Was sind mobile Roboter und wie können sie Ihrem Unternehmen zugute kommen?

Autonome mobile Roboter verändern die Art und Weise, wie wir leben und arbeiten. Entdecken Sie ihre vielen Anwendungen und wie sie Unternehmen weltweit verändern.

Autonome mobile Roboter (AMRs) haben in vielen industriellen Anwendungen Einzug gehalten. Verbesserungen in der Technologie waren die treibende Kraft. Zu den kritischen Technologien gehören bessere Batterien und Computer Vision. Auch fortschrittlichere Software war von entscheidender Bedeutung.

Dieser Artikel stellt Ihnen die autonome mobile Robotertechnologie durch die folgenden Themen vor:

• Marktgröße und potenzielles Wachstum für mobile Roboter
• Arten von mobilen Robotern
• Anwendungsfälle für mobile Roboter
• Branchen für AMRs
• Checkliste:Fünf Indikatoren, die Sie von mobilen Robotern profitieren können
• Kostenlose Lösungen, die bei mobilen Robotern oft benötigt werden
• Was Sie vor einer Investition in mobile Roboter beachten sollten
• So finden Sie den idealen mobilen Roboter für Ihr Unternehmen

Marktgröße und potenzielles Wachstum

Mehr als 80 % der Lager haben heute überhaupt keine Automatisierung. Dies liegt unter anderem daran, dass die Robotertechnologie erst seit kurzem für den Einsatz im Lager geeignet ist. Wenn Lager AMRs verwenden, sind die Ergebnisse beeindruckend. Einige Fallstudien berichten beispielsweise von einer Produktivitätssteigerung von mehr als 300 % bei der Kommissionierung.

Fabriken transportieren oft Unterbaugruppen und Verbrauchsmaterialien manuell vom Lager zum Montageband. Autonome mobile Roboter können diesen internen Transport automatisieren. Dies erspart den Arbeitern nicht nur das Schieben schwerer Karren, sondern ermöglicht es Unternehmen auch, mit dem Bedarf an sozialer Distanzierung Schritt zu halten.

Eine Schätzung von „360 Market Updates“ schätzt den globalen Markt für autonome mobile Roboter im Jahr 2019 auf 751,4 Millionen US-Dollar. Sie gehen davon aus, dass dieser bis 2026 auf 5,4 Milliarden US-Dollar anwachsen wird, was einer jährlichen Wachstumsrate von 29 % im Zeitraum 2021-2026 entspricht.

Welche verschiedenen Arten von mobilen Robotern gibt es?

Wagen mit Rädern

Die meisten industriellen AMRs sind Fahrzeuge, die zum Reisen auf Räder angewiesen sind. Obwohl es humanoide Roboter gibt, die auf zwei Beinen laufen, sind sie komplexer und teurer. Im Allgemeinen sind mobile Roboter mit Rädern kostengünstiger. Außerdem sind sie robuster.

Automated Guided Vehicles (AGVs) vs. Autonomous Mobile Robots (AMRs)

Fahrerlose Transportsysteme sind eine ältere Technologie als AMRs. Das AGV stützt sich auf auf dem Boden platzierte Führungen. Die Guides zeigen dem AGV, welche Route zu nehmen ist. Das AGV darf innerhalb eines von den Guides definierten Korridors fahren. Magnetstreifen sowie Drähte und Leitungen definieren die Korridore, auf denen das AGV fahren kann. Stößt ein AGV auf ein Hindernis, hält es an und ruft um Hilfe.

Autonome mobile Roboter sind flexibler als AGVs. AMRs erstellen eine Karte der Einrichtung und speichern sie in ihrem Speicher. Sie brauchen also keine Führer auf dem Boden, die ihnen sagen, wohin sie gehen sollen. Sobald einem AMR ein Ziel zugewiesen wurde, kann es über die beste Route entscheiden, um dorthin zu gelangen. Befindet sich ein Hindernis auf ihrem Weg, können sie es umgehen. Sie können auch eine alternative Route nehmen.

Doch die Unterschiede zwischen AGVs und AMRs verschwimmen. Es gibt mittlerweile einige AGVs, die beispielsweise ausweichen können, um Hindernissen auszuweichen.

AMR auf Rädern mit Roboterarm

An einem AMR kann ein Knickarmroboter montiert werden. Dies erweitert sein Einsatzspektrum. Von dieser Kombination von Technologien kann beispielsweise die Maschinenbedienung profitieren. Für den Materialtransport macht der Roboterarm die Paketzustellung flexibler.

Wofür werden autonome mobile Roboter verwendet?

„Überlassen Sie den Robotern das Reisen.“ Studien zeigen, dass viele Menschen in Lagerhallen bis zu 60 % ihrer Zeit auf Reisen verbringen. Das gleiche gilt für einige Leute in Fabriken. Sie könnten einen Karren schieben oder einen Gabelstapler fahren. Es ist leicht zu erkennen, dass dies keine hochwertige Aktivität ist. Daher werden mobile Roboter verwendet, um dieses Problem zu lösen. Die Idee ist, dass die Leute an einem Ort bleiben und die Roboter die Reise machen lassen.

Zu den Standardanwendungen für AMRs gehören:

• Auftragskommissionierung
• Materialtransport innerhalb der Einrichtung
• Sortieren
• Lieferung an Kunden

Wir schauen uns nun jede dieser Anwendungen genauer an.

Auftragskommissionierung

Mobile Roboter können einen großen Unterschied machen, indem sie Menschen bei der Kommissionierung unterstützen. Und es wird Hilfe benötigt. E-Commerce bedeutet Bestellungen mit einer größeren Produktauswahl. Und die Bestellmengen sind kleiner. Manchmal ist die Bestellung nur ein Artikel. Diese Kombination macht den Kommissionierprozess arbeitsintensiver. Darüber hinaus sind die Erwartungen der Kunden an eine schnelle Lieferung in die Höhe geschossen. Amazon hat mit der zweitägigen Lieferung den Standard gesetzt. Kürzlich hat Amazon begonnen, eine Lieferung an einem Tag anzubieten.

Amazon hat enorme Investitionen in Robotik getätigt, um dieses Ergebnis zu erzielen. Können kleinere Unternehmen damit konkurrieren? Zum Glück lautet die Antwort ja. Kostengünstige mobile Roboter bieten eine Lösung. Selbst kleinere Firmen können die Zeit, die es braucht, um eine Bestellung aus der Tür zu bekommen, mit AMRs verkürzen.

Eine zentrale Frage muss zu Beginn gestellt werden, wenn Sie über den Einsatz von AMRs für die Kommissionierung nachdenken. Und das heißt, wie können Ihre Mitarbeiter am besten mit den Robotern zusammenarbeiten? Die Wahl dieser Strategie bestimmt oft die Wahl des Roboters. Das heißt, bei der Wahl geht es nicht so sehr um den Roboter, sondern um die Art der Lösung.

Hier sind einige der beliebtesten Strategien für die Mensch-Maschine-Kollaboration.

Ware-zur-Person-Kommissionierung

Millionen von Menschen haben YouTube-Videos von orangefarbenen, niedrigen Amazon AMRs gesehen. Die Roboter tragen ganze Regale mit Produkten durch ein Lager. Diese Art der Automatisierung nennt man Ware-zur-Person. Die Roboter werden vom Warehouse Management System (WMS) gesteuert. Das WMS teilt den Robotern mit, welche Regale sie aufnehmen und wo sie platziert werden sollen. Dies basiert auf Aufträgen, die erfüllt werden müssen. Der AMR fährt zu einem Regal und hebt es von unten an. Der AMR trägt das Regal zu den Personen, die an den Kommissionier-/Packplätzen positioniert sind. Wenn das Regal ankommt, weist ein Display sie an, welcher Artikel und die Menge entnommen werden sollen. Der Mitarbeiter entfernt die richtigen Artikel aus den Regalen. Sie scannen die Barcodes und legen die Artikel zum Versand in einen Container.

Amazon hat mit dieser Ware-zur-Person-Strategie großen Erfolg. Es erfordert jedoch spezielle Regale. Und das Lager muss neu gestaltet werden, um diese Strategie zu nutzen.

„Treffen Sie mich“ oder Zonenauswahl

Bei dieser Strategie bedient ein Kommissionierer einen oder zwei Gassen oder eine Zone. Sie müssen nicht außerhalb ihrer Zone reisen. Die AMRs erledigen die meisten Reisen.

Den AMRs wird vom WMS mitgeteilt, wohin sie gehen sollen, je nach den zu erfüllenden Aufträgen. Der Roboter fährt zu einem Regal, in dem der Artikel kommissioniert werden soll. Der Kommissionierer kann über ein Sprachsystem informiert werden, das ihm Anweisungen gibt, wo er den nächsten Auftrag kommissionieren muss. Der Arbeiter trifft den AMR am Kommissionierplatz, und der AMR zeigt der Person die zu kommissionierenden Artikel auf seinem Display an. Die Person entnimmt die Artikel aus den Regalen und scannt sie mit einem am Roboter montierten Barcode-Lesegerät. Dadurch wird überprüft, ob das richtige Produkt und die richtige Menge kommissioniert wurden. Der AMR fährt dann zu seinem nächsten Ziel. Die Person wartet auf Anweisungen, wo der nächste AMR zu treffen ist.

Bei dieser Strategie muss der Kommissionierer zwar noch etwas laufen, wird aber stark reduziert.

Fallstudien zeigen eine mindestens Verdoppelung der Produktivität mit der Zone Picking Strategie. Einige Studien berichten von einer mehr als Verdreifachung der mit dieser Methode kommissionierten Aufträge pro Stunde im Vergleich zur manuellen Kommissionierung.

Vollautomatische Kommissionierung

Die vollautomatisierte Kommissionierung wird manchmal als der „Heilige Gral“ der Roboterkommissionierung bezeichnet. Bei diesem Prozess werden Roboter verwendet, um Artikel aus den Regalen zu kommissionieren und zu einer Packstation zu transportieren. Auch die Packstation nutzt Roboter. Es werden keine Leute benötigt. Dieser Automatisierungsgrad steht noch am Anfang und ist noch nicht weit verbreitet.

Eine Hybridlösung für die vollautomatisierte Kommissionierung verwendet ein AKL und Roboter. Das Automatisierte Lager- und Bereitstellungssystem (RBG) kann die herkömmliche Regal- und Ganganordnung eines Lagers ersetzen. Stattdessen hat das System die Form eines riesigen Würfels mit Produkten, die in Behältern im Inneren des Würfels aufbewahrt werden. Das AS/RS behält den Überblick, wo sich etwas befindet und kann den richtigen Produktbehälter zum Roboter-Kommissionierplatz bringen. Solche Systeme können recht kompakt gebaut werden. Dies bedeutet, dass sie sich beispielsweise im hinteren Teil eines Lebensmittelgeschäfts befinden können.

Sobald das AS/RS einen Behälter mit Produkten präsentiert, entnimmt eine Person oder ein Roboterarm Artikel aus dem Behälter und legt sie in einen Versandbehälter. Um diese Funktion ausführen zu können, muss der Roboterarm mit Advanced Computer Vision gekoppelt sein.

Durch weitere Verbesserungen in der Robotik wird die vollautomatisierte Kommissionierung schon bald für noch mehr Anwendungsfälle praktikabel.

Materialtransport innerhalb der Einrichtung

Fabriken und Lagerhallen

Autonome Gabelstapler werden zunehmend in der Fabrik- und Lagerumgebung eingesetzt. Einige automatisierte Gabelstapler verwenden AGV-Technologie. Dies erfordert, dass die Einrichtung mit Wegmarkierungen auf dem Boden ausgestattet wird. Andere selbstfahrende Gabelstapler verwenden die vollständigen AMR-Technologien, die solche Markierungen nicht benötigen. Es gibt automatisierte Gabelstapler, die entweder mit oder ohne Fahrer betrieben werden können. Andere Designs entfernen die Kabine, die einen Menschen aufnehmen würde.

Automatisierte Gabelstapler erhöhen die Produktivität, indem sie die Menschen von der Notwendigkeit des Fahrens befreien. Und das Versprechen ist, dass autonome Gabelstapler auch die Sicherheit verbessern werden. Unfälle mit Gabelstaplern und Flurförderzeugen verursachen jedes Jahr Tausende von Verletzungen. In den letzten Jahren ist die Zahl der Todesopfer und Schwerverletzten im Zusammenhang mit Gabelstaplern gestiegen. Die meisten dieser Unfälle werden durch zu schnelles Fahren, zu schnelles Kurvenfahren und zu starkes Bremsen verursacht. Automatisierte Gabelstapler würden diese Fehler nicht machen.

Krankenhäuser

Es gibt AMRs, die speziell für Krankenhäuser entwickelt wurden. Sie transportieren verschmutzte Wäsche aus den Krankenzimmern in die Wäscherei. Sie können Blutproben von dort aus mitnehmen, wo die Probe zur Untersuchung ins Labor gebracht wird. Und AMRs können Mahlzeiten und Medikamente ins Krankenzimmer liefern. Fallstudien zeigen, dass die Lieferkosten um bis zu 80 % gesenkt werden können.

Hotels und Gastgewerbe

AMRs können Gästewünsche nach zusätzlichen Handtüchern, Toilettenartikeln und Lebensmitteln erfüllen. Die Sicherheit kann erhöht werden, indem Speisen von außen in die Lobby geliefert werden. Der AMR bringt das Essen von der Lobby auf das Zimmer des Gastes. Auch der Transport verschmutzter Wäsche zur Wäsche und die Rückgabe leerer Teller in die Küche können automatisiert werden.

Sortieren

Zum Sortieren von Paketen in Lagerhallen und Fabriken werden mobile Roboter mit Kippschalen und Querförderbändern eingesetzt. Durch das Sortieren von Paketen für den Versand kann der Versender auf niedrigere Versandkosten zugreifen. Oder die Pakete müssen nach der Verkaufsstelle sortiert werden.

AMRs werden zunehmend als flexiblere und kostengünstigere Alternative zu Fördersystemen angesehen. Sie sind einfach zu installieren und benötigen nur minimale Wartung.

Einige Sortieranwendungen beinhalten AMRs, die auf Mezzanine-Ebene arbeiten. Sobald ein Paket beladen ist, bringt der Roboter es zu einem Loch im Boden und kippt es hinein. Eine Rutsche führt in den ersten Stock und einen wartenden Container.

Andere Anwendungen beinhalten das AMR, das Produkte an eine gestellte Wand bringt. Eine Person nimmt die Produkte aus dem AMR und legt sie in die entsprechenden Behälter.

Lieferung an Kunden

In Kürze wird ein AMR mit Paketen für Sie vor Ihrer Haustür auftauchen. Bis zur Zulassung selbstfahrender Fahrzeuge für den öffentlichen Straßenverkehr werden Lieferroboter jedoch nur in begrenzten Bereichen eingesetzt. Lieferroboter werden beispielsweise in dicht besiedelten Stadtgebieten für die Essenslieferung eingesetzt. Die Roboter sind kleine Karren, die auf Gehwegen fahren. College- und Unternehmenscampus sind ein weiterer Anwendungsfall.

Branchen für AMRs

Autonome mobile Roboter werden zweifellos in weitere Bereiche unseres täglichen Lebens Einzug halten. Hier sind die wichtigsten Branchen, die derzeit AMRs verwenden:

• Lager
• Fabriken
• Krankenhäuser
• Hotels &Gastgewerbe
• Restaurants und Fastfood

Checkliste:Fünf Indikatoren, die Sie von mobilen Robotern in Ihrem Unternehmen profitieren können

• Ist es eine Herausforderung, die benötigten Mitarbeiter einzustellen und zu halten?
• Involvieren Ihre Prozesse viele Menschen, die sich in Ihrer Einrichtung bewegen?
• Müssen Sie die Produktivität steigern, um wettbewerbsfähig zu bleiben?
• Müssen Sie den Durchsatz erhöhen?
• Möchten Sie Unfälle reduzieren und die Sicherheit verbessern?

Was sollten Sie beachten, wenn Sie in mobile Roboter investieren möchten?

Bevor Sie mit einem Projekt zur Verwendung von AMRs beginnen, sollten Sie eine Standortbefragung durchführen. Hier sind einige der Fragen, die Sie stellen sollten:

• Verfügen Sie in Ihrer gesamten Einrichtung über WLAN? (Wenn das AMR beispielsweise den Aufzug nehmen muss, hat es dort auch Zugang zu WLAN? Könnte es andere tote Winkel geben?)
• Kann das AMR dorthin gehen, wo es benötigt wird? (Muss es zum Beispiel Türen öffnen oder einen Aufzug nehmen?)
• Was sind die Sicherheitsüberlegungen? (Beispielsweise ist ein Lagerroboter nicht in der Nähe von Kindern. Lieferroboter schon).
• Was ist mit dem Aufladen? Überlegen Sie, wo Sie die Ladestation aufstellen müssen.

Wenn Sie neu in der Industrierobotik sind, empfehlen viele Experten, klein anzufangen. Wählen Sie eine Anwendung, die einen schnellen ROI verspricht. Bauen Sie Ihre Erfahrung und Ihr Vertrauen auf und erweitern Sie dann.

Sie können sich darauf verlassen, dass die Anbieter Empfehlungen abgeben. Selbstverständlich werden Anbieter Vorschläge machen, die die Verwendung ihrer Produkte beinhalten. Sie können in Erwägung ziehen, sich an unparteiische Experten zu wenden, um Rat zu erhalten – und um zu beurteilen, ob Ihre Einrichtung „mobile Roboter-ready“ ist.

Welche ergänzenden Lösungen werden bei mobilen Robotern häufig benötigt?

Oftmals geht es bei den zu entscheidenden Fragen nicht so sehr um den Roboter. Die eigentliche Frage ist vielmehr die Gesamtlösung der Anwendung. Denn die Roboter sind häufig in ein größeres Gerüst eingebettet. Ein Warehouse Management System (WMS) und andere ähnliche Systeme, die die Roboter steuern, sind ebenso wichtig wie die Funktionen des Roboters.

Stellen Sie sicher, dass Sie verstehen, wie sich die mobilen Roboter in Ihre bestehenden Systeme integrieren lassen.

Für den Materialtransport benötigen AMRs oft eine spezielle Halterung für Paletten oder Kisten. Der AMR fährt unter die Halterung und hebt dann die Last von unten an.

Sie benötigen mindestens eine und eventuell mehrere Ladestationen. Betrachten Sie den Fall, in dem mehrere AMRs gleichzeitig aufgeladen werden müssen.

So finden Sie den idealen mobilen Roboter für Ihr Unternehmen

HowToRobot ist eine globale Plattform, die Unternehmen dabei hilft, bei der Automatisierung erfolgreich zu sein. Wir haben ein weltweites Verzeichnis von über 15.000 Robotikunternehmen. So finden Sie den für Ihre Anwendung idealen mobilen Robotertyp.

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Wenn Sie nur den mobilen Roboter oder zugehörige Komponenten beziehen möchten, können Sie von vielen Anbietern Angebote einholen sowie Produktinformationen und Preise erhalten.

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