3. Status quo der Robotertechnologie in logistischen Prozessen

In der Logistik gewinnt die Robotik immer mehr an Bedeutung. Sie ist in der vergangenen Zeit so rasant gewachsen, dass sich daraus ein eigener Markt entwickelt hat.[87]

Die vorgelagerten Grundlagen (vgl. Kapitel 2.1 und 2.2) bilden die Basis für diesen Teil der Thesis. In der nun folgenden Ausarbeitung wird der Status quo der Robotertechnologie in logistischen Prozessen behandelt und auf Einsatzmöglichkeiten geprüft. Dabei wird zunächst der Begriff Logistikroboter näher behandelt und im Anschluss der Logistikprozess zu den aktuellen Robotermodellen in einer Tabelle gegenübergestellt.

3.1 Einführung

Robotersysteme für logistische Anwendungen, nachfolgend Logistikroboter genannt, müssen den Spagat zwischen der starren Arbeitsweise von Industrie-, Assistenz- und Handhabungsrobotern sowie den flexiblen Abläufen von logistischen Prozessen meistern.

Die technologische Weiterentwicklung der vergangenen Jahre führte zu einer Verbesserung der eingesetzten Robotersysteme. Es wurden neue Materialien zur Eigengewichtsreduktion, zur Erhöhung der Dynamik und neue Antriebskomponenten, welche bei gleichbleibender Leistung kompakter gebaut werden konnten, entwickelt. Zudem wurde der Arbeitsraum erweitert und die Bedienung bzw. die Steuerungstechnik verbessert. Robotersysteme können dank diesen technologischen Fortschritten effizienter eingesetzt werden.[88]

Der logistische Einsatz von Robotern wird durch die hohe Varianz von Verpackung und Packformen erschwert. Daraus entsteht u.a. ein Bedarf an hochentwickelten Greifsystemen, siehe Kapitel 2.2.2.4, und Sensoren, siehe Kapitel 2.2.5.5, um variable Mengen und unterschiedliche Geometrien aufnehmen und erkennen zu können.[89]

3.2 Darstellung von Robotiklösungen in logistischen Prozessen

Die folgende, in Abbildung 2 dargestellte tabellarische Gegenüberstellung veranschaulicht die in Kapitel 3.3 erarbeitete Auswertung. Ziel dieser Tabelle ist die einfache und schnelle Orientierung innerhalb der Robotersysteme in Bezug auf den jeweiligen logistischen Prozess. Dabei soll auf einen Blick die Eignung der verschiedenen Robotersysteme für die logistischen Aufgaben aufgezeigt werden bzw. der Status quo erkennbar sein.

Abbildung 2: Gegenüberstellung logistischer Prozesse - Robotersysteme

Quelle: eigene Darstellung

3.3 Auswertung

Für die folgende Auswertung der Tabelle wird für jedes Cluster der Status quo, Potenziale bei dem Einsatz und auftretende Herausforderungen anhand spezifischer Beispiele aufgezeigt. Somit wird eine einheitliche und vergleichbare Auswertung geschaffen.

Die in der Tabelle aufgeführten Aufgaben und Systeme sind in Kapitel 2 einzusehen.

Hinweis: Robotersysteme, bei denen der Einsatz aufgrund derzeit nichtvorhandener Nachweise nicht aufgezeigt werden kann, werden in der Auswertung hinsichtlich Potenziale und Herausforderungen mit n. v. (nicht vorhanden) gekennzeichnet.

Die Auswertung bezieht sich auf den Stand der Zeit der Anfertigung dieser Thesis.

3.3.1 Transport

3.3.1.1 Stationär

Status quo

Stationäre Robotersysteme sind aufgrund ihres physisch begrenzten Arbeitsraumes nicht für den Transport von Waren oder Materialien ausgelegt. Durch die feste Zuordnung einer Position in der Umgebung, die sie aus eigener Energie nicht verändern können, und aufgrund des beschränkten Bewegungsraums werden stationäre Roboter den Anforderungen logistischer Transportaufgaben, siehe Kapitel 2.1.2.1, nicht gerecht.

Potenziale

n. v.

Herausforderungen

n. v.

3.3.1.2 Mobil

Status quo

Durch den stetig zunehmenden Zuwachs in den Städten, siehe Kapitel 2.1.4.1, wird die städtische Infrastruktur in ihrer Komplexität ansteigen. Drohnen bzw. Flugsysteme bieten hierzu eine optimale Möglichkeit, dem wachsenden Verkehrsaufkommen zu entweichen. Es gilt allerdings zu beachten, dass in diesem Kapitel die Drohne als mobiles System verstanden wird, welches weitestgehend fest programmiert oder bedient werden muss, siehe Kapitel 2.2.3.2. Dies hat zur Folge, dass sich diese nicht effizient als Logistikdrohnen einsetzen lassen. Dennoch gibt es Händler, die es angehen, die Warenauslieferung per ferngesteuerter Drohne durchzuführen und somit einen neuen Weg der schnelleren Warenzustellung ergreifen. Ein Beispiel hierfür bietet der chinesische Online-Händler Alibaba, der seinen Kunden die Teezustellung per ferngesteuerter Drohne anbieten will. Es handelt sich dabei um kein individuell angefertigtes Modell, welches zum Transport von Waren ausgelegt wurde, sondern um eine herkömmliche Drohne, wie sie in jedem Spielwarengeschäft angeboten wird. In einer dreitägigen Testphase hat der Onlineshopbetreiber vorerst Ingwertee an freiwillige Testkunden ausgeliefert. In einem Werbevideo wurde die Auslieferung per ferngesteuerter Drohne vorgeführt, was ohne Komplikationen funktionierte.[90]

Mobile Roboter werden derzeit nicht für Transportaufgaben eingesetzt. Durch die starre Bedienung sowie Programmierung lässt sich annehmen, dass mobile Roboter die Wirtschaftlichkeit des Prozesses nicht optimieren werden. Allerdings erhalten sie Einzug durch die Weiterentwicklung der Software hin zur Autonomie, wie es in Kapitel 3.3.1.3 aufgeführt wird.

Fahrerlose Transportsysteme werden überwiegend für den innerbetrieblichen Transport eingesetzt. So tragen sie effizient zu einer Optimierung im Bereich Materialfluss bei. FTS werden bereits in der spurgebundenen oder vollbedienten Ausführung in der heutigen Logistikindustrie erfolgreich eingesetzt.[91] Die Fritz Schäfer GmbH (SSI Schäfer) hat in Zusammenarbeit mit dem belgischen Unternehmen MoTuM N.V. ein flurgebundenes FTS entwickelt, welches bereits seit einigen Jahren bei diversen Unternehmen, wie beispielsweise der Hermes Fulfilment GmbH oder der NextLevel Logistik GmbH, zum Einsatz kommt. Das FTS, Weasel genannt, befördert dabei flexibel Kartons, Behälter oder andere Güter innerhalb des Unternehmens. Die Navigation erfolgt dabei entlang einer optischen Fahrspur, die individuell angebracht werden kann. Mithilfe spezieller Handlingsvorrichtungen ist Weasel in der Lage, durch Unterfahren Ware aufzunehmen oder durch Aufschieben diese an eine Fördertechnik zu übergeben. Die Fahraufträge erhalten die Weasel durch einen sogenannten Flottenmanager, welcher an das hauseigene Materialflusssystem gekoppelt wird. Die FTS verfügen zudem über eine interne kleine Steuerung, mit welcher sie die Fahrbefehle bzw. die vorgegebenen Wegpunkte abarbeiten können. Allerdings stellen die Unternehmen SSI Schäfer und MoTuM N.V. nur eines von mehreren Unternehmen dar, die ein solches System anbieten.[92]

Potenziale

Der Online-Händler Alibaba testet eine Drohne in einer ferngesteuerten einfachen Ausführung. Speziell in Peking, eine der bevölkerungsreichsten Städte der Welt, ist die Urbanisierung weit vorangeschritten[93]. Durch die Zustellung auf der letzten Meile per Drohne weicht der Online-Händler dem enorm hohen Verkehrsaufkommen der Stadt Peking aus und bietet gleichzeitig seinen Kunden eine schnellere Alternative. Da allerdings die eingesetzte Drohne ferngesteuert werden muss, benötigt man weiterhin Mitarbeiter für die Steuerung dieser. Wie sich in dem ersten Feldversuch bereits gezeigt hat, kann ein wirtschaftlicherer Weg der Zustellung durch den Einsatz einer Drohne gewährleistet werden, dadurch besteht ein großes Potenzial zur Weiterentwicklung hin zur Autonomie, welche in Kapitel 3.3.1.3 behandelt wird.[94]

Der Einsatz von FTS im internen Transport reduziert nicht unbedingt die Transportzeit, jedoch kann die Ware kosteneffizienter von A nach B befördert werden, da man kein Personal zur Bedienung dieser benötigt. Sie bieten die Möglichkeit, speziell das im Beispiel genannte Weasel, sich durch weitere Applikationen selbst zu be- bzw. zu entladen, was für die Mitarbeiter eine ergonomischere und entlastendere Arbeitsweise bedeutet. Die Fahrrouten können bei diesem System schnell und einfach geändert bzw. erweitert werden, da sie entweder auf den Boden geklebt oder geschraubt werden. Dennoch besteht ein Weiterentwicklungspotenzial hin zur Autonomie, was die...