Ein »Roboterhund«, der autonom durch die Lagerhalle patrouilliert und dort freie Lagerplätze sucht, ein hochdynamischer Transportroboter, der Paletten automatisiert an ihr Einlagerungsziel bringt und ein sehr flexibler »Segway-Roboter«, der Paketstücke von Europaletten auf ein Förderband legt: Das klingt nach Science-Fiction? Ist es aber nicht, wie Forschende des Fraunhofer IML jetzt am Flughafen München erstmals der Öffentlichkeit demonstrierten. Sie zeigten dort – gemeinsam mit der Frankfurt University of Applied Sciences, der KRAVAG Versicherung und den Industriepartnern am Flughafen München (Cargogate, CHI, Sovereign Speed und DB Schenker) – erste konkrete Ergebnisse des Forschungsprojekts »Digitales Testfeld Air Cargo« (DTAC).

»Das war eine überzeugende Vorführung, die zeigt, dass wir auf aktuelle und künftige Herausforderungen sehr gut vorbereitet sind. Gerade im Sektor Luftfracht ist das besonders wichtig. Die Sparte muss den Spagat schaffen zwischen dem Arbeitskräftemangel auf der einen und den hohen Durchsatzraten auf der anderen Seite. Dies wird nur dann gelingen, wenn wir dafür alle uns zur Verfügung stehenden technologischen Entwicklungen zur Prozessoptimierung einbringen«, unterstrich Christian Bernreiter, Bayerischer Staatsminister für Wohnen, Bau und Verkehr.

Ebenfalls sehr positiv über die bisherigen Forschungsergebnisse äußerte sich Dr. Jan-Henrik Andersson, Chief Commercial Officer & Chief Security Officer Flughafen München GmbH: »Die Kooperation zwischen dem Fraunhofer IML und dem Flughafen München ist zukunftweisend. Angesichts des steigenden Luftfrachtaufkommens und der Herausforderungen bei der Personalrekrutierung hilft uns die Digitalisierung und Robotik in naher Zukunft, die Fracht- und Gepäckabfertigung effizienter und die Arbeitsplätze in diesen Bereichen attraktiver gestalten zu können.«

Das vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr mit rund 7 Millionen Euro geförderte und noch bis September 2024 laufende Projekt DTAC geht der Frage nach, wie sich Effizienz und Leistungsfähigkeit der Luftfrachttransportkette optimieren lassen. Erreicht werden soll das durch eine bessere Vernetzung und Digitalisierung der Abläufe. Während der Projektvorstellung in München wurden dazu mehrere autonome und automatisierte Geräte erfolgreich eingesetzt, um einige sehr arbeitsintensive und repetitive Schritte an relevanten Schnittstellen in der Abfertigung entweder komplett zu übernehmen oder um die Mitarbeitenden bei ihrer körperlich schweren Arbeit zu unterstützen.

Schlüsselrollen erhielten sehr unterschiedlich arbeitende Roboter. Der mit Scanner und 4K-Kamera ausgestattete »Roboterhund« Spot des US-amerikanischen Herstellers Boston Dynamics etwa patrouillierte autonom im Lager und identifizierte dort zur Einlagerung bereite Großlagerpaletten und entsprechende Lagerplätze. Ein autonom arbeitender Gabelstapler übernahm den Zwischentransport zum automatisch arbeitenden Hochregallager und der vom Fraunhofer IML entwickelte omnidirektionale, hochdynamische Roboter O³dyn war für den Transport von Europaletten in das benachbarte Lager verantwortlich. Der ebenfalls von den Dortmunder Forschenden entwickelte evoBOT – ein dynamisch stabiles System mit zwei Greifarmen, das auf dem Prinzip eines inversen Pendels beruht und kein externes Kontergewicht benötigt – legte Packstücke von einer Europalette auf das Förderband eines Röntgengeräts und nach dem Röntgenvorgang wieder zurück auf die Palette. Gesteuert wurden die Prozesse über die Fraunhofer-Leitsystemsoftware »openTCS« – ein niederschwelliges Tool zur Koordination von Fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF).

Auch wenn während der jetzt stattgefundenen Vorführung am Flughafen München noch nicht alle Prozessschritte vollständig autonom abliefen und der eine oder andere Vorgang manuell gesteuert wurde, wird sich der Automatisierungsgrad bei der Luftfrachtabfertigung nach Ansicht der Forschenden sehr schnell deutlich erhöhen. »Auf der Hardwareseite, das hat auch der heutige Tag deutlich gezeigt, sind wir bereits sehr weit. Bei der Koordination und Steuerung der Fahrzeuge wird uns in Zukunft Künstliche Intelligenz unterstützen. Sie liefert die notwendigen Werkzeuge und Algorithmen, mit denen wir die Laufwege der autonomen Roboter vorausberechnen und Kollisionen sicher vermeiden können. Letztendlich werden wir schon bald vollständig autonom arbeitende Systeme erhalten, mit denen wir die Luftfrachtbranche fit für die Zukunft machen«, resümierte Prof. Michael Henke, geschäftsführender Institutsleiter des Fraunhofer IML.