Vom FTF zum AMR:
Logistik legt den Turbo ein

Automatisierung in der Logistik

Wie sieht die Zukunft der Roboterlogistik aus?

Ob durch neue Technologien, durch Markteinflüsse wie Wirtschaftskrisen oder durch exogene Schocks wie Naturkatastrophen: Die Dynamik ist heute die einzige Konstante in der Supply Chain. Zur Anpassung von Supply Chains an ihr Umfeld und für resiliente Wertschöpfungssysteme benötigen Unternehmen heute innovative Automatisierungskonzepte auf Systemebene. Wo derzeit noch klassische Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) im Einsatz sind, könnten bald schon autonome mobile Roboter (AMR) übernehmen: In Zukunft werden Roboter dieser neuen Kategorie in der Lage sein, schneller, kostengünstiger und noch präziser zu arbeiten und zu interagieren. Die Technologie wird insbesondere in Bereichen wie Künstliche Intelligenz, Robotik und 5G-Kommunikation Fortschritte machen. Für das Fraunhofer IML ist es in Projekten mit der Industrie entscheidend, Roboter so zu konstruieren bzw. Technologien so auszuwählen, dass sie nahtlos in bestehende Logistik- und IT-Infrastrukturen integriert werden können. Die Akzeptanz der Mitarbeitenden ist ein weiterer wichtiger Punkt: Sie müssen im Umgang mit der neuen Technologie geschult werden und den Roboter als Kollegen akzeptieren können.

Auf dem Bild ist der Fahrerlose Transportroboter Odyn im Einsatz zu sehen

Dabei kennt das Fraunhofer IML die Herausforderungen der Logistikbranche seit vielen Jahren, ist mit den Anforderungen und den Bedarfen vertraut. Seit mehr als einem Jahrzehnt ist das Institut beispielsweise Gastgeber und Organisator der FTS Fachtagung. Die Veranstaltung wurde vor mehr als 30 Jahren vom VDI-Fachausschuss FTS ins Leben gerufen wurde, der im Zusammenschluss mit dem Forum-FTS auch fachlicher Träger der Tagung ist. Das Branchentreffen führt potenzielle und zukünftige Betreiber, Hersteller und Komponentenhersteller, Planer und Berater aus dem Bereich der Intralogistik sowie Forschungsinstitute zusammen.

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Wie sehen die Fahrerlosen Transportfahrzeuge und mobilen Roboter der Zukunft aus?

Die Fahrerlosen Transportfahrzeuge und mobilen Roboter von morgen müssen sich durch eine hohe Modularität und Agilität auszeichnen, mit denen sie Aufgaben in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen bewältigen können. Dabei werden Lösungen sowohl für den Indoor- als auch für den Outdoorbereich benötigt. Mit dem evoBOT® und dem O3dyn haben die Forschenden am Fraunhofer IML zwei mobile Transportroboter entwickelt, die einen Einblick in die Möglichkeiten der modernen Robotik geben.

der autonome Roboter evoBot im Einsatz am Flughafen in München
© Fraunhofer IML - Sebastian Beierle

Immer in Balance: der evoBOT®

Der evoBOT® steht für die Entwicklung einer neuen Generation von autonomen Robotersystemen am Fraunhofer IML. Der Roboter zeichnet sich durch das Prinzip eines inversen Pendels aus, das ihn dynamisch stabil mit einem schmalen Footprint auf zwei Rädern fahren lässt. Im Gegensatz zu bisherigen Lösungen ist er in der Lage, viele Fähigkeiten zu kombinieren und sich nicht nur auf einen Anwendungsbereich zu beschränken.

Die Entwicklerinnen und Entwickler haben bereits zahlreiche Anwendungsfälle bei Unternehmen vor Ort getestet, unter anderem am Flughafen München. Auch die Technik des evoBOT® wird stetig entwickelt.

evoBOT® auf erster Testfahrt am Flughafen München

 

Drinnen und draußen unterwegs: der O3dyn

Ausgestattet mit modernster Sensorik und Computertechnik bewegt sich der autonome Transportroboter O³dyn (gesprochen Odyn) nicht nur souverän im Innen- und Außenbereich. Dank intelligenter Steuerung meistert er auch die Fahrt durch das Hallentor mühelos und stellt sich situativ auf die verschiedenen Anforderungen an Umgebungserfassung und Lokalisierung ein. Auch auf Hardwareseite beschreitet O³dyn neue Wege.

Tausendsassa bringt Smart Factory auf nächstes Level

 

O³dyn, Transportroboter, autonomes Fahrzeug
© Michael Neuhaus - Fraunhofer IML

Neben den Fahrzeugen entwickeln die Forschenden am IML auch Software für die Roboterkommunikation – zwei Beispiele:

openTCS. Die Leitsystem-Software kann eine Flotte von automatischen Fahrzeugen (z.B. Fahrerlose Transportfahrzeuge oder mobile Roboter) koordinieren und dabei z. B. Transportprozesse in Produktionsanlagen oder Lagern optimieren. Die Software funktioniert unabhängig von Fahrzeugtyp und -hersteller und kann beliebige unterschiedliche Fahrzeuge (auch gleichzeitig) steuern. Transport- und Fahraufträge können dabei entweder von einem Bediener manuell eingegeben oder von einer anderen Software, z.B. einem Warehouse Management System, eingespeist werden.

libVDA5050++. Die Open Source-Umsetzung des VDA5050-Standards, der eine generische Schnittstelle zur Leitsteuerung von FTF darstellt, ermöglicht es Herstellern, ihre Fahrzeuge zeitnah und ohne großen Aufwand auf den Standard umzurüsten.

Worin liegen die Vorteile einer Zusammenarbeit mit dem
Fraunhofer IML?

Das Fraunhofer IML entwickelt fortschrittliche robotikbasierte Lösungen für den gesamten innerbetrieblichen Materialfluss – von autonomen Transportsystemen über intelligente Lagertechnik bis hin zu automatisierten Kommissioniersystemen. Durch die Kombination aus Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik werden hochpräzise, adaptive und sichere Systeme realisiert, die sich nahtlos in bestehende Prozesse integrieren lassen. Die Systeme nutzen modernste Navigationslösungen, die eine präzise Fahrzeugführung und flexible, adaptive Steuerungsarchitekturen gewährleisten. Dies führt zu erhöhter Betriebssicherheit, optimierten Durchsatzraten und einer passgenauen Integration in Ihre bestehenden Prozesse. Durch umfassende Risiko- und Gefährdungsanalysen sowie die Entwicklung individueller Sicherheitskonzepte wird ein reibungsloser und sicherer Betrieb gewährleistet. Die Lösungen basieren auf aktuellen technischen Normen und langjähriger Erfahrung in der Umsetzung komplexer, fahrerloser Transportsysteme, die speziell auf die Anforderungen moderner Logistikprozesse zugeschnitten sind.

Wo können Unternehmen Robotik made by Fraunhofer IML live erleben?

LabTouren am Fraunhofer IML

Das Institut bietet in regelmäßigen Abständen und im Rahmen verschiedener Veranstaltungen Führungen durch seine Forschungshallen an. Dabei stehen auch Demonstrationen von Transportrobotern auf dem Programm

TestCamp Intralogistik

Die Forschenden sind mit ihren Innovationen regelmäßig beim »Test Camp Intralogistik« vertreten. Das Test Camp ist eine Networking- und Hands-on-Testing Plattform für Innovation und Neuentwicklungen in der Intralogistik.

TRANSFER.FESTIVAL

Automatisierung und Robotik gehören zu den Themen »TRANSFER.FESTIVAL«, das der Digital Hub Logistics einmal im Jahr in Kooperation mit dem Fraunhofer IML durchführt. Teilnehmende können dazu verschiedenste Workshopsessions besuchen.

Zur Übersicht über Veranstaltungen und Messen

Unsere Leistungen

Das Leistungsspektrum des Fraunhofer IML im Bereich Robotik erstreckt sich von der der Beratung zur Automatisierung in Lager und Produktion über die Entwicklung und Optimierung entsprechender Fahrzeuge bis zur Integration von Robotersystemen. Auch Weiterbildungen sind Bestandteil des Angebots.

Beratung:
Entwicklung von Automatisierungsstrategien, Analyse und Konzepte zur Automatisierung, Kostenschätzungen, Einsparpotenziale und Sicherheitskonzepte für Robotersysteme, technische Beratung für Robotikstudien, systematische Planung, Analyse und Optimierung von FTS, Priorisierung von Anwendungsfällen, Technologieberatung und -auswahl, Auswahl von zuverlässigen Fertigungspartnern, Ausschreibungs- und Realisierungsbegleitung.

Entwicklung:
(Konzeptionelle) Entwicklung von Lokalisierungs- und GPS-Technologien, Prototypenbau, Entwicklung für standardisierte Ladehilfsmittel oder Sonderfahrzeuge, mechanische und elektrotechnische Konstruktion, Entwicklung der Fahrzeugsteuerungssoftware von Fahrerlosen Transportfahrzeugen

Integration:
Adaption und Integration von Automatisierungslösungen  

Weiterbildung:
Themen sind z. B. Fahrerlose Transportfahrzeuge und autonome mobile Roboter, Mensch-Maschine-Interaktion, Human Factors, Leit- und Steuerungstechnik oder Flottenmanagement

Unsere Projekte für Unternehmen

Schwarmroboter für Lagerhäuser der Zukunft

Im KION Mobile Automation Enterprise Lab treiben der Anbieter für Gabelstapler und Lagertechnikgeräte sowie Supply-Chain-Lösungen und Forschende des Fraunhofer IML die Industrialisierung des am Institut entwickelten autonomen High-Speed-Transportfahrzeugs LoadRunner® voran. Mit der Enterprise-Lab-Forschung stellt KION eine enge Zusammenarbeit zwischen der theoretischen Forschung und der praktischen Umsetzung sicher.

Steuerung von modularen Produktionssystemen

Fraunhofer IML, Fraunhofer IPA und SAP SE haben in einem gemeinsamen Projekt untersucht, welche Methoden und Prozesse zur Steuerung und Modellierung von modularen Produktionssystemen geeignet sind. Dabei wurden die Methoden und Prozessmodelle aus bestehender SAP-Software hinsichtlich ihrer Eignung bewertet. Um die Innovationskraft von SAP zu steigern, wurde zudem der aktuelle Stand der Technik und Wissenschaft zu diesem Thema beleuchtet und bewertet.

Automatisierte Systeme in der Kreuzfahrt

Für die AIDA-Flotte des Kreuzfahrtkonzerns Carnival Maritime haben Forschende des Fraunhofer IML verschiedene Konzepte zur Automatisierung einzelner Prozesse im Logistikbereich entwickelt. Die Beladung der Schiffe sowie die Lagerung, Kommissionierung und Verteilung der Produkte an Bord erfolgt heute noch weitestgehend manuell, ebenso die Verteilung des Gepäcks zu den verschiedenen Kabinen. Neben sehr engen Platzverhältnissen sind besonders die Bewegungen des Schiffes eine große Herausforderung für automatisierte Logistiksysteme.

Retrofit-Ansatz für Logistiklager

Forschende des Fraunhofer IML haben für den Logistikdienstleister Mundinger Transport ein automatisiertes Erfassungssystem für Ein- und Auslagerungsprozesse im Logistiklager entwickelt. Die Kombination aus unterschiedlichen Sensoren und entwickelter Software ermöglicht die Generierung eines digitalen Abbilds des Lagers. Das Besondere ist der gewählte Retrofit-Ansatz, der eine Nachrüstung bestehender Lagerinfrastruktur und Flurförderzeuge erlaubt und damit eine kostengünstige Alternative zu Komplettsystemen darstellt.

Automatisierung im Krankenhaus-Neubau

Für den Neubau eines Zentralklinikums für das westliche Ostfriesland in Georgsheil hat das Fraunhofer IML ein Logistikkonzept erstellt. Dabei standen die Ablauf- und Kostenoptimierung der gesamten Supportprozesse im Klinikum zusammen mit der Betriebsorganisation und die Implementierung von Automatisierungslösungen im Vordergrund.

Simulation für Magnetetransport

Für den Bau eines neuen Teilchenbeschleunigers der Europäischen Organisation für Kernforschung CERN mit einer Länge von etwa 100 Kilometern hat das Fraunhofer IML zunächst eine Vorstudie für ein Logistikkonzept erstellt und diese später ausgearbeitet. Ein Schwerpunkt lag dabei in der Konzeption eines autonomen Transportroboters, der die über sieben Tonnen schweren und bis zu 12 Meter langen Magnete von den Tunnelschächten zu den unterirdischen Installationsorten transportiert.

Evaluation von Robotersystemen

Caja Robotics, Hersteller von Automatisierungslösungen, beauftragte das Fraunhofer IML damit, das Potenzial und die Effektivität des eigenen Systems auszuleuchten. Die Technologie besteht aus zwei Typen von Robotern, die jeweils unterschiedliche Aufgaben ausführen können. Die Ergebnisse der Evaluation nutzt das Unternehmen, um die Technologie weiter zu verbessern und um Kunden eine Beurteilung durch Dritte präsentieren zu können.

Ansprechpartner

Christian Prasse

Contact Press / Media

Dipl.- Logist. Christian Prasse

Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik
Joseph-von-Fraunhofer-Str. 2-4
44227 Dortmund

Guido Follert

Contact Press / Media

Dipl.-Ing. Guido Follert

Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik
Joseph-von-Fraunhofer-Str. 2-4
44227 Dortmund, Deutschland

Jana Jost

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Jana Jost

Abteilungsleiterin Robotik und Kognitive Systeme

Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML
Joseph-von-Fraunhofer-Straße 2-4
44227  Dortmund

Telefon +49 231 9743-522