AGV AMR MOBILE ROBOTER

Mobile Roboter – was sind AGV/AMR-Systeme?

Die Automatisierung des innerbetrieblichen Transports in Lagern und Fabriken nimmt zu. Die entsprechenden Systeme werden ständig weiterentwickelt. AGV/AMR-Systeme, die auf einer Flotte von mobilen Robotern und kooperierenden Geräten basieren, werden zu besonderen Symbolen der vierten industriellen Revolution, die darauf abzielt, interne Logistikprozesse zu verbessern.

Bereits Mitte des 20. Jahrhunderts wurden die ersten AGVs (Automated Guided Vehicle), also automatisierte Fahrzeuge, eingesetzt. Arthur Mac Barrett, der sie als fahrerlose Fahrzeuge bezeichnete, war ihr Erfinder und Pionier auf diesem Gebiet. Er war es, der 1953 einen gewöhnlichen Schlepper, der in einem Lebensmittellager eingesetzt wurde, in ein innovatives Fahrzeug verwandelte, das durch ein Signal an der Decke gesteuert wurde… an der Decke gesteuert wird. In der Folgezeit wurden weitere Geräte dieser Art entwickelt, bei denen die Steuerung über im Boden verlegte Drähte möglich war. Das sind die Ursprünge der AGVs.

Heute werden auf Basis dieser Technologie weitere automatisierte Transportsysteme entwickelt. Diese unterscheiden sich in der Art und Weise, wie die Fracht aufgenommen, transportiert und auch navigiert wird. Ein gutes Beispiel dafür sind die AMR (Autonomous Mobile Robots). Sie werden oft als „intelligent“ bezeichnet, weil sie keine physisch vorgegebenen Transportwege benötigen und sich auf jeder beliebigen Route bewegen können. Bei diesen autonomen mobilen Robotern kommt die natürliche Navigation zum Einsatz. Ausgestattet mit 2D-Scannern und 3D-Kameras erstellen sie eine Karte des Geländes, in der natürliche Hindernisse wie z. B. Mauern oder andere Maschinen berücksichtigt sind. Dadurch ist der Transportroboter in der Lage, Hindernisse selbstständig zu erkennen und ihnen auszuweichen. Wenn er ein bestimmtes Ziel hat, wählt er die für ihn optimale Route. Damit er flexibel und kollisionsfrei arbeiten kann, ist er mit einem kompletten Sicherheitssystem ausgestattet. Auch wenn die mobilen Roboter auf den ersten Blick für den Menschen unberechenbar erscheinen, so arbeiten sie doch gut mit ihm zusammen und informieren ihn durch Licht- und Tonsignale klar und deutlich über die Manöver, die sie gerade ausführen. Ihre Flexibilität und schnelle Implementierung machen sie zu einer hervorragenden Lösung für die Unternehmensautomatisierung.

Unterscheide zwischen AMR und AGV

Fahrerlose Transportfahrzeuge (AGVs) sind automatisch gesteuerte Fahrzeuge, die bereits seit mehreren Jahrzehnten ein wichtiger Bestandteil des täglichen Betriebs in vielen Unternehmen sind. AMRs sind vollständig autonome mobile Roboter. Der Unterschied zwischen den beiden besteht darin, dass ein AGV sich entlang einer vorgegebenen Route bewegt (er erkennt die Route durch Laser- oder drahtbasierte Systeme), während sich autonome AMR-Roboter entlang einer Route bewegen, die von den aktuellen Anforderungen der Umgebung abhängt. Hierfür wird künstliche Intelligenz eingesetzt.

Trifft ein AGV auf einer vorgegebenen Route auf ein Hindernis, hält es an und wartet, bis das Hindernis beseitigt ist. Bei AMR-Fahrzeugen hingegen wird die Route je nach Situation kontinuierlich geändert. Beide Arten von Wagen bewegen sich immer innerhalb eines definierten, geschlossenen Bereichs. In der Regel ist ein selbstfahrendes AGV die beste Lösung, wenn das Fahrzeug auf einer festen Strecke fahren muss und sich der Transport wiederholt. Wenn jedoch mehr Flexibilität und Mobilität erforderlich ist, sind AMR-basierte Roboter besser geeignet.

Im Jahr 2021 soll es weltweit 165.000 AGVs geben. Diese Zahl steigt rasant an. Für das Jahr 2025 wird mit 273.000 gerechnet. Ein noch schnelleres Wachstum wird für AMR-Geräte erwartet, die bis 2027 voraussichtlich 80 % der transportablen mobilen Roboter in der Industrie ausmachen werden! Es ist wichtig zu betonen, dass AMR-Roboter nicht mehr nur in Großbetrieben zu finden sind. Sie werden zunehmend auch in mittleren und kleinen Betrieben eingesetzt. 

Autonome AMR-Roboter – Anwendungsbereiche

Mobile Roboter haben ein extrem breites Anwendungsspektrum. Sie können in vielen Bereichen der Industrie und in der Logistik zum Einsatz kommen. Sie sind überall dort sinnvoll, wo innerbetriebliche Transporte durchgeführt werden. Sie werden in Produktionshallen eingesetzt, um Komponenten für die Produktion bereitzustellen. Sie sammeln Fertigprodukte und Abfälle und liefern diese an ausgewählte Bereiche. Sie eignen sich hervorragend für den Einsatz in der Möbel-, Elektronik- und Textilindustrie, aber auch in vielen anderen Branchen.

Der autonome Roboter wird auch im Lager gute Dienste leisten, indem er die Waren zum und vom Lager transportiert. Sie helfen beim Entladen und bei der Kommissionierung. Nicht nur in Industrie und Logistik werden sich AMR-Roboter bewähren. Sie können auch auf Flughäfen für den Gepäcktransport und in Krankenhäusern für die Essensauslieferung oder die Abfallentsorgung eingesetzt werden. Sie sind so vielseitig, dass sie auch in vielen anderen Bereichen eingesetzt werden können.

Mobile AGV/AMR-Roboter vom Entwurf bis zur Umsetzung

Ein gut funktionierendes Intralogistiksystem besteht nicht nur aus mobilen Robotern, sondern auch aus einer durchdachten innerbetrieblichen Transportautomatisierung, die auf der bestehenden Werksinfrastruktur aufbaut. Die ergänzende Infrastruktur besteht aus Geräten, die in Verbindung mit Robotern arbeiten, wie z. B. automatische Palettenlifte, Rollenbahnen, Antriebsdocks zum Be- und Entladen von Paletten und andere. Für einen effizienten innerbetrieblichen Transport und eine gute Raumausnutzung ist es wichtig, dass das gesamte System gut durchdacht und an die vorhandenen Gegebenheiten angepasst ist, wobei auch die Sicherheit zu berücksichtigen ist. Im Rahmen des Projekts können mobile AGV/AMR-Roboter verschiedener Typen eingesetzt werden.

Ein gründliches Verständnis und die Identifizierung der wichtigsten Kundenbedürfnisse sind ein wichtiger Bestandteil des Systementwurfs. Dies geschieht durch eine Analyse vor der Umsetzung.

Grundtypen von mobilen Robotern

Mobile Roboter unterscheiden sich oft in ihrer mechanischen Konstruktion, die davon abhängt, wie sie Lasten aufnehmen, ablegen und transportieren. Dazu gehören insbesondere:

• Mobile Lastroboter – so genannte Schildkröten – nehmen die Last von geeigneten Docks oder Förderbändern auf und setzen sie ab. Häufig sind an dieser Art von Robotern auch andere Vorrichtungen wie Rollen, Manipulatoren, Förderbänder, Plattformen, Gestelle usw. angebracht.
• Mobile Palettenroboter – zum Heben von Lasten vom Boden, ersetzen in der Regel Palettenhubwagen.
• Mobile Gabelstaplerroboter – Roboter mit Gegengewicht, die häufig herkömmliche Gabelstapler ersetzen und vom Boden bis in große Höhen heben können.
• Mobile Zugroboter – können mehrere Wagen und Körbe auf Rädern ziehen.
• Mobile Klemmroboter – Roboter, die sich unter eine Last (z. B. einen Korb auf Rädern) klemmen und diese an einen bestimmten Ort ziehen.
• Mobile Sortier- und Lagerroboter – Roboter, die für den Lagerbetrieb geeignet sind und mehrere Lasten auf Regalen oder Förderbändern ablegen.

Die Antwort auf die grundlegenden AMR-Typen ist die Marke IntraBot. Dabei handelt es sich um eine Serie von intelligenten Transportrobotern, die für die oben genannten Aufgaben entwickelt wurden.

• IntraBot Flat
• IntraBot Lift
• IntraBot Fork
• IntraBot Pull
• IntraBot Cart
• IntraBot Picker

Die geeigneten Robotertypen und die mit ihnen arbeitenden Vorrichtungen werden entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Werks ausgewählt. Vor der Entwicklung des Gesamtsystems ist eine Voranalyse erforderlich.

AGV/AMR-Intralogistiksysteme – Hauptvorteile dieser Lösung

Der Einsatz von AGVs bietet eine Vielzahl von Vorteilen und funktionellen Lösungen. Er führt vor allem zu einer Optimierung der Logistikprozesse im Unternehmen, zu einer Effizienzsteigerung und zu einer Senkung der internen Logistikkosten. Sie gewährleisten die Sicherheit des Transportgutes und der Arbeiter in der Umgebung. Sie verhindern Produktionsausfälle und sorgen für den kürzesten und schnellsten Transportweg. Der Mensch wird durch diese Fahrzeuge entlastet und kann sich anderen wichtigen Aufgaben widmen. Dies wirkt sich auch auf die Funktionsqualität des Unternehmens aus.

Mobile Roboter – wie sieht eine Analyse vor der Implementierung aus?

Vor der Implementierung wird eine Analyse zur Ermittlung der spezifischen Bedürfnisse des Kunden und zur Entwicklung eines optimalen Automatisierungssystems für den Materialtransport, einschließlich mobiler Roboter, durchgeführt.

Das Hauptziel dieser Voranalyse ist die Bewertung der logistischen Prozesse und der Infrastruktur des Kunden. Nächster Schritt ist der Vorschlag eines Konzepts für die Realisierung des Gütertransports mit Hilfe von AGVs. Die Analyse vor der Implementierung hilft bei der Entscheidung für die Implementierung und zeigt die Höhe der erforderlichen Investitionen sowie die Vorteile für den Kunden nach der Implementierung eines robotergestützten Intralogistiksystems.

Autonome Roboter – wie sieht die Systemimplementierung aus?

Der erste Schritt ist die Installation der notwendigen Systeminfrastruktur, wie z. B. Lader, Server, Docks und Beschilderung. Wenn diese Vorbereitungen abgeschlossen sind, werden die ersten autonomen mobilen Roboter in der Fabrikhalle eingesetzt. Nach dem Start wird die Route gescannt, um eine Karte des Gebiets zu erstellen, auf der die Logistikpunkte verzeichnet sind.

Gleichzeitig wird das IntraFleet-System eingeführt. Dabei werden bestehende IT-Systeme für die Produktions- und Lagerverwaltung oder automatisierte Maschinen integriert. Anschließend werden die autonomen Roboter in das Host-System integriert und Vorversuche durchgeführt. Jeder Logistikpunkt wird getestet, ebenso wie jeder Transportroboter. Im Anschluss daran werden Leistungstests des Systems und ein abschließendes Sicherheitsaudit durchgeführt. Nach einem ununterbrochenen zweiwöchigen Betrieb wird ein Protokoll über die Abnahmeprüfung (Site Acceptance Testing, SAT) unterzeichnet.

AGVs und AMRs – welches Gewicht können sie transportieren?

Die autonomen AMRs und AGVs  können je nach Modell Palettenlasten von 500 kg bis 2000 kg transportieren. Pull- oder Cart-Roboter werden zum Transport schwerer Lasten von 2.500 kg eingesetzt. An den Zugroboter werden Logistikkörbe auf Rädern angehängt. Sie werden wie Waggons transportiert.

AGV Wagen – Preis

Die Kosten für die Einführung eines Intralogistiksystems hängen von einer Reihe von Faktoren ab. In der Regel beginnt der Preis für ein AGV oder AMR bereits bei mehreren tausend Euro. Das Problem der Automatisierung intralogistischer Prozesse löst der Wagen allein jedoch nicht. Ein Intralogistiksystem besteht aus unterstützender Infrastruktur wie Docks, Servern, AGVs oder AMRs, Ladestationen und einem Managementsystem. Ein gut durchdachtes und maßgeschneidertes internes Transportsystem führt zu großen Einsparungen. Der Preis einer solchen Investition hängt jedoch nicht immer vom Einzelwagenpreis ab.

Autonome mobile Roboter und Sicherheit

Der Mensch kann in robotergestützten Umgebungen ein bedeutender und äußerst wichtiger Störfaktor sein. Da Menschen in den Hallen arbeiten und mobile Roboter sie bei dieser Arbeit unterstützen sollen, stellt Etisoft Smart Solution die Frage der menschlichen Sicherheit in den Mittelpunkt der mobilen Robotik. Aus diesem Grund wird vor der Implementierung eine zweistufige Analyse durchgeführt, die mit Simulationen verschiedener Ereignisse und Risiken kombiniert wird, gefolgt von ausführlichen Tests während des Implementierungsprozesses.

Alle Lagerroboter sind mit hochwertigen und zuverlässigen Komponenten namhafter Hersteller ausgestattet, was unmittelbar zur Transportsicherheit beiträgt. Das übergreifende System IntraFleet sorgt für den automatischen Datenaustausch in Echtzeit mit den Systemen der Kunden. Damit wird die Funktionssicherheit aller Prozesse gewährleistet. Unabhängig davon erfüllen die hier angebotenen autonomen mobilen Roboter die geforderten Sicherheitsnormen, deren wichtigste die EN 3691-4 ist. Etisoft ist ein technologisch ausgereiftes Unternehmen mit 25 Jahren Erfahrung, dem Sie vertrauen können.

Transportroboter – was sollte man noch wissen?

AMR-Roboter können in vielen Branchen eingesetzt werden. Nur unter extremen Bedingungen, wie z. B. sehr niedrigen oder sehr hohen Temperaturen, starkem Staubanfall oder hoher Luftfeuchtigkeit, sind andere leistungselektronische Ausrüstungen erforderlich, mit denen die mobilen AGV/AMR-Roboter ausgestattet sind.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Möglichkeit, Änderungen am bestehenden AGV/AMR-System vornehmen zu können, wenn das Unternehmen expandiert oder der Betrieb umgestellt wird. Bereits in der Phase der Systemauslegung werden viele wichtige Entwicklungsfragen berücksichtigt. Erforderliche Änderungen am System oder an den Routen können sehr schnell, sogar innerhalb eines Tages, vorgenommen werden. Autonome Roboter müssen dann das Gelände neu kartieren. Zur Gewährleistung der Sicherheit im weitesten Sinne übernimmt Etisoft die Verantwortung für die Durchführung der Änderungen und den ordnungsgemäßen Betrieb des autonomen Verkehrs.

Die Zusammenarbeit mit einem vertrauenswürdigen und erfahrenen Partner, der bei der Auswahl, Planung, Implementierung und eventuellen Reparatur von AGV/AMR-Systemen behilflich ist, ist der Schlüssel, um sicherzustellen, dass der Einsatz dieser Technologien tatsächlich greifbare und schnelle Ergebnisse für das Unternehmen bringt. Etisoft bietet seinen Partnern seit Jahren einen individuellen Ansatz und maßgeschneiderte Lösungen.

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