Logistik – Fahrerlos und Effizient

Rund 135.000 Quadratmeter misst der Standort von ZF Lifetec im oberbayerischen Aschau. Wenn Mitarbeiter des Airbagherstellers Proben und Produktteile auf dem Werksgelände transportieren, müssen sie häufig weite Wege in andere Gebäude zurücklegen und sind bis zu einer halben Stunde unterwegs. Für andere Arbeiten stehen sie in diesem Zeitraum nicht zur Verfügung. Bis vor Kurzem. 

Seit wenigen Wochen transportieren autonome mobile Roboter (AMR) des US-amerikanischen Herstellers Cartken die meist leichten Sendungen. An zwölf ­Pickup Points nehmen die Fahrzeuge, die völlig ohne menschliche Steuerung arbeiten, diese auf und fahren diese zum einprogrammierten Ziel. Möglich machen dies GPS und Künstliche Intelligenz (KI). Die fahrer­losen Transportsysteme bewegen sich frei über das gesamte Werksgelände und werden dabei von 3D-Sensoren unterstützt. Sie erfassen unterwegs unerwartete Hindernisse und sorgen auch auf bislang unbekannten Routen für eine sichere Zustellung. 

Wenige Wochen nach dieser Zäsur stellt Anton Greißl, Leiter Produktentwicklung von ZF Lifetec, dem „Kollegen“ Roboter ein rundum positives Zeugnis aus. Jedes Fahrzeug absolviert im Schnitt 38 Einsätze am Tag und legt dabei pro Einsatz 600 Meter in 13 Minuten zurück. „Ein einzelner Roboter erspart unseren Mitarbeitern jede Woche 150 Kilometer Fußweg“, so das Fazit des Entwicklungsingenieurs. Rund 1.260 Stunden haben die Roboter bislang freigesetzt. Der Airbaghersteller kann diese Arbeitszeit jetzt produktiver nutzen. Im Oktober nahm er zusätzliche AMR in Betrieb. 
 

Attraktive Mietlösungen

Mitten in der Krise investiert ZF Lifetec in eine Technologie, die Kosten senkt und zugleich die betriebliche Effizienz steigert. Die Konzerntochter widerlegt eine in der Wirtschaft weit verbreitete Meinung, dass das Potenzial für weitere Kostensenkungen erschöpft sei und nur noch Entlassungen oder Arbeitszeitverkürzungen helfen. Tatsächlich haben während der letzten Jahre viele Unternehmen alle gängigen Sparmaßnahmen abgearbeitet. Mit effizienteren Technologien oder erneuerbaren Energien senkten sie die Kosten für Strom und Wärme, setzten verstärkt auf Digitalisierung und reduzierten so den Verbrauch von Papier und anderen Büromaterialien. Viele Betriebe lagerten außerdem Logistik- und andere Dienstleistungen aus, verhandelten mit Lieferanten über neue Verträge, führten Videokonferenzen ein, förderten Homeoffice oder zahlten ihren Beschäftigten Honorare für deren Einsparvorschläge. 

Vor allem in großflächigen Betrieben machen mobile Roboter weitere Einsparungen möglich. Viele Modelle sind einfach zu bedienen und können flexibel in wechselnden Umgebungen eingesetzt werden. Vor allem Automotive-Unternehmen und Logistikdienstleister, aber auch Pharmahersteller und E-Commerce-Unternehmen haben auf diese Alleskönner umgestellt. Wenn sie auch nur einzelne Prozesse automatisieren, entlasten sie die Mitarbeiter und können diesen andere − in der Regel anspruchsvollere − Tätigkeiten zuweisen. Robot-as-a-Service-(RaaS)-Lösungen erleichtern den Einstieg in diese Technologie. Viele Robotikhersteller vermieten ihre AMR auf Pay-per-Use-Basis. In − meist monatlichen − Raten sind auch Programmierung, Wartung und andere Dienstleistungen enthalten.

Vor allem in der innerbetrieblichen Logistik und Materialversorgung können AMR ihre Stärken ausspielen. Wenn der Anwender die Fahrzeuge in seine IT-Plattformen integriert und Aufgaben und Routen programmiert hat, können diese nahezu alle gängigen Intralogistikarbeiten erledigen. Die Fahrzeuge steuern selbstständig Lagerplätze an und kontrollieren Bestände. Wenn sie mit einer entsprechenden Hardware ausgerüstet sind, lagern sie außerdem Waren ein und aus. Manche Roboter kommissionieren zusätzlich die entnommenen Waren, andere be- beziehungsweise entladen Lkw-Züge. Und besonders vielseitige AMR automatisieren sogar den kompletten Materialfluss.
 

KI macht AMR noch besser

Der Markt wächst: Auch Branchenkenner haben mittlerweile Mühe, die Zahl der Modelle zu überschauen. „Das Entwicklungspotenzial bei mobilen Roboter­lösungen und deren Integration in bestehende Plattformen bleibt trotz der aktuellen wirtschaftlichen Herausforderungen beträchtlich“, sagt Helmut Schmid, Chief Commercial Officer (CCO) des Münchner Start-up Filics und Vorstandsvorsitzender des Deutschen Robotik Verbands. Vor allem KI bietet viel Potenzial für Prozessoptimierungen. In einigen Logistikzentren passen AMR die Routen während ihrer Touren selbstständig an und erkennen sehr früh Störungen. „Mit KI können AMR blockierte Wege sofort umgehen“, sagt Jana Jost, Abteilungsleiterin Robotik und Kognitive Systeme am Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik (IML). Außerdem sei eine Kommunikation untereinander in Echtzeit möglich, was zu einer besseren Koordination und Verteilung der Aufgaben führe. „Das Resultat ist eine signifikante Reduktion der Wartezeiten und Verbesserung des Materialflusses“, sagt Jost. 

AMR können den innerbetrieblichen Materialfluss völlig umkrempeln. Auch Fahrzeugklassiker wie Gabelstapler und Hubwagen stehen mittlerweile zur Disposition. Das Start-up Filics, das 2019 von Absolventen der Technischen Universität München (TUM) gegründet wurde, mischt den Markt mit einer originellen Doppelkufenlösung auf. Das zweiteilige Fahrzeug, das für den Transport von Paletten entwickelt wurde, navigiert mit Lasertechnik in alle Richtungen und fährt auf jedem ebenerdigen Lagerboden. „Unsere Lösung verkürzt Durchlaufzeiten um bis zu 80 Prozent“, versichert Schmid. Wenn Lagermitarbeiter mit herkömmlichen Flurförderfahrzeugen arbeiten, benötigen sie inklusive Anfahrt, Aufnahme und Ablage bis zu drei Minuten pro Ladeeinheit. Die Filics-Fahrzeuge hingegen erledigen alle Prozesse auf bis zu 300 Metern völlig autonom. 

Viele Roboter arbeiten mit Steuerungskomponenten, die im Inneren verbaut sind. Wenn ein Fahrzeug ausfällt, kann es problemlos ersetzt werden. „Der Anwender ist dann vor einem kompletten Systemausfall geschützt“, hebt Dominik Sauerwein, Leiter Unternehmensentwicklung des Logistikdienstleisters ITG, hervor. Seit Herbst 2024 unterstützen Roboter von Locus Robotics ITG-Beschäftigte bei der Schuhlogistik. Die rund ein Meter hohen Hightechgeräte steuern Lagerplätze an, nehmen Schuhkartons in Ladungsträgern auf und bringen diese zum Versand. Die Mitarbeiter holen die Kartons aus dem Regal und scannen diese. Bei Einlagerungen nehmen sie die gleichen Arbeitsschritte in umgekehrter Reihenfolge vor. Jeder Beschäftigte arbeitet in der Regel zeitgleich mit mehreren Robotern zusammen. Vor allem das macht die Locus-Technologie effektiv. Vor der Einführung arbeiteten fast 40 Beschäftigte in der Schuhlogistik, heute sind es nur noch ein halbes Dutzend.

Jetzt plant der Logistikdienstleister den AMR-Einsatz auch für andere Fashionartikel. Für Locus hat er sich nach sorgfältigen Marktsondierungen entschieden. Auf eine vollständig automatisierte Lösung, welche auch Kartons pickt und scannt, verzichtete er aus Kosten-Nutzen-Gründen. Für die Locus-Fahrzeuge sprach, dass diese sowohl Einlagerungs- als auch Distributionsprozesse unterstützen. Außerdem konnte ITG Mietverträge auf RaaS-Basis abschließen. „Wir haben immer genau so viele Fahrzeuge, wie wir benötigen, und mieten in Spitzenzeiten weitere an“, erläutert Sauerwein. 
 

Rahmenbedingungen berücksichtigen

Wer auf AMR umstellen will, muss bei der Fahrzeugwahl die spezifischen betrieblichen Rahmenbedingungen berücksichtigen.  Ein solches Vorgehen empfehlen auch die Hersteller selbst. „Robotiksysteme müssen flexibel und skalierbar sein und sich an rasch ändernde Marktbedingungen und wachsende Betriebsgrößen anpassen“, rät Jonas Witt, Mitgründer von Cartken. „Wichtig ist, dass diese sich nahtlos in bestehende Abläufe einfügen und sofort einen spürbaren Nutzen liefern.“ Auch ZF Lifetec folgte dieser Empfehlung und entschied sich für Cartken-Fahrzeuge unter anderem deshalb, weil diese auf Außenflächen genauso störungsfrei wie auf Innenflächen eingesetzt werden können. Das gelingt bislang nur wenigen Fahrzeugen. Jetzt will der Airbaghersteller seine AMR-Flotte ausbauen und erwägt die Anschaffung von zwei weiteren Cartken-Modellen, die Lasten bis 300 beziehungsweise 1.500 Kilogramm transportieren. Gut möglich, dass damit dann die ersten klassischen Flurförderfahrzeuge überflüssig werden.