Heute erkennt der Roboter den Artikel im AutoStore-Bin, wählt den passenden Sauger, hebt das Produkt an und legt es kontrolliert im Zielbehälter ab. Was spielerisch aussieht, erfordert präzise abgestimmte Technik. Künstliche Intelligenz, leistungsfähige Bildverarbeitung, neue Greifsysteme, intelligente Software und moderne Fördertechnik greifen dabei ineinander. Aus Sicht von Element Logic als End-to-End-Lösungsanbieter macht erst ihr Zusammenspiel aus einer Roboterzelle eine zuverlässige Kommissionierlösung.
Die Frage lautet deshalb nicht: „Welchen Roboter kaufen wir?“, sondern: „Passt Roboterkommissionierung zum Geschäftsmodell und zum Artikelspektrum?“. Denn die Lösung ist kein Universalwerkzeug. Aber richtig geplant entfaltet sie dort ihre Wirkung, wo monotone Pick-Aufgaben einen großen Teil der Arbeit ausmachen. Weitere Signale, die dafür sprechen sind: steigende Lohnkosten, schwankende Personalverfügbarkeit, kürzere Lieferzeiten, saisonale Spitzen und der Wunsch nach einem stabilen Betrieb über Nacht und am Wochenende.
Was der Roboter wirklich greifen kann
Sehr gut geeignet fürs automatisierte Kommissionieren sind verpackte und formstabile Produkte. Dazu zählen Nahrungsergänzungsmittel, Kosmetik, Arzneimittel, Lebensmittel, Kleidung in Folie und Waren in stabilen Schachteln. Schwieriger wird es, wenn Produkte ungeordnet im Bin liegen oder ihr Schwerpunkt stark variiert. Schläuche, lose Schrauben oder Kleinteile im Schüttgut sind für klassische Sauggreifer kein dankbares Terrain. Als Richtwert gelten verpackte Produkte bis etwa Schuhkartongröße und mit einem Gewicht von rund 2,5 bis 3kg.
Erst testen, dann investieren
Entscheidend ist die Vorarbeit in Form von Tests. Datenblätter sagen viel, aber ein Pickbarkeitstest sagt mehr. Gewicht, Abmessungen, Oberfläche, Verpackungsform und Material zeigen zunächst, wie groß der geeignete Sortimentsanteil ist. Danach folgen konkrete Greifversuche. Sie zeigen, ob der Roboter einen Artikel zuverlässig mit der geforderten Qualität greifen und ablegen kann. Diese Prüfung verhindert eine überdimensionierte Lösung für ein ungeeignetes Sortiment sowie die vorschnelle Annahme, der Artikelmix eigne sich nicht für Robotik.
Nach Einschätzung von Hans-Jörg Braumüller, Director Integrated Systems von Element Logic, wird der Aufwand für diese Vorarbeit häufig falsch eingeschätzt. „Unternehmen interessieren sich teilweise für Robotik, weil die Technologie attraktiv und modern wirkt. Pickbarkeit, Prozessdaten und Wirtschaftlichkeit prüfen sie jedoch nicht immer konsequent. Genau diese Vorarbeit entscheidet darüber, ob aus einer spannenden Technologie ein erfolgreiches Projekt oder eine kostspielige Fehlentscheidung wird.“ Für anspruchsvolle Robotikanwendungen entwickelt: Die drehbaren RQDR-Halter von FLEXA bieten eine platzsparende und robuste Kabelführung, die Cobots bei komplexen Bewegungsabläufen zuverlässig unterstützt. ‣ weiterlesen
Flexibler Kabelschutz für Cobots
Sehen ist wichtiger als Greifen
Der Roboterarm fällt sofort ins Auge, die entscheidende Technik arbeitet jedoch im Hintergrund. Bildverarbeitung und Software bestimmen, was der Roboter tun soll. Eine Kamera über dem Quellbehälter erkennt die Artikel, ihre Position und den geeigneten Greifpunkt. Enthält der Behälter unterschiedliche SKUs, identifiziert das System gezielt den angeforderten Artikel. Nach dem Greifen folgt die nächste Herausforderung: das präzise Ablegen. Frühere Systeme ließen Produkte einfach aus einer definierten Höhe in den Zielbehälter fallen. Heute erfasst eine zusätzliche Kamera den Füllstand, freie Flächen und geeignete Ablagepositionen. Auf Basis dieser Daten fährt der Roboterarm tiefer in den Behälter und legt den Artikel exakt ab. Das reduziert Beschädigungen und erschließt weitere Einsatzbereiche, etwa bei empfindlichen Waren in der Pharma- oder Kosmetikbranche. Denn eine eingedrückte Verpackung kann dazu führen, dass die Ware nicht mehr verkaufsfähig ist, oder Zweifel an der Unversehrtheit des Inhalts hervorrufen.
Ein Greifer reicht nicht
Die Greiftechnik ist deutlich flexibler geworden. Moderne Roboterzellen wechseln automatisch zwischen verschiedenen Saugergrößen. Denn das Produktspektrum bestimmt den passenden Greifer. Eine Nudelverpackung erfordert einen anderen Aufsatz als ein Lippenstift. Kombinierte Greifer saugen einen Artikel zunächst an und stabilisieren ihn anschließend mit beweglichen Fingern. Das hilft bei runden Produkten, die sich bei schnellen Querbewegungen vom Sauger lösen können. Fehlgriffe gehören dennoch zum Prozess. Löst sich ein Artikel vom Sauger, erkennt das System den Fehlgriff und greift erneut zu. Die Roboterzelle muss Fehler erkennen und kontrolliert darauf reagieren, z.B. wie die eOperator-Roboterzelle von Element Logic.
Die Zelle ist mehr als ein Roboter
Roboterkommissionierung ist keine einzelne Maschine. Ob die Zelle zuverlässig arbeitet, entscheidet das Zusammenspiel aus Bilderkennung, Greiftechnik, Steuerung und Materialfluss. Die Robotersoftware steuert jede Bewegung des Roboterarms. Auf übergeordneter Ebene koordinieren eOperator, eController (Materialflussrechner) und das WCS (Warehouse Control System) Auftrag und Materialbereitstellung aus dem AutoStore-Bin. Die Fördertechnik sorgt dafür, dass Quell- und Zielbehälter rechtzeitig eintreffen, positioniert werden und anschließend weiterfahren. Die Leistung entsteht im Orchester, nicht im Soloinstrument.
Stillstand rechnet sich nicht
Ein Roboter arbeitet rund um die Uhr. Das heißt aber nicht, dass er sich in jedem Lager rechnet. Eine erste Orientierung liefern mehr als acht Betriebsstunden täglich und ein stabiles Volumen von rund 2.000 bis 5.000 Picks pro Tag oder mehr. Saisonale Spitzen erhöhen das Potenzial. Gleiches gilt für Nacht- und Wochenendbetrieb oder der Wechsel von ein auf zwei Schichten. Unterhalb dieser Größenordnung und ohne Wachstumsperspektive sind Bedenken angebracht. Ein Roboter, der den Großteil des Tages wartet, automatisiert vor allem Kapitalbindung. Seine Stärke spielt er aus, wenn er Picks in personell schwer abzudeckenden Randzeiten übernimmt oder eine zusätzliche Schicht ermöglicht, ohne zusätzliches Personal. Präzisionsgetriebe stellen hohe Anforderungen an Fertigung und Qualität. Liebherr bietet flexible Lösungen für die Herstellung von Zykloiden- und HarmonicDrive®-Verzahnungen – von der Prozessentwicklung bis zu Maschine, Schulung und Service. ‣ weiterlesen
Verzahnung für die Robotik
Orientierungswerte statt Hochglanzversprechen
In Kundenprojekten erreicht eine Zelle einen dauerhaften Durchsatz von etwa 200 bis 315 Picks pro Stunde. Ein Pick dauert dabei rund 6 bis 10s. Bei qualifizierten Artikeln liegt die Pick-Erfolgsquote bei mehr als 95 Prozent. Unter passenden Bedingungen senkt die Lösung die Arbeitskosten um 30 bis 50 Prozent und die Investition amortisiert sich in weniger als drei Jahren. Diese Zahlen sind keine Garantie, sondern projektspezifische Orientierungswerte. Für eine belastbare ROI-Rechnung zählen Faktoren wie Artikelspektrum, Lohnniveau, Auftragsvolumen, Schichtmodell, Verfügbarkeit, Durchsatz, Wartung, Flächenbedarf und Wachstum. Hinzu kommen Effekte, die sich nicht unmittelbar in Geld ausdrücken lassen:
- gleichbleibende Kommissionierqualität,
- weniger Reklamationen,
- stabile Prozesse auch bei Auftragsspitzen,
- höhere Planbarkeit,
- bessere Auslastung der AutoStore-Anlage und
- eine geringere Abhängigkeit vom Arbeitsmarkt.
Ein starker Business Case entsteht dann, wenn Unternehmen zwischen liegenbleibenden Aufträgen und einer kaum ausgelasteten zweiten Schicht wählen müssen. Eine autonome Kommissionierzelle kann diese Lücke schließen, auch in einer Geisterschicht. Sie arbeitet unabhängig von krankheits- und urlaubsbedingten Ausfällen. Dabei arbeitet die Zelle jeden Auftrag nach einem definierten Prozess ab. Die automatische EAN-Prüfung reduziert zudem vergessene Scans und das Risiko von Fehlkommissionierungen.
Frühzeitige Planung
Wer heute ein AutoStore-System plant, sollte Roboterkommissionierung auch dann mitdenken, wenn sie erst später kommt. Portabstände, Fördertechnik, Materialfluss, Sicherheitsbereiche und Zugänglichkeit entscheiden darüber, ob ein einfaches Nachrüsten reicht oder später kostspielige Umbauten nötig sind. Viele Anlagen sind bereits so ausgelegt, dass ein manueller Arbeitsplatz perspektivisch automatisiert werden kann. Eine standardisierte Softwarearchitektur und abgestimmte Schnittstellen beschleunigen den Aufbau zusätzlich. Unter passenden Voraussetzungen ist eine Roboterzelle innerhalb von ein bis zwei Wochen installiert und integriert. Nicht die Inbetriebnahme, sondern die Lieferzeit der Hardware ist der größere Zeitfaktor.
Ebenso wichtig ist die Frage: Was passiert bei einem Ausfall? Sicherheitszelle und Layout müssen so gestaltet sein, dass ein zweiter Roboter weiterarbeiten oder ein manueller Prozess möglich ist. Dafür bleibt der Zugang zum Port frei und die Software schaltet auf den alternativen Arbeitsablauf um. Die Sicherheit der Mitarbeitenden hat dabei immer Vorrang. Wer diesen Fall erst nach dem ersten Stillstand plant, plant zu spät.
Was als Nächstes greifbar wird
Roboterzellen übernehmen Kommissionieraufgaben zuverlässig und wirtschaftlich. Entscheidend für ihre weitere Entwicklung ist vor allem die Bilderkennung. Je präziser Kameras Produkte, ihre Position, freie Flächen und geeignete Greifpunkte erkennen, desto mehr Artikel lassen sich automatisiert handhaben. Moderne Kamerasysteme ermöglichen inzwischen sogar ein strukturiertes Einschichten. Produkte mit einheitlichen Abmessungen werden nach einem vorgegebenen Schema lagenweise im AutoStore-Bin abgelegt. Auch Funktionen wie gezieltes Umsetzen störender Artikel zeigen, wohin die Entwicklung geht.
