Fahrerlose Transportsysteme: Anwendungsfälle, Funktionen, Risiken
Automatisiert und mobil
Bis vor ein paar Jahren waren fahrerlose Transportsysteme (FTS) nur in Lagern, Automobilmontagewerken und anderen Betrieben mit großer Grundfläche zu finden. Doch im Zeitalter von Industrie 4.0 steigen Interesse und Nachfrage auch in vielen anderen Bereichen. Durch die hohe Aufmerksamkeit auf Konnektivität, Automatisierung und Echtzeitdaten sind FTS gerade für kleine und mittlere Unternehmen attraktiver geworden.
(Bild: Tarent Solutions GmbH)
Der Begriff FTS beschreibt Fahrzeuge, die sich ohne Bediener oder Fahrer bewegen. Sie sind meist auf Werks- oder Lagerflächen zu finden, aber auch bei Außeneinsätzen auf einem befestigten, begrenzten Gelände. Die Fahrzeuge bestehen aus einem oder mehreren radbasierten Ladungsträgern und werden in industriellen Fertigungs- und Logistikprozessen eingesetzt – ob für die Rohstoffförderung, die Bewegung von Arbeitsprozessen, die Lieferung von Teilen und Werkzeugen, die Bewegung von Fertigprodukten und die Entsorgung von Abfällen zum Recycling.
Verschiedene Anforderungen, verschiedene Typen
Auf dem Markt erhältlich sind eine große Auswahl an FTS mit verschiedenen Optionen hinsichtlich der Art und des Gewichts der Ladung. Generell werden drei Kategorien an FTS unterschieden:
- • Der sogenannte Tugger besteht aus einem Zugfahrzeug mit einem oder mehreren Anhängern. Dieser Typ wird eingesetzt, wenn es um das Bewegen schwerer Nutzlasten über große Entfernungen in Lagern oder Fabriken geht. Tugger sind für diese Fälle sowohl mit als auch ohne Zwischenabnahme und -abgabe entlang der Strecke geeignet.
- • Automatisierte Gabelstapler werden verwendet, um palettierte Ladungen entlang vorgegebener Routen zu bewegen. Ein fahrerloser Gabelstapler hat eine Tragfähigkeit von bis zu mehreren Tonnen und kann diese Lasten über vertikale Bewegungen in Regale koordinieren.
- • Mit der dritten Kategorie, der Einheitsladung, können Stückgüter von einer Station zur anderen bewegt werden. Diese Art von FTS werden auch für die automatische Be- und Entladung von Paletten mittels Rollen eingesetzt und sind insbesondere für das Bewegen kleinerer Lasten ausgelegt.
(Bild: Tarent Solutions GmbH)
So wählen Nutzer das richtige FTS
Die Wahl des richtigen FTS hängt nicht nur vom Typ ab, sondern sollte aufgrund weiterer Faktoren und Technologien getroffen werden. Dazu gehören das Leitsystem, Navigationsmethoden, Kollisionsvermeidung, Sicherheit oder Batterien bzw. Ladevorgänge. Unabhängig davon, welches FTS und welche Technologie gewählt wird, braucht jedes Fahrzeug ein Steuerungssystem. Mit Hilfe dessen kann es mit Arbeitsaufgaben beauftragt und untereinander verfolgt werden. Die Steuerungslösung stellt zudem über ein drahloses Netzwerk (in der Regel WiFi) sicher, dass Lasten zum richtigen Ziel transportiert werden. Für den effizienten Transport der Materialien wird das FTS über ein vorprogrammiertes Leitsystem gesteuert. Dieses bestimmt den Weg und die Art und Weise, wie sich das Fahrzeug um die Anlage herum bewegt und kennt jederzeit dessen genauen Standort.
Präzision und Flexibilität der Umgebung
Die Auswahl der Navigationstechnologie richtet sich nach der auszuführenden Funktion und der Umgebung, in der das FTS betrieben wird. Für eine präzise Navigation durch ein überfülltes Gebiet, ein räumlich sehr begrenztes Gebiet oder für Räume, die häufig die Architektur wechseln, ist es hilfreich, kamerageführte oder lasergeführte FTS zu verwenden. Für Anwendungen, die keine große Flexibilität erfordern, werden meist Festwegsysteme eingesetzt. In diesem Fall ist das FTS mit Sensoren ausgestattet, die auf einen eingebetteten Draht, ein Magnetband oder eine Farbspur reagieren, die den Fahrplan bestimmt. In einer industriellen Umgebung, in der Fußgänger oder manuell angetriebene Gabelstapler unterwegs sind, erfordert die Integration von FTS den Einsatz einer Funktion zur Kollisionsvermeidung. Das Problem daran: Solche Funktionen machen das Verhalten von FTS unvorhersehbar und verringern die Effizienz und Zuverlässigkeit des Systems. Stattdessen sollten möglichst viele Hindernisse für die FTS beseitigt werden, um einen geordneten Prozessablauf zu schaffen. Darüber hinaus müssen die Aufgaben, aus denen sich der Produktionsprozess zusammensetzt, automatisiert werden können. Ansonsten braucht es für komplexe Aufgaben mehrere FTS oder weitere Mitarbeiter, damit der Durchsatz des Prozesses gesteigert wird. Was die Sicherheit von FTS betrifft, empfehlen die jeweiligen Lieferanten in der Regel eine erprobte Sicherheitsausrüstung. Daneben ist es jedoch auch wichtig, dass Nutzer von FTS Studien durchführen bzw. ihre Fahrzeuge genau beobachten, um die potenziellen Risiken zu erkennen, die in ihrem spezifischen Umfeld entstehen können.
(Bild: Tarent Solutions GmbH)
Umwelt- und Finanzaspekte
Neben den technologischen Aspekten sind auch Produkt-, Umwelt- und Finanzaspekte für die erfolgreiche Integration eines FTS in industrielle Prozesse relevant. So ist das Volumen des Materialflusses ein entscheidender Faktor zur Senkung der Produktionskosten, denn ein höheres Volumen ist gleichzeitig ein Hinweis darauf, dass ein Arbeitsprozess viel Zeit in Anspruch nimmt. Damit sich die Einführung eines FTS wirtschaftlich wirklich lohnt, sollte sichergestellt sein, dass dadurch möglichst viele Mitarbeiter sinnvoll in anderen Bereichen eingesetzt werden. Es bringt am Ende nichts, wenn das Unternehmen nicht von der gestiegenen Personalkapazität profitiert weil die Mitarbeiter ihre zusätzliche Arbeitszeit nicht sinnvoll nutzen können.
Höhere Kapazität, niedrigere Kosten
Um den Return on Invest zu maximieren, ist ein hoher Standardisierungsgrad für die Palette der Ladungsträger und für die Produktvarianten entscheidend. Die Prozesse sollten einfach gehalten werden, denn je komplexer ein Prozess ist, desto notwendiger wird ein fortschrittlicheres und somit auch kostenintensiveres FTS. Zudem sollten sich die Unternehmen um den Zustand des Bodens bemühen, auf dem die FTS betrieben werden, da schlechte Bedingungen die Präzision beeinträchtigen und durch Vibrationen die empfindlichen und teuren Geräte beschädigt werden können. All diese Faktoren zahlen darauf ein, dass sich der Einsatz von fahrerlosen Transportsystemen für kleine und mittelständische Hersteller wie auch für große Unternehmen lohnt. Wenn FTS sinnvoll und richtig eingesetzt werden, steigern Unternehmen ihre Produktivität, erhöhen ihre Sicherheit und reduzieren Ausfallkosten aufgrund von Produktschäden oder anderen Fehlern, die nicht selten durch menschliches Versagen entstehen. Nicht zuletzt kann die Anlage mit bemerkenswerter Koordination bei reduzierten Arbeitskosten betrieben werden. An dieser Stelle wird auch klar, warum der Einsatz von FTS für sich wiederholende Aufgaben am sinnvollsten ist.
