Wie intelligente Cobots für Ordnung sorgen

Freude am Automatisieren

Logistikberufe sind oftmals monoton und körperlich anstrengend. Unternehmen setzen daher verstärkt auf technische Unterstützung, um Mitarbeiter zu entlasten und Prozesse effizienter zu gestalten. Die jüngste Innovation im Bereich der Logistikautomatisierung bei der BMW Group ist der SortBot. Das intelligente Robotersystem, basierend auf einem Roboterarm von Universal Robots, sortiert mit künstlicher Intelligenz (KI) und 3D-Visibilität unterschiedliche Behältertypen problemlos.

Kollaborierende Roboter sollen sich intuitiv programmieren und bedienen lassen – auch ohne besondere Robotikkenntnisse. (Bild: Universal Robots (Germany) GmbH)

Seit Jahren gehören Roboter als fester Bestandteil in die produzierende Industrie. BMW investiert schon seit langem in verschiedene Automatisierungslösungen. Während in München die Ideen für neue Technologien entstehen, bildet besonders der Leipziger Standort den Dreh- und Angelpunkt der Robotik bei BMW: Alle Entwicklungen werden zunächst im Sächsischen Werk realisiert und getestet, bevor sie ihren Weg in die internationalen BMW-Werke finden. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sie den anspruchsvollen realen Produktionsbedingungen standhalten.

Standortübergreifend entwickelt BMW in Deutschland so moderne Automatisierungslösungen, die innerhalb der gesamten Unternehmensgruppe anwendbar und nützlich sind. Dabei kommen auch Leichtbauroboter zum Einsatz, die das Produktionssystem flexibilisieren. Gleichzeitig sorgen die Roboterkollegen für mehr Effizienz sowie Produktivität und entlasten die Mitarbeitenden von unergonomischen Tätigkeiten. Ziel ist es, manuelle Schritte im Logistikprozess zu automatisieren und die Einsatzgebiete der Roboter im Produktionsprozess so flexibel wie möglich zu gestalten. Deshalb nutzt BMW vorzugsweise kleinere Robotersysteme, die mobiler sind und so während eines Prozesses in unterschiedlichen Hallen eingesetzt werden können.

Die Steuerung des Roboters funktioniert mithilfe einer ROS-Schnittstelle, die auch beim autonomen Fahren zum Einsatz kommt. (Bild: Universal Robots (Germany) GmbH)

Cobot-System schafft Ordnung

Eine der Lösungen in der Logistikautomatisierung ist der SortBot, ein von der BMW Group selbst entwickeltes Robotersystem. Es ist darauf ausgerichtet, das logische Sortieren von Behältern zu übernehmen. Bestehend aus dem Roboterarm UR10 von Universal Robots, einem Sicherheitssystem, einer 3D-Kamera und einem Vakuum-Sauggreifer von Schmalz, wurde der SortBot in Leipzig für den Rollout vorbereitet. Zwei dieser Roboter wurden dort getestet und weiterentwickelt: Seit Ende 2020 ist der erste SortBot in der Produktion des Berliner BMW-Werks im Einsatz. Ursprünglich handelte es sich beim Sortieren der Behälter um einen hochgradig manuellen Prozess, der nun mit dem Cobot-System komplett automatisiert abläuft.

Der kollaborierende Roboter steht am Ende eines Förderbands, über das Behälter transportiert werden. Sobald ein Behälter in den Sichtbereich des Roboters kommt, nimmt dieser ihn mithilfe des Vakuum-Sauggreifers auf und stapelt ihn präzise auf eine Palette. Das Besondere am SortBot ist, dass er mithilfe von KI und einer 3D-Kamera in der Lage ist, zwei verschiedene Behälterarten zu unterscheiden und diese entsprechend zu sortieren. Auch mit Varianzen wie unterschiedlichen Positionen der Behälter auf dem Förderband oder eventuellen Beschädigungen oder Verschmutzungen kann der Roboter durch die KI problemlos umgehen. Der SortBot befüllt die Sammelpalette, bis sie voll ist, woraufhin ein Warnsignal einen Mitarbeiter benachrichtigt, sodass er die Palette abtransportieren und dem Robotersystem eine leere Palette bereitstellen kann.

Die Automatisierungseinheit ist praktisch an allen Standorten einsetzbar, wodurch sich Schritt für Schritt das Produktionssystem flexibler und effizienter gestalten lässt. Die Steuerung des Roboters funktioniert mithilfe einer Robot-Operating-System-Schnittstelle (ROS), die auch beim autonomen Fahren zum Einsatz kommt.

Automatisierte Zukunft der Logistik

Der SortBot ist Teil des Programms Logistics Next, das die Automatisierung des kompletten Prozesses umfasst, von dem Moment, in dem Material in das Werk geliefert wird, bis zu dem Punkt, an dem die Transportbehälter es leer wieder verlassen. Ziel ist die Weiterentwicklung der Mitarbeitenden zu Anlagenführern dieser Robotersysteme. So soll kontinuierlicher Knowhow-Aufbau stattfinden, um die Instandhaltung und Betreuung der Robotersysteme vor Ort zu gewährleisten. Die Qualifizierung der Mitarbeitenden steht dabei an oberster Stelle, um koordinierende Tätigkeiten um die Roboter herum zu meistern.

Seit knapp sieben Jahren blickt das Leipziger Werk auf positive Erfahrungen mit Robotern von Universal Robots zurück. Aufgrund eines ausgeklügelten Sicherheitssystems mit Sicherheitssensoren von Sick können Fachkräfte sorgenfrei und ohne sperrige Schutzvorrichtung neben dem Cobot arbeiten. Die Zusammenarbeit funktioniert reibungslos, störungsfrei und vor allem vertrauensvoll.

Die Fachkräfte freuen sich zudem über die körperliche Entlastung. Das ewige Sortieren der Behälter gestaltete sich zuvor als anstrengende und überaus monotone Tätigkeit. Durch die Cobots kann BMW die Mitarbeitenden von unergonomischen Bewegungen befreien, sodass sich diese auf interessantere Aufgaben konzentrieren können. Die intuitive Bedienung der Cobots spielt dem Unternehmen zusätzlich in die Karten: Die Inbetriebnahme des Cobots im SortBot gestaltet sich sehr unkompliziert und ist so für Fachkräfte ohne aufwändige Schulungen schnell und einfach zu erlernen.

Skalierbarkeit für mehr Output

Das Robotersystem soll nun als skalierbare Standardapplikation im gesamten Logistik-Netzwerk von BMW integriert und für neue Anforderungen stetig weiterentwickelt werden. Die nächste Generation des SortBots soll künftig noch mehr Behältertypen unterscheiden können und den gesamten Logistikbereich über die Standorte hinweg prägen.