Fit für Industrie 4.0? Fahrerlose Transportsysteme auf dem Vormarsch

In der nach dem Konzept der Industrie 4.0 organisierten intelligenten Fabrik gehörten Produktion und (Intra-)Logistik sehr eng zusammen. Automated Guided Vehicles (AGVs) oder auch Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) beziehungsweise Fahrerlose Transportsysteme (FTS) agieren in diesem Umfeld als eigenständige, autonome Transportroboter. Sie ermöglichen optimierte Materialflüsse entlang der Produktionsversorgungsstufen und ersetzen herkömmliche Stapler oder Lager-„Ameisen“. Sind also Fahrerlose Transportfahrzeuge die Lastesel der Moderne? Welche Vorteile prädestinieren sie geradezu, Flurförderzeugen diesen Rang abzulaufen? Wo rechnet sich der Einsatz im Besonderen und wie lässt sich der erzielbare Nutzwert durch Integration in eine Standardsoftware wie SAP Extended Warehouse Management (SAP EWM) inkl. SAP Material Flow System (SAP MFS) nochmals steigern? Antworten auf diese sowie weitere Fragen liefert in gewohnt kompakter Form unser aktueller Blog-Beitrag.

Von der Historie zum Status quo der Entwicklung

Folgt man der auch fachmedial befeuerten Debatte, könnte der Eindruck entstehen, Fahrerlose Transportsysteme (FTS) seien eine noch recht junge Erfindung respektive Innovationsleistung. In ihrer ursprünglichen Ausprägung kamen sie jedoch bereits Anfang der 1950er Jahre auf dem Markt, zunächst in der US-amerikanischen Automobilindustrie, eine Branche, die aus globaler Perspektive bis heute Vorreiter beim FTS-Einsatz ist. In dieser Zeit haben flurgebundene Fördersysteme, bei denen in der Regel mehrere automatisch gesteuerte Fahrzeuge im Verbund ihren Dienst verrichten, gewaltige Entwicklungssprünge durchlaufen. FTS nehmen Materialien auf, befördern sie an vorgegebene Zielorte, auch über lange Distanzen, und folgen dabei einem definierten Wegenetz.

Was schlüssig klingt, ist jedoch eine äußerst komplexe Angelegenheit: Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) der neuesten Generation sind mit Lastaufnahmemitteln, Laserscannern und smarter Sensorik bestückt, verfügen über eine integrierte Leitsteuerung, kommunizieren kontinuierlich mit ihren „Kollegen“, planen ihre Routen autark und nutzen Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) für eine stetige Analyse ihrer Umgebung.

In welcher Umgebung sind Fahrerlose Transportsysteme (FTS) eine Alternative?

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) überzeugen in zahlreichen Anwendungen weltweit – und das nicht nur im Modell der „Smart Factory. Als Alternative zu Staplern oder automatischen Transportsystemen (Fördertechnik) übernehmen sie Transportaufgaben zwischen Wareneingang, Produktion und Lager, überführen Waren in den Versand und unterstützen die Beladung von Lkw. Auf diesen Routen werden sowohl Kleinteile als auch tonnenschwere Lasten bewegt. Häufig anzutreffen sind die flexibel einsetzbaren Helfer zudem in Krankenhäusern, wo sie die einzelnen Stationen unter anderem mit Essen und Medikamenten versorgen, sowie in Häfen beim Containertransport.

Die Fahrzeuge sind darüber hinaus in der Lage, in ziehender Funktion Routenzüge den Montagestationen zuzuführen und sie lassen sich durch Aufsetzen des entsprechenden Equipments auch in selbstfahrende Roboter umwandeln. Kommissionier-Roboter beispielsweise verfahren autonom zu den Regalen und entnehmen die angeforderten Waren in der gewünschten Menge ohne jegliches menschliche Zutun aus den Fächern oder Behältern. FTS sind folglich vielseitig einsetzbar und erbringen die von ihnen erwartete Umschlagleistung ohne jegliche Abstriche auch im 24/7-Betrieb.

Welche strategischen und operativen Vorteile bietet ein FTS?

Doch wann sollte die Einführung eines Fahrerlosen Transportsystems (FTS) in Erwägung gezogen werden? Prinzipiell immer dann, wenn Sie vor der Herausforderung stehen, den innerbetrieblichen Materialfluss effizienter auszurichten und bei verringertem Personaleinsatz die Durchsatzleistung zu erhöhen sowie parallel einen kontinuierlichen Betrieb sicherzustellen. Weitere Beweggründe können der Wunsch nach mehr Transparenz und/oder geringe Raumverfügbarkeit in Bestandsimmobilien sein. Ausgeschöpfte Hallenfläche kann zum Beispiel die Installation von Fördertechnik im Zuge von Automatisierungsvorhaben disqualifizieren.

Neue Chancen erschließen sich ferner in Umgebungen, für die der Mensch von Natur aus weniger geschaffen ist. Das kann in (Tief-)Kühlhäusern der Fall sein oder auch bei Handhabungsaufgaben in der chemischen Industrie.

Hersteller von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) nennen folgende Vorteile für ihre Fahrzeuge:

• Verringerter Personalbedarf
• Fördergüter jeder Art werden sicher gehandhabt und transportiert
• Langfristig kostengünstiger als Fördertechnikanlagen und Staplerbetrieb
• Schnell installiert und in Betrieb genommen
• Im Gegensatz zu Fördertechnik minimaler Flächenbedarf, keine starren Routen
• Maximale Zuverlässigkeit auch im 24/7-Betrieb
• Skalierbar und an neue Materialflusslayouts anpassbar
• Lückenlose Transparenz und Rückverfolgbarkeit
• Prozesssicherheit durch Automatisierung

Weitere Benefits durch Integration in SAP EWM

Sie nutzen bereits ein SAP ERP und erwägen die Einführung von SAP Extended Warehouse Management (SAP EWM)? Mit dem in SAP EWM integrierten Ressourcenmanagement ist es tatsächlich ganz einfach, ein Fahrerloses Transportsystem (FTS) ohne jegliche Middleware in nur einem System abzubilden. Das bedeutet, alle Fahrzeuge ihrer Fahrzeugflotte werden als Ressourcen in SAP EWM hinterlegt und mit dem in EWM integrierten SAP Material Flow System (SAP MFS) effizient gesteuert.

Durch die Abbildung von Lagerplätzen, Routen, Lagerkoordinaten und Ressourcen findet die Steuerung in einem einzigen System statt. Subsysteme oder Leitrechner werden nicht mehr benötigt. In SAP EWM sind bereits Funktionalitäten hinterlegt, mit deren Hilfe Sie die geeignete Routen sowie die damit verbundenen Fahrziele sicher planen und definieren können. So ist es unter anderem möglich, die jeweils aktuelle Position der Fahrzeuge über definierte Meldepunkte bzw. Referenzpunkte zu ermitteln. Gleichzeitig sind sie im System als Ressourcen gelistet und lassen sich unter Berücksichtigung der Tageslast verschiedenen Gruppen zuordnen (Auftragspool bzw. on-demand).

Auf dem Vormarsch

Sämtliche Lager- und Transportaufgaben inklusive der Ressourcenzuteilung werden im zentralen Lagerverwaltungsmonitor in SAP EWM visualisiert. Über die Fahrzielermittlung können Sie zudem die jeweiligen Transportwege justieren und sorgen so für eine optimierte Auslastung der FTS-Flotte. Alternativ zu den bereits benannten Meldepunkten lassen sich Informationen zu den einzelnen Fahrzeugen auch per GPS erfassen. Das FTS wird quasi wie ein Inhouse-Navigationssystem abgebildet.

Außerdem ist es möglich, über standardisierte Übertragungsprotokolle Fahrzeuge mehrerer FTS-Hersteller anzubinden und diese per SAP EWM/MFS effizient zu steuern und zu verwalten.  Ihre Fahrzeugflotte kann damit auch aus mehreren Herstellern bestehen (z.B. unteschiedliche Hersteller für Paletten-AGV oder Behälter-AGV). Gleiches gilt für die Integration von Staplern und Routenzügen, die parallel zu den Fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) im Einsatz sein können. Das Abbildungsprinzip in SAP EWM ist nahezu identisch, was die spätere Wartung wiederum vereinfacht.

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind also ohne Zweifel auf dem Vormarsch und ein essentieller Bestandteil einer wandlungsfähigen, flexibel erweiterbaren und weitgehend „personenlosen“ Produktions- und Lagerlogistik. Sie sind skalierbar und damit auch eine Option für Unternehmen, die ihre Prozesse sukzessive aufrüsten, automatisieren und zugleich verschlanken möchten

Tipps für die Anbieter- und Systemauswahl

Es ist allerdings wichtig, zwischen automatisierten und autonomen Fahrzeugen zu unterscheiden. Herkömmliche FTS sind in der Regel induktionsgeführt, d.h. es werden Referenzpunkte oder Schienen im Boden oder in der Decke benötigt. Autonome FTS hingegen sind wie selbständige Roboter mit erweiterter Intelligenz ausgestattet. Sie sind frei fahrend (also ohne Induktionsschienen) und suchen bzw. eruieren selbständig Möglichkeiten, das Hindernis zu umfahren und auf schnellstem Wege den Zielort zu erreichen. Die notwendigen Sicherheitsmechanismen (Stop bei Personenverkehr usw.) sind natürlich bei allen namhaften Herstellern gegeben, egal ob automatisiert oder autonom.

Die Entscheidungsfindung ist allerdings oft für Kund:innen nicht ganz einfach, da der Einsatzzweck stark von den räumlichen Gegebenheiten, dem Artikelspektrum, dem Transportaufkommen und einigen anderen Faktoren abhängt. Um Fehlinvestitionen ausschließen zu können, empfiehlt sich eine detaillierte Analyse des spezifischen Anforderungsprofils. Darin ist zu klären, welche der vorab genannten Varianten für Ihr Unternehmen geeignet ist und welche Lösung eines welchen Herstellers, von denen es heute zahlreiche auf dem Markt gibt, langfristig tatsächlich die avisierten Mehrwerte und Effizienzvorteile einlösen kann. Nicht jedes vielgepriesene Feature des Fahrzeugherstellers wird im Praxisalltag auch wirklich benötigt.

Wir unterstützen Sie gerne bei der Auswahl Ihres Fahrerlosen Transportsystems (FTS) in Idealbesetzung, das wirtschaftlich tragbar ist und Ihr Unternehmen auf dem Weg zu Industrie- beziehungsweise Logistik 4.0 entscheidend voranbringt. Sprechen Sie uns an, wir freuen uns auf den offenen und konstruktiven Dialog mit Ihnen!