Funktionsvereinigung in der Lagertechnik
Robotereinsatz in der Intralogistik
In mehreren Teilbereichen der Intralogistik ist die Funktionsvereinigung bereits technisch umgesetzt worden. Im automatisierten Lager besteht die Möglichkeit, den Auslagerungsvorgang mit der Kommissionierung zu vereinen. Dazu existieren eine Reihe von Anwendungen. Der Einsatz von Industrierobotern in Materialflusssystemen steckt noch in den Kinderschuhen, wird aber auf Grund seiner universellen Anwendungsmöglichkeiten zunehmend fokussiert (Abbildung 1). Im Lagerbereich gibt es bereits einige Anwendungen mit Robotern: Hierbei werden Portal- und Knickarmroboter häufig zum Depalettieren von artikelreinen Paletten und anschließendem Palettieren zu gemischten Paletten verwendet. Grundsätzlich gibt es im Kommissionierbereich zwei Anwendungsformen. Bei „Pick to Palett“ wird das Prinzip „Roboter zur Ware“ (RzW) und somit die Kombination von Auslagerung und Kommissionierung verfolgt. Das Prinzip „Ware zum Roboter“ (WzR) ist bei „Pick from Belt“ umgesetzt. Im Vergleich von Portal- und Knickarmroboter sind Flexibilität und Multifunktionalität die Vorteile des Knickarmroboters. Dem gegenüber stehen eine schnelle Überbrückung großer Wegstrecken und die hohe Palettierleistung z. B. in der Getränkekommissionierung. Die Einsatzmöglichkeiten und Leistungsfähigkeit eines Robotersystems hängen wesentlich von der Bereitstellung der Entnahmeeinheit bzw. von der Greifer- und Sensortechnologie ab. Mittlerweile sind unterschiedlichste Multigreifersysteme verfügbar, die oftmals einen Greiferwechsel überflüssig machen. Aus technischer Sicht kann heute prinzipiell jedes Objekt gegriffen werden. – Es ist eine Frage der Greifzeit und vor allem der Wirtschaftlichkeit, ob die Anwendung der Robotik für diesen Bereich dann auch sinnvoll ist. Die Sensorentwicklung zur Objekterkennung ist entscheidend für einen wirtschaftlichen Einsatz von Robotern in der Kommissionierung und macht bedeutende Fortschritte. Ein Beispiel hierfür sind die neusten Anwendungen von KUKA im Bereich „Griff in die Kiste“ (verschiedenste Objekte können lageunabhängig gegriffen werden). In den diversen Versuchsfeldern von Herstellern und Forschungsstellen wurden bereits unterschiedlichste Objekterkennungs- und Greifsysteme realisiert. Die Fähigkeiten der Robotik und auch die Anwendbarkeit dieser in der Intralogistik wurden dadurch mehrfach gezeigt.
Im Rahmen des Projekts entstehen neue, bislang noch nicht umgesetzte Konzepte zur Lösung intralogistischer Aufgaben aus dem Lager-, Kommissionier- und Palettierbereich. Unter Beachtung unterschiedlicher Randbedingungen wird den bereits mehrfach isolierten Betrachtungen der Vergangenheit eine systematische Untersuchung im Bereich der Funktionsvereinigung hinzugefügt. Diese systematische Erforschung der Zusammenhänge der Materialflussfunktionen Lagern - Kommissionieren - Palettieren und der Randfunktionen führt zu einer großen Variantenvielfalt sowie zu einer besseren Kenntnis der Anforderungen und Randbedingungen für ein solches System. Das Potential für innovative Lösungen kommt aus dem Gebiet der Robotik. Eine erfolgreiche Integration der Robotertechnik in die Lösungsvarianten bei der "alltäglichen" Planungsaufgabe ist vor allem bei kmU viel zu zeitaufwändig und zu riskant. So erfolgt nachvollziehbar in den meisten Fällen eine inhaltlich konventionelle Lösung der Lager- und Kommissionieraufgabe. Die systematische Projektvorgehensweise führt zu strukturierten Erkenntnissen, die in Zukunft eine schnelle und sichere Berücksichtigung funktionsvereinter Varianten bei der Planung von Lager- und Kommissionierbereichen unterstützen.
Im ersten Projektabschnitt liegt der Fokus des Forschungsvorhabens auf den Materialflusselementen der Funktionen Lagern, Kommissionieren und Palettieren bezüglich deren Gemeinsamkeiten und wirtschaftliche Einsetzbarkeit. Auch mögliche Zusatzfunktionen werden aufgezeigt und mitbetrachtet. Parallel dazu konzentrieren sich die Untersuchungen auf die unterschiedlichen technischen Realisierungsformen der Elemente unter Berücksichtigung der Leistungsfähigkeit. Anschließend werden darauf aufbauend, vor dem Hintergrund mehrere Funktionen zu vereinen, verschiedene Konzepte und Varianten zur Realisierung neuartiger Lager- und Kommissioniersysteme generiert (Abbildung 2). Die Analyse der Konzepte mit unterschiedlichen Auftrags- und Artikelspektren zeigt deren Stärken und Schwächen auf. Ein abschließender Vergleich bezüglich der Wirtschaftlichkeit mit einem konventionellen System ermöglicht eine ganzheitliche Betrachtung der Ergebnisse. Aus den gewonnenen Erkenntnissen entstehen Gestaltungshilfen für einen leistungsfähigen und optimalen Robotereinsatz in der Intralogistik.
Das IGF-Vorhaben 14905 N/1 der Forschungsvereinigung Bundesvereinigung Logistik (BVL) e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.