Autonome mobile Roboter und selbstfahrende Stapler im Warenein- und -ausgang

Alles für den kontinuierlichen Warenfluss

Im Warenein- und -ausgang bei TTI, einem Distributor für elektronische Bauteile, kommen neben einem selbst fahrenden Gabelstapler auch autonome mobile Roboter von Mobile Industrial Robots zum Einsatz. Sie transportieren große Wannen, leichte Kunststoffboxen und sperrige Regale und sorgen dabei für möglichst geringe Wegzeiten für die Mitarbeiter, die sich damit voll und ganz auf ihre Arbeit konzentrieren können. Bei der Auswahl der passenden Lösungen, dem Aufbau der Automatisierungsanlage sowie beim Support während der Implementierung und darüber hinaus standen die Automatisierungsexperten von Jugard+Künstner mit Rat und Tat zur Seite.

Bei TTI kommen autonome mobile Einheiten im Warenein- und -ausgang zum Einsatz. Während die AMRs von Mobile Industrial Robots große Wannen, leichte Kunststoffboxen und sperrige Regale transportieren, kümmern sich die selbstfahrenden Stapler von Bila um die Paletten. (Bild: TTI, Inc.)

Im Warenein- und -ausgang des Distributors für elektronische Bauteile TTI in Maisach bei München kommt seit November 2019 mobile Robotik zum Einsatz. 2018 wurde zunächst das alte Lager erweitert. Auf jetzt 33.000m2 Fläche finden sich unter anderem Hochregallager für Palettenware, teilweise autonome Gabelstapler, eine AMR-Flotte von Mobile Industrial Robots sowie 18 U-förmig angelegte Einbuchungsstationen und insgesamt über 3km Fördertechnik. Außerdem setzt TTI das weltweit größte bühnenbasierte Autostore-System ein. Es verfügt über acht Swing Ports, an denen 45 Lines pro Stunde gleichzeitig ein- und ausgelagert werden. 200 Paletten und 1.000 Einzelpakete kommen täglich im Wareneingang von TTI an. Der Warenausgang erfüllt durch die eingesetzten Automatisierungslösungen eine Leistung von 10.000 Picks pro Tag.

Wachstum erfordert Automatisierung

Der Standort verzeichnet kontinuierlich ein großes Wachstum, das ohne den Einsatz von Automatisierungstechnik nicht denkbar ist. So kam es zu der Entscheidung, dabei auch auf mobile Robotik zu setzen. Alles begann mit dem MIR100 im November 2019. TTI wurde bei der Recherche auf den kleinen Transportroboter aufmerksam und damit auch auf den Distributor und Integrator Jugard+Künstner. Als nächstes führte das Unternehmen den Roboter MIR200 Hook ein, um den Transport vorhandener Rollwagen zu automatisieren. Anschließend stand der Wunsch im Vordergrund, auch Paletten automatisiert transportieren zu können. Drei Monate wurde daraufhin der selbst fahrende Stapler Global AGV von Bila getestet und konnte schließlich überzeugen. Doch damit nicht genug: Durch Ausstattung mit Sensorik und dem Palettenmagazin Palomat erfolgt jetzt neben dem Transport auch die Ver- und Entsorgung der Leerpaletten automatisch. Letzter Zuwachs im Bereich mobile Robotik ist der MIR250, der für den Transport von Gestellen mit Artikeln, die zu groß für die eingesetzte Fördertechnik sind, verantwortlich ist.

Bild: TTI, Inc.

Diese große Anzahl an neuen Lösungen in nur 1,5 Jahren ließ sich nur mit dem passenden Partner stemmen. Jugard+Künstner und TTI arbeiten dabei sehr eng zusammen. Der Distributor für elektronische Bauteile wendet sich mit neuen Ideen, welche Prozesse noch Potenzial für Automatisierung bieten, direkt an Jugard+Künstner. Die Experten des Robotikintegrators sehen sich dann den betreffenden Vorgang direkt vor Ort an und machen konkrete Vorschläge für die Umsetzung. Jugard+Künstner liefert die Lösungen nicht nur schlüsselfertig, sondern unterstützt TTI auch bei der Integration. „Was mir an der Zusammenarbeit mit Jugard+Künstner besonders gefällt, ist, dass sie ebenfalls daran interessiert sind, eine Lösung kontinuierlich weiterzuentwickeln. Dabei steht immer im Vordergrund, Lösungen für tatsächliche Vorgänge zu finden, die noch nicht automatisiert sind.“ so Tassilo Matthes, Supply Chain Program Manager bei TTI in Maisach. „TTI hat sich für die Systeme aus unserem Portfolio entschieden, weil sie großen Wert auf eine einfache Bedienung und Implementierung legen. Die Systeme sollen leicht und ohne Hilfe von außen abänderbar sein.“ ergänzt Daniel Künstner, Sales Manager Robotics & Automation bei Jugard+Künstner.

Autonome mobile Roboter im Einsatz

85 Prozent des Wareneingangs bei TTI lassen sich mithilfe der elektronischen ASN, einem digitalen Lieferschein, automatisiert erfassen, bei 15 Prozent der Artikel müssen die Mitarbeiter manuell Lieferschein mit Paketinhalt abgleichen. Der Buchungsprozess konnte durch den Einsatz von Automatisierungstechnik um das dreifache beschleunigt werden. Die eingebuchte Ware wird vom Mitarbeiter anschließend auf der Fördertechnik platziert. Artikel, die zu klein für die Fördertechnik sind, platziert der Mitarbeiter in Kunststoffboxen, um die sich dann der MIR100 kümmert. Artikel, die zu groß sind, werden in einem dafür vorgesehenen Shelf abgelegt. Für den Abtransport der Shelfs ist der MIR250 zuständig, der vom Mitarbeiter, nachdem das Shelf gefüllt ist, via Dashboard gerufen werden kann. Der mobile Roboter fährt unter das Gestell und transportiert es weiter zur Konsolidierung. Darüber hinaus bringt er von dort automatisch ein neues, leeres Gestell zurück. Über das Dashboard lässt sich die jeweilige Station auswählen, die die MIR-Roboter anfahren sollen, sowie der nächstgelegene Roboter finden. Im Moment im Teststadium befinden sich I/O-Module mit Taster, die das Rufen der Roboter noch einfacher gestalten sollen. Die spezielle U-Form der Arbeitsstationen bietet die kürzesten Wege und die wenigsten Hindernisse für Mensch und Automatisierungstechnik.

Im Warenausgang ist der MIR200 im Einsatz, der mit der Hook-Erweiterung in der Lage ist, größere Wannen zur Konsolidierung zu transportieren. Hierfür scannt er einen an der Wanne befindlichen QR-Code, erkennt diese somit, richtet sich noch einmal aus und nimmt die Wanne mit seinem Haken auf. Die MIR-Roboter orientieren sich beim Anfahren der Stationen an einfachen Markierungen am Boden. Einmal eingelernt brauchen sie keine konstante Anbindung an das WLAN, sondern fahren die eingelernten Strecken selbstständig ab. Die AMRs erhalten kontinuierlich Software-Updates. Größere Änderungen am Anlagenlayout können einfach neu eingelernt werden. Da sich der Roboter selbstständig die bestmögliche Route auswählt, ist es erforderlich, bestimmte Bereiche des Anlagenlayouts zu sperren und nur sinnvolle Bereiche freizugeben.

Automatisierter Palettentransport

Der autonom fahrende Stapler Global AGV ist für den Transport der Paletten zuständig. Er holt die Paletten vom Schwerkraftförderer und verteilt sie automatisch dort hin, wo sie gebraucht werden. Der Prozess wird über Lichtschranken gesteuert. Die Sensorik erkennt dabei, an welcher Arbeitsstation gerade wenig Paletten vorhanden sind. Leerpaletten werden ebenfalls automatisch abgeholt. Der Mitarbeiter stellt die leeren Paletten mithilfe eines Hubwagens in den Palomat-Palettenspeicher. Dieser erhält über eine Lichtschranke das Signal, das er voll ist, und setzt die Paletten automatisch am Boden ab. Der Global AGV holt dann den Palettenstapel direkt ab und bringt ihn zu einer Pufferzone.

Doch der selbst fahrende Stapler ist nicht nur zwischen Schwerkraftförderer und Palettenspeicher unterwegs. Im 16m hohen Hochregallager mit insgesamt 30.000 Stellplätzen für Palettenware finden sich Induktionsspuren am Boden anhand derer sich die autonomfahrenden Stapler orientieren können. Dabei wurde jeder Zentimeter Hallenfläche ausgenutzt. Bewegen sich die autonomen Einheiten selbstständig durch die Gänge des Hochregallagers, haben sie rechts und links lediglich zwei Finger breit Platz.

Die selbst fahrenden Stapler Global AGV von Bila sorgen bei TTI automatisiert für die Versorgung mit Leerpaletten sowie für deren Abtransport. (Bild: TTI, Inc.)

Hohe Akzeptanz durch die Belegschaft

Die Mitarbeiterakzeptanz in Bezug auf die autonom fahrenden Einheiten ist groß. Niemand bei TTI hat Angst, durch die fortschreitende Automatisierung seinen Job zu verlieren. „Wir nehmen die Mitarbeiter stets mit in die Entscheidung. Es geht nicht darum, Mitarbeiter durch Automatisierung zu ersetzen.“ so Matthes. „Ohnehin ist es gar nicht möglich, z.B. bei einem jährlichen Wachstum von 10 Prozent genügend neue Mitarbeiter zu finden, die dieses Wachstum abbilden. Wir mussten uns also die Frage stellen: Wie sichern wir unseren Standort hier? Und unsere Antwort darauf ist Automatisierung.“

Insgesamt beinhaltet der Wareneingang bei TTI 100.000 aktive Part-Nummern. Jedes Teil erhält bei erstmaliger Anlieferung eine systemische Kennung mit der dann bei erneuter Lieferung ein Label erstellt werden kann, das angibt, welcher Lagerbereich von der Fördertechnik angesteuert werden soll. Die Nacht nutzt TTI für die notwendigen Batch-Prozesse. Im Vordergrund aller Maßnahmen zur Automatisierung steht stets der kontinuierliche Warenfluss. Daher gilt es, die Wegzeiten der Mitarbeiter ständig zu reduzieren, um den Menschenfluss möglichst gering zu halten, damit sich Menschen und autonome Einheiten möglichst wenig in die Quere kommen.

Da der Standort in Maisach sehr stark wächst, darf die neu eingesetzte Autmomatisierungstechnik nicht starr sein, wie z.B. die Fördertechnikstrecke. Die mobilen Einheiten müssen sich an das sich stetig verändernde Anlagenlayout anpassen können. Eine starre Programmierung der Routen kommt hier nicht in Frage. Die MIR-Roboter haben nicht nur durch die eigenständige, auf Veränderungen anpassbare Navigation ihre Flexibilität unter Beweis gestellt. Sie bieten auch eine fahrende Plattform, die durch unterschiedliche Aufsätze für verschiedene Einsatzmöglichkeiten angepasst werden kann, z.B durch den Shelf-Carrier-Aufsatz oder eben den Hook-Aufsatz für den MIR200.

Jugard+Künstner wird TTI auch weiterhin bei der Weiterentwicklung und Änderung der bestehenden Lösungen unterstützen, genauso wie bei der Inbetriebnahme, der Programmierung sowie bei der Evaluierung möglicher Lösungen.