Der erfolgreiche Standard und seine Grenzen

Das Comeback der Roboter

Die Intralogistik umfasst die Organisation, Durchführung und Optimierung des innerbetrieblichen Materialflusses, der Informationsströme und des Warenumschlags mit Hilfe technischer Systeme und Dienstleistungen. Das Angebot reicht dabei von Förderbändern über Verpackungstechnik bis hin zu Software- und Kommunikationstechnik. Im Zuge des Outsourcing-Trends und der damit verbundenen Forderung nach mehr Effizienz ist auf diesem Gebiet viel in Bewegung. Ein gutes Beispiel dafür sind Roboter: Während sie in der Produktion schon seit langer Zeit eine dominierende Rolle spielen, werden ihre Stärken im Logistikbereich erst seit kurzem wirklich sichtbar. Sie werden vor allem eingesetzt, um im kostenintensiven Bereich der Intralogistik Kosten einzusparen.

Der Paketroboter im DHL Innovation Center

Der Paketroboter im Einsatz

Gelenkarm und Greifer des Paketroboters im Detail

Die Grundkonzepte der Intralogistik

Seit 2003 etabliert sich der Begriff Intralogistik in Deutschland und verdrängt dabei den traditionellen Begriff Materialfluss- und Fördertechnik. Die Intralogistik umfasst die Organisation, Steuerung, Durchführung und Optimierung des innerbetrieblichen Materialflusses, der Informationsströme und des Warenumschlags mit Hilfe technischer Systeme und Dienstleistungen. Die Intralogistikbranche besteht überwiegend aus Anbietern, die engen Bezug zur Förder- und Lagertechnik haben. Sie vertreiben Produkte und Software wie Gabelstapler Gabelstapler , Förderbänder, Lagersysteme oder Verpackungstechnik.
Intralogistik ist mehr als Materialflusstechnik. Vielmehr wird die Materialflusstechnik mit der Informatik und betriebswirtschaftlichen Aspekten verbunden. Als ein anspruchsvolles Teilgebiet der Logistik verursacht die Intralogistik für viele Unternehmen beträchtliche Kosten. Damit ist die Intralogistik als Herzstück der operativen Lieferkette zu betrachten und nicht nur als „Erfüllungsgehilfe“ eines Supply Chain Managements Supply Chain Management .

Die Aufgabenbereiche der Intralogistik

Als erster Aufgabenbereich der Intralogistik ist der innerbetriebliche Transport zu nennen. Für den Transport zwischen Produktionsinseln, zwischen Lager Lager und Produktionsinseln oder innerhalb des Lagers werden Handhubwagen, fahrerlose Transportsysteme, Gabelstapler Gabelstapler oder komplexe, fest verkettete Fördertechniken wie Elektrohängebahnen [Elektrohängebahn] verwendet.
Ein zweites Aufgabengebiet ist der Umschlag. Im Paketsegment kommen z. B. einfache Rollenbahnen Rollenbahn oder automatische Schalenförderer [Schalenförderer] zum Einsatz. In Stückgutdepots werden die Güter mit Handhubwagen oder Unterflurketten Unterflurkette umgeschlagen. Umschlagstechnik findet sich auch im kombinierten Verkehr bei Umschlagsterminals und Häfen. Dort kommen schwere Umschlagsgeräte wie Portalkräne und Verladebrücken [Verladebrücke] zum Einsatz.
Die geeignete Lagerung von Materialien, Zwischenprodukten und fertigen Produkten zählt als dritter Bereich der Intralogistik. Dabei muss zwischen unterschiedlichen Lagertypen und manueller oder automatisierter Bedienung der Lager gewählt werden. So ist für ein Hochregallager Hochregallager ein effizientes Warehouse Management-System von besonderer Bedeutung.
Viertens ist der Ablauf der Kommissionierung Kommissionierung zu klären. Sie wird in den meisten Fällen manuell durchgeführt. Das Lager und die Kommissionierplätze werden jedoch ebenso wie verschiedene Kommissionierplätze untereinander oft mit komplexen Förderanlagen verbunden. Zudem werden die Kommissionierungsprozesse oft durch Kommissioniertechnik wie z. B. Pick-by-Voice Pick-by-Voice oder Pick-by-Light Pick-by-Light unterstützt.
Als fünfte Aufgabe der Intralogistik ist die Ent- und Verpackung zu nennen. Dabei kommen schon heute zahlreiche Automaten und Roboter Roboter zum Einsatz. So werden z. B. Produkte in Kartons eingebracht, kleine Packungen auf Paletten Palette gestapelt oder fertige Paletten mit Folie verschweißt, um einen sicheren Transport zu gewährleisten.

Flexibilität und Automatisierung in der richtigen Balance

Die Anforderungen an die Intralogistik steigen kontinuierlich: beispielsweise durch die wachsende Variantenvielfalt, die zunehmende Produktindividualisierung, die Verringerung der Eigenfertigungstiefe und sich schnell verändernde Produktions- und Distributionsprozesse.
Diese Schwierigkeiten könnten durch eine Teil- oder Vollautomatisierung von Systemen und Anlagen, wie z. B. automatisierter Hochregallager Hochregallager , fahrerloser Transportsysteme usw. gemildert werden. Mit dem heutigen Entwicklungsstand ist dies bereits technisch umsetzbar. Allerdings steht diesen Vorteilen auch das Problem einer Einbuße an Flexibilität gegenüber. Diese ist notwendig, um sich neuen Marktsituationen und unterschiedlichen Kundenwünschen jederzeit schnell anpassen zu können. Zudem kann Automatisierung mit hohen Kosten verbunden sein.
Ein gutes Materialflusssystem zeichnet sich daher durch eine gelungene Balance zwischen Flexibilität und Automatisierung aus. Zum einen sollen spezielle Kundenwünsche so weit wie möglich berücksichtigt, zum anderen aber auch der technische Fortschritt der Automatisierung genutzt werden.

Vollständige Automatisierung in der Kommissionierung

Häufig überwiegen gerade im Bereich der Kommissionierung Kommissionierung die Vorteile menschlicher Flexibilität. Es gibt allerdings auch Gegenbeispiele: Ein möglichst hoher Automatisierungsgrad ist generell bei einem hohen Durchsatz im System sinnvoll, also einer hohen Anzahl von Einzelaufträgen in kurzer Zeit sowie einer großen Anzahl von unterschiedlichen Produkten.
Ein Beispiel dafür ist die im November 2007 offiziell eröffnete Mediensortieranlage von DHL Exel Supply Chain in Dortmund. Die Anlage wurde entwickelt, um den Einzelhandel mit schnellem und umfassendem Service für CDs und DVDs zu versorgen. In einer Stunde werden vollautomatisch 17.500 CDs oder DVDs sortiert, mit Labels versehen, verpackt und für den Versand in die Einzelhandelsfilialen vorbereitet.
Hauptkunde für die neue Anlage ist die Karstadt Warenhaus AG. Karstadt nutzt die Anlage sowohl für die Versorgung der eigenen Warenhäuser als auch in seiner Funktion als Großhändler für andere Unternehmen. Über 360 Filialen verschiedener Eigentümer werden in Zusammenarbeit mit DHL von Dortmund aus beliefert.
Die Vorteile der Automatisierung liegen in der hohen Geschwindigkeit sowie der einfachen Möglichkeit, Value Added Services Value Added Services wie eine automatische Preisauszeichnung der Hüllen anzubieten. So können 600 Lieferverträge gleichzeitig bearbeitet werden. Infolge eines grundsätzlich modularen Systemaufbaus kann das System zudem ohne großen Aufwand erweitert werden.

Mögliche Zunahme der Automatisierung beim Umschlag in KEP-Diensten

Auf den ersten Blick mag es überraschen, dass ein Container Container voller lose eingelagerter Pakete für einen Roboter Roboter eine große Herausforderung darstellt. Bei Produktionsprozessen in der Automobilindustrie aber, ihrem klassischen Einsatzgebiet, haben Roboter mit ständig wiederkehrenden Arbeitsabläufen und exakt gleichen Teilen zu tun. Die individuell unterschiedliche Größe und Beschaffenheit von Paketen erschwert hingegen eine Automatisierung in diesem Bereich beträchtlich.
Noch immer wird daher die große Mehrheit der Pakete von Menschen aus- und umgeladen. Allein DHL Express transportiert ca. 1,8 Milliarden Pakete pro Jahr - dies bedeutet harte und sich ständig wiederholende Arbeit für die Mitarbeiter. In den vergangenen vier Jahren entwickelte DHL daher in Zusammenarbeit mit Partnern aus Wirtschaft und Forschung einen Paketroboter. Dieser ist seit dem Frühjahr 2007 täglich im DHL Logistics Center in Essen im Einsatz.
Bei dem Paketroboter handelt es sich um das erste intelligente System, das vollautomatisch Container Container und Wechselbrücken entlädt, die lose mit Paketen gefüllt sind. Bisher musste diese Arbeit immer manuell durchgeführt werden.

Die Funktionsweise des Paketroboters

Sobald ein Container Container vor dem Paketroboter positioniert wird, berechnet er eigenständig den besten Ablauf des Entladungsprozesses. Er greift die Pakete nacheinander und lädt sie einzeln auf ein Förderband, im Grundprozess vergleichbar mit der Arbeit eines Mitarbeiters.
Der Paketroboter besteht im Wesentlichen aus folgenden Komponenten: einem Fahrgestell, einem Teleskopförderband, einem 3-D-Laserscanner sowie einem austauschbaren Greifsystem - bestehend aus einem Gelenkarm und einem Greifer.
Der Roboter Roboter steht auf dem Fahrgestell, das über keinen Antrieb verfügt. Es ist an das Teleskopförderband gekuppelt. Dieses wird elektronisch ausgefahren und schiebt Fahrgestell und Roboter in den Container Container . Der Roboter ist mit einer passiven Lenkung ausgestattet, kann sich also nur vor und zurück bewegen - der Container muss dementsprechend gerade vor ihm stehen. Dies ist für die Anwendung beispielsweise in einem Paketverteilzentrum jedoch unkritisch, da die dort vorliegende Entladesituation immer gleich ist.
Mit dem 3-D-Laserscanner wird die Lage der Pakete im ersten Schritt der Entladung erfasst. Ein integrierter Computer analysiert die Ausmaße der Pakete und kalkuliert die entsprechend optimale Entladungsreihenfolge.
Der vorne am Roboter Roboter befestigte Gelenkarm ist mit sechs Gelenken ausgestattet und gibt der Maschine die nötige Bewegungsfreiheit. So erreicht der Roboter jeden Punkt in seiner Umgebung; ganz gleich, ob ein Paket ganz oben, in der Mitte oder am Boden eines Containers Container liegt.
Der Greifer selbst ist am Gelenkarm befestigt und mit Saugnäpfen ausgestattet, die zum Greifen und Halten der Pakete Unterdruck erzeugen. Außerdem ist der Greifer mit Sensoren bestückt, so kommt noch eine Art „Berührungssinn“ hinzu. In schwierigen Situationen, in denen der 3-D-Scanner alleine keine ausreichenden Daten bereitstellen kann, werden auch Daten von den Sensoren in die Entscheidungsfindung miteinbezogen.
Zusammenfassend arbeitet der Paketroboter prinzipiell wie ein Mensch, der breitbeinig über dem Fließband steht und die Pakete von vorne durch seine Beine nach hinten auf das Band legt.

Die Vorteile des Paketroboters

Der Paketroboter ermöglicht eine nahtlose, automatisierte Verbindung zwischen der Zustellung von Paketen in einen Umschlagspunkt und deren Weiterverteilung. Diese Verbindung musste in der Vergangenheit grundsätzlich manuell hergestellt werden. Infolge der durchgehenden Automatisierung können Logistikprozesse zukünftig optimiert und die Mitarbeiter von harter Arbeit entlastet werden.
Derzeit ist der Roboter Roboter noch nicht so schnell wie ein Mensch. Im Zuge der technischen Weiterentwicklung ist jedoch damit zu rechnen, dass der Roboter schon bald erheblich schneller sein wird. Zukünftig wird er mehrere Pakete gleichzeitig entladen oder sich durch unterschiedliche Greifmechanismen auf die unterschiedlichen Anforderungen in Distributionszentren weltweit anpassen können. Mit Hilfe von RFID Radio Frequency Identification könnte dabei das Paket dem Roboter rein elektronisch mitteilen, wie genau der individuell optimale Handlingprozess abläuft.
Schon heute ist ein weiteres Exemplar des Paketroboters für die Öffentlichkeit live erlebbar: im DHL Innovation Center in der Nähe von Köln.

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