof. Goel und verdeutlicht dadurch auch, dass – genau wie in vielen anderen IT-Bereichen – eine aktive Beschäftigung mit dem Thema Security überfällig ist.

Quo Vadis, FTS?

Dass die anhaltende und rasante Weiterentwicklung im FTS-Bereich nicht abzureißen scheint, liegt wohl daran, dass sie von der Weiterentwicklung anderer Branchen profitiert. Fortschritte in Sensorik, Software oder Lasernavigation, die im Umfeld von Pkw-Fahrerassistenzsystemen entstehen, sind für FTS ebenso wichtig wie der geplante 5G-Standard, über den sich sowohl eine breitbandige Echtzeitdatenübertragung als auch sehr präzise Ortungsinformationen erreichen lassen, glaubt Fraunhofer-Experte Albrecht. Innovationen und Ideen für Breitbandausbau, Industrie 4.0 oder E-Mobilität werden dadurch automatisch auch zum Treiber der FTS-Erweiterung. Aber nicht nur technologische Aspekte spielen bei der steigenden Nachfrage eine Rolle. Der Online-Handel wächst stetig, gleichzeitig schwanken die Auftragseingänge. Auch die Ansprüche der Kunden an Lieferzeiten stellen die Branche vor eine Herausforderung. „Nur mit Unterstützung von FTS lassen sich die logistischen Prozesse auf Dauer schnell, zuverlässig und kosteneffektiv meistern“, sagt Fraude und betont, dass in Zukunft kein Logistikdienstleister darauf verzichten könne – einen echten Wettbewerbsvorteil habe dann nur, wer bereits Erfahrungen mit der Technologie gesammelt habe. Letztendlich könnte der automatisierte Transport also eine Möglichkeit sein, das Dilemma zwischen dem E-Commerce-Boom einerseits und dem Fachkräftemangel andererseits zu überwinden.

Fahrerlos ans Ziel

Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) sind Fördermittel mit
eigenem Fahrantrieb, die automatisch gesteuert und berührungslos geführt werden. Sie werden innerbetrieblich eingesetzt und dienen dem Materialtransport. Mehrere FTF bilden eine Flotte.

Von einem Fahrerlosen Transportsystem spricht man, wenn neben dem FTF auch eine Leitsteuerung sowie Einrichtungen zur Standortbestimmung und Datenübertragung eingesetzt werden. Verläuft die Führung entlang einer kontinuierlichen Leitlinie, handelt es sich um eine spurgebundene Lösung.
Im Gegensatz dazu nutzt die virtuelle Leitlinie Laser- oder GPS-Navigation. FTS werden in den verschiedensten Bereichen eingesetzt – vor allem jedoch in produzierenden Betrieben, in der Lagerlogistik oder in Krankenhäusern. Je nach Einsatzbereich sind die kleinsten FTF kaum größer als eine handelsübliche Europalette. Werden die Fahrzeuge jedoch z.B. im Hochregallager eingesetzt, können sie auch die Dimension eines kleinen Krans erreichen. 

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