Lagerautomatisierung

Mensch, Roboter!

Die Anforderungen, die Trends wie E-Commerce an die Intralogistik stellen, sind immens. Ein Lösungsansatz sind daher Kommissionierroboter. Im Interview erklärt Professor Christian Schlegel von der Forschungsgruppe Servicerobotik der Hochschule Ulm, was es damit auf sich hat.

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    „Grundsätzlich werden die Erkennungs-, Vereinzelungs- und Greiffertigkeiten von Robotern rasante Fortschritte machen.", sagt Prof. Dr. Christian Schlegel von der Forschungsgruppe Servicerobotik. (Bild: Hochschule Ulm)

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    Roboter in Zusammenarbeit mit Transportroboter. ((Billd: Hochschule Ulm))

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    Serviceroboter in der Intralogistik ((Bild: Hochschule Ulm))

Herr Professor Schlegel, was ist die grundlegende Idee, die hinter ‚Pick-by-Robot' steht ?
Prof. Schlegel: Die Abarbeitung eines Bestellauftrages umfasst die Entnahme der verschiedenen bestellten Artikel aus Lagern und deren Zusammenstellung zu einer Lieferung. Bei diesem Prozess sind Artikel beispielsweise stückgenau aus Kartons zu entnehmen. Dabei müssen sie eventuell zuerst aus Gebinden vereinzelt werden. Artikel können in Boxen sortenrein oder gemischt vorliegen. Artikel unterscheiden sich in vielfältiger Weise bezüglich Gewicht, Größe, Form oder auch in Hinblick auf Verformungen beim Greifen und erfordern eventuell sehr feinfühliges Aufnehmen und Ablegen.

Die dafür notwendige Hand-Auge-Koordination ist eine besondere Stärke von Personen und ist bisher für Roboter in dieser Allgemeinheit unerreichbar.
Dennoch aber möchte man natürlich auch diesen Prozess automatisieren. Der Roboter soll also zumindest die einzelnen Artikel erkennen, greifen und entnehmen können. Dies würde der Variante Ware-zu-Roboter mit einem stationären Pick-Roboter entsprechen. Bei dieser auch schon attraktiven Variante entfällt zumindest die komplexe Navigation. Unter der Vollversion Pick-by-Robot versteht man aber Roboter-zu-Ware, also ein mobiler Roboter, der Pick-Aufgaben erledigen kann.
Natürlich könnte man die Aufgabe bereits jetzt automatisieren, wenn man alle Artikel in wenigen standardisierten Verpackungen vereinzelt vorliegen hätte. Eine solche Darreichung von Artikeln wird es aber aus den vielfältigsten Gründe nie geben.

Was unterscheidet Pick-by-Robot von anderen (unterstützenden) Kommissioniermethoden und wo liegt der Vorteil?
Schlegel: Im besten Fall wird bei der Kommissioniermethode Pick-by-Robot der gesamte Pick-Vorgang durch einen Roboter erledigt, also ohne menschliches Zutun. Dadurch ist die Methode Pick-by-Robot unabhängig vom Fachkräftemangel und unabhängig von Anforderungen an die Arbeitsplatzergonomie. Sie kann beispielsweise ebenso mit schweren Artikeln als auch mit Gefriergut in gekühlten Umgebungen umgehen und sie kann einfach mit Lastspitzen skaliert werden. Auch kann die Lager- und Fördertechnik auf die Anforderungen der Robotik-Lösung ausgelegt werden. Aus Person-zu-Ware und Ware-zu-Person wird letztlich Roboter-zu-Ware oder Ware-zu-Roboter.
Andere unterstützende Methoden zielen vorwiegend darauf ab, die überragenden Fähigkeiten von Personen bei der Hand-Auge-Koordination so weit als nur irgend möglich auszunutzen und dazu alle umgebenden Schritte der Kommissionierung soweit als nur möglich zu automatisieren. Dadurch wird die Tätigkeit des Pickers extrem verdichtet, ermüdend und stressig. Sie wird besonders unattraktiv durch das Ohnmachtsgefühl, nur noch ein zu funktionierendes Zahnrädchen im engen Takt von beispielsweise der Pick-by-Light Vorgaben sein zu müssen.

Welches sind aktuell noch Stolpersteine, die es bei der Implementierung zu beachten gilt?
Schlegel: Hochautomatisierte und wenig wandlungsfähige Lösungen für das Picken einer bestimmten Artikelkategorie sind verfügbar und machen in großem Tempo immense Fortschritte. Diese können eingesetzt werden, wenn die Artikelkategorie lange genug unverändert zu kommissionieren ist und somit eine Amortisierung der Anlage gewährleistet ist. Gerade aber die Artikelvielfalt ist ein großer Treiber für den Bedarf an Wandlungsfähigkeit und Roboter sind ein Versprechen auf Flexibilität und Wandlungsfähigkeit. Ein Stolperstein von Robotik-Lösungen ist in der Tat noch immer deren geringe Wandlungsfähigkeit in Bezug auf sich ändernde Eigenschaften zu greifender Artikel.
Zu beachten ist auch, dass ein Roboter in absehbarer Zukunft beim Picken einer vergleichbar großen Vielfalt an Artikeln wie es der Mensch kann, langsamer sein wird. Man kann aber beispielsweise Roboter auf verschiedene Kategorien von Artikeln abstimmen und das Wechseln der Kategorien sollte so einfach wie nur möglich konfigurierbar sein. Ein Roboter hat aber auch besondere Stärken:  So kann er beispielsweise über Nacht durcharbeiten und trotz geringerer Geschwindigkeit bis zum nächsten Morgen pünktlich Teilaufträge abarbeiten.
Realistisch ist ein besseres Nebeneinander von relativ starren hochautomatisierten Lösungen, flexiblen Lösungen mit Servicerobotern und ergonomischen, attraktiven und abwechslungsreichen Arbeitsplätzen für Fachkräfte. Um die Stärken der jeweiligen Bausteine und Personen sinnvoll nutzen zu können, müssen einerseits Artikelkategorien flexibel und automatisch geeigneten Kommissioniermethoden zugeordnet werden. Andererseits müssen aber auch Intralogistikprozesse und Kommissionieraufgaben in geeignete Teilschritte zerlegt und flexibel gebündelt werden, um jeweils zur bestmöglichen Erfüllung den verschiedenen Lösungen mit ihren jeweiligen Stärken zugeordnet zu werden.

Für welche Art von Betrieb ist die Technologie geeignet? Wo sollte man davon absehen?
Schlegel: Pick-by-Robot ist in der Langfristperspektive für jeden Betrieb geeignet, sofern man sehr genau beachtet, welche Stärken und Schwächen die aktuellen Ansätze bieten. Eine regelmäßige Überprüfung und Bewertung ist unumgänglich, da sich die Parameter mit dem aktuellen technischen Fortschritt rasant verschieben. Aktuell können Pick-by-Robot-Lösungen nur mit einer relativ kleinen Artikelvielfalt umgehen, wobei es aber auch hierfür schon genügend Anwendungen, beispielsweise auch in der Produktionslogistik, gibt. Definitiv noch lange nicht einsetzbar wird Pick-by-Robot in einem recht unstrukturierten Handlager.

Wie wird sich die Technologie in absehbarer Zeit weiterentwickeln? Was ist aus Ihrer Sicht im Bereich der intelligenten Kommissioniertechnologie denkbar?
Schlegel: Besonders flexibel, aber auch besonders anspruchsvoll ist die Realisierung kollaborierender Pick-by-Robot-Systeme. Diese sollen in der gleichen Lagerstruktur wie Personen arbeiten können oder sollen gar gleichzeitig mit Personen darin arbeiten können. Es ist noch nicht klar, ob der technische Fortschritt dies sinnvoll realisieren lässt oder ob es grundsätzlich sinnvoller sein wird, die Pick-by-Robot-Lösung eben nicht an einer für Menschen ausgelegten Präsentation der Artikel auszurichten. In der Tat kann man bei einer reinen Pick-by-Robot-Lösung den gesamten Prozess anders denken.
Grundsätzlich aber werden die Erkennungs-, Vereinzelungs- und Greiffertigkeiten von Robotern rasante Fortschritte machen. Gerade in der Kommissionierung hat man es ja immer mit semi-strukturierten Umgebungen zu tun und man kann gezielt Vorinformation aus dem Pick-Auftrag zur Vereinfachung der Aufgabe heranziehen. Hierbei werden die vernetzten Informationsflüsse der Industrie-4.0 –Lösungen eine entscheidende Rolle spielen.
Bereits jetzt ist aber in der Intralogistik ein geteilter Arbeitsraum für Personen und Roboterflotten sinnvoll, machbar und kostenmindernd.

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