Dieser Fachartikel befasst sich mit der intelligenten Vernetzung von Staplern und fahrerlosen Transportsystemen in einem System.
Flurförderzeuge spielen in der Intralogistik eine wesentliche Rolle, denn ein Großteil der innerbetrieblichen Transportaufgaben werden mit ihrer Hilfe abgewickelt. Daher ist eine aufwandsoptimierte Steuerung von Flurförderzeugen sinnvoll, um weitere Einsparpotenziale in der Logistik zu erschließen. Die Notwendigkeit, Flurförderzeuge wirtschaftlich und sicher einzusetzen, ergibt sich stärker als je zuvor aus den intralogistischen Gesamtkonzepten für den Material- bzw. Warenfluss in den Unternehmen. Auch autonome, fahrerlose Transportsysteme sind schon lange in die Logistikanlagen eingezogen. Diese unterstützen und optimieren die logistischen Transportortaufgaben. Das heißt, viele Unternehmen haben bereits Erfahrung in der Transportabwicklung von Stapler und fahrerlosem Transportsystem gesammelt, jedoch meistens in getrennten Bereichen.
Durch stark verbesserte Sensorik ist schon heute ein Raum bzw. eine Fläche mit Personen und Fahrzeugen nutzbar. Dadurch ergeben sich vollkommen neue Möglichkeiten für die Intralogistik, sodass dass Mensch und Maschine aufeinander abgestimmt miteinander arbeiten. Die Einsatzgebiete für die Kollaboration lassen sich dabei auf nahezu alle logistischen Prozesse anwenden, ob dies Leergut oder Nachschub-Aufgaben sind oder die Versorgung des Kommissionierbereichs dadurch optimiert wird.
Die Zusammenarbeit von manuellen und automatischen Fahrzeugen ist jedoch nur möglich, wenn diese durch ein intelligentes Leitsystem miteinander verbunden werden. Dabei werden Strategien für die Zusammenarbeit entwickelt, aber auch Aspekte zur Nutzung des gemeinsamen Raums sowie Anforderungen an die Infrastruktur für den Mischbetrieb muss das Leitsystem klug umsetzen.
Dabei lassen sich drei Varianten der Steuerung unterscheiden:
- Konventionelle Stapler und fahrerlose Transportsysteme agieren in getrennten logistischen Bereichen.
Der Austausch von Waren erfolgt über Übergabeplätze. Die Fahrzeuge besitzen getrennte Bewegungsbereiche, im System werden feste Übergabepunkte zwischen den Bereichen hinterlegt.
- Die Fahrzeuge verwenden eine gemeinsame Verkehrsfläche, nutzen jedoch unterschiedliche Be- und Entladeplätze.
- Die Endausbaustufe und die Variante mit der höchsten Effizienz erreicht man über einen Mischbetrieb. Das heißt, die Fahrzeuge besitzen einen gemeinsamen logistischen Bereich sowie für alle Fahrzeuge nutzbare Stellplätze.
Vorbetrachtung für den Mischbetrieb
Eine gemeinsame Nutzung der Verkehrsfläche wird nur durch eine gute Sensorik an den Plätzen oder der Fördertechnik möglich. Wenn dies erreicht ist, können vorhandene Einrichtungen wie Regale, Förderanlagen und Bereitstellflächen vom Automatiksystem, wie von einem Stapler bedient werden. Es sollte der Fahrzeugtyp eingesetzt werden, welcher für die Aufgabe am besten geeignet ist.
Anforderungen an das Leitsystem
Fahrerlose Transportsysteme benötigen in der Regel mehr Platz, auch um Sicherheitsabstände nach EN 1525 durchgehend einzuhalten. Das Leitsystem muss dafür die Grundlage liefern und ein Zusammentreffen von autonomen und bemannten Fahrzeugen vermeiden. Auch sollten unbemannte Fahrten eher auf produktionsfreie Zeiten verlagert werden, wenn der Transportprozess produktionsnah stattfindet.
Da die Geschwindigkeit eines Staplers höher ist als die eines FTS, muss das Zusammentreffen an Fahrtwegen und Übergabestellen vermieden werden. Dafür ist ein Tracking des Staplers notwendig. Die konkrete Umsetzung gelingt durch:
- Überwachung von Engstellen
- Auswertung von Positionsdaten
- Einfahr-Erkennung von Staplern
- Ansteuerung von Ampeln, Schranken und Toren
Ein Risiko stellt das dichte Auffahren durch bemannte Fahrzeuge dar. Dadurch kann ein ganzes Transportareal zum Erliegen kommen. Auch hier muss das Tracking des Staplers genutzt werden. Im Gegensatz dazu setzen FTS Fahrzeuge die hinterlegten Regeln unausweichlich um. Prozessbehindernd sind technische Störungen der Fahrzeuge. Das Leitsystem hat die Aufgabe, alle Störungen schnell und visualisiert darzustellen.
Notwendige Infrastruktur für den Mischbetrieb
Folgende strukturelle Anforderungen müssen im Lager umgesetzt werden:
- Geeignete Regale und Flächen sind im Lager vorhanden,
Doppel- oder mehrfachtiefe Lagerflächen sind nur bedingt geeignet.
- FIFO Plätze und -strategien verursachen einen hohen Steuerungsaufwand und sind im Mischbetrieb ungeeignet.
- LHM müssen eindeutig gekennzeichnet sein, um identifiziert zu werden, beispielsweise via Barcode oder RFID.
- Im Lager muss eine lückenlose WIFI Abdeckung gegeben sein, um eine permanente Kommunikation mit allen Fahrzeugen zu erreichen.
- Die Positionserfassung der autonomen Transportfahrzeuge und die Verarbeitung der Position durch das Leitsystem erfolgt in Echtzeit. Für die Positionserfassung lassen sich Techniken wie Laser, Funkortung, Leitlinie oder Ankerpunkte nutzen.
Anforderungen an das Leitsystem
Im Vergleich zu einem herkömmlichen Transportmanagementsystem ist die Auftragszuweisung in einem kombinierten System deutlich komplexer. Aspekte wie Verfügbarkeit der Fahrzeuge, Fahrzeuggeschwindigkeiten und Routenauslastung werden berücksichtigt. Das System hat zudem Verkehrsregelungen implementiert, welche der Kollisionsvermeidung dienen. Angrenzende Gewerke werden im Leitsystem via Schnittstelle angebunden (Ampeln, Tore, oder auch Aufzüge).
Die Steuerung führt zudem ein Ressourcenmanagement, um die Bereiche Batterie- und Energiemanagement oder Wartungszyklen zu verwalten. Das System nutzt Steuerungsstrategien, um Einzelaufträge, Pool-Aufträge oder Transportketten optimal umzusetzen. Eine integrierte Stellplatzverwaltung, mit Geodaten je Stellplatz ermöglicht es, bevorzugte Fahrzeuge für Plätze oder Bereiche zu definieren.
Resümee
Aufgrund von standardisierten Prozessabläufe, aber auch dem Arbeitskräftemangel geschuldet werden fahrerlose Transportsysteme perspektivisch in vielen logistischen Bereichen zum Einsatz kommen. Ein Mischbetrieb mit bemannten und unbemannten Fahrzeugen wird zum Regelbetrieb werden. Dafür müssen Unternehmen wesentliche Voraussetzungen im Bereich der Steuerung und Infrastruktur schaffen. Der Erfolgsfaktor liegt dabei im gemeinsamen Leitsystem, welches wiederum hohe Anforderungen, wie mehr Schnittstellen und Steuerungsparameter erfüllen muss.
