Autonome Mobile Roboter in der Intralogistik: Vorteile, Herausforderungen & Marktvergleich

Warum lesen: Dieser Artikel stellt Vor- und Nachteile autonomer mobiler Roboter (AMR) und ihren industriellen Einsatz 2020 vor. Außerdem werden Unterschiede zu FTS (fahrerlosen Transportsystemen/AGVs) und klassischen Gabelstaplern als Hauptwettbewerbern herausgearbeitet.

Vorteile

1. AMRs können hochautonom sein

Einer der größten Vorteile eines AMR ist seine Autonomie: Er kann ein Gebiet selbstständig nach Hindernissen scannen. Das gilt auch für sich verändernde Umgebungen, z. B. wenn eine Personengruppe das Lager betritt und als Hindernis fungiert. Statt eines festen Pfads erhält der Roboter Start- und Zielpunkt und erstellt seinen eigenen Weg, während er Hindernisse scannt und ausweicht.

Zudem kann eine Lagerkarte vorab auf den Roboter geladen werden, was Zeit spart und den Prozess sicherer macht. Mit solcher Karte erkennt der Roboter Hindernisse leichter (Dinge, die nicht in der Karte sind), was Flexibilität und mehr Betriebszeit bringt.

2. AMRs sind flexibel

Ein AMR muss keine feste Route von A nach B folgen. Im Gegensatz zu FTS, die Magnetband oder Draht folgen, erstellen AMRs ihre eigene Route und umfahren Hindernisse. Das macht sie flexibler bei neuen Aufgaben. Sie lassen sich leichter für neue Routen oder Lagerlayouts umprogrammieren. Einem FTS eine neue Route zuzuweisen oder seine Umgebung zu ändern, erfordert mehr Zeit und Geld (z. B. Verlegen neuer Fahrdrahte).

3. AMRs sind schnell installiert

Alle für den Betrieb nötige Software ist enthalten. Es bedarf keiner Verbindungsherstellung zwischen Mobilem Roboter und bestehender Linien-Software (z. B. Warehouse Execution System - WES). Die Schnittstellen zu WES sind Industriestandard geworden.

Ein WES-System dokumentiert und verfolgt den Prozess der Umwandlung von Rohmaterial in Endprodukte in einer Lagerproduktionslinie.

Wenn ein Lager bereits Aufträge über ein WES managt, können AMR-Aufträge einfach in dieses System eingespeist werden (wobei dies optional bleibt).

Je nach Aufgabe und Komplexität kann ein AMR (oder eine Gruppe) innerhalb von 2–6 Wochen mit den übrigen Komponenten der Produktionslinie zusammenarbeiten. Im Vergleich zu FTS, die mehr Vorbereitung für komplette Fahrwege benötigen, ist das kurz.

4. Verschiedene Greifer und Peripherie sind mit AMRs kompatibel

Verschiedene Top-Module lassen sich auf dem Roboter montieren: Regale, Behälter, Hubwerke, Förderbänder, Greifer, Haken oder ein kollaborativer Roboter. Letzterer gehört zu einer leicht anderen Kategorie: AIMM (Autonomous Industrial Mobile Operator). AIMMs können Objekte zwischen Produktionslinien bewegen oder als Ersatz für einen defekten Roboter dienen, was Stillstandszeiten für Austausch/Reparatur reduziert. Beide Fälle können OEE (Overall Equipment Effectiveness), den Standard für Fertigungsproduktivität, signifikant steigern.

Nachteile

1. AMRs eignen sich besser für leichte Lasten

Ein Hauptnachteil mobiler Roboter: ihre begrenzte Tragfähigkeit. Mobile Roboter heben bis zu 1 Tonne, während FTS und Gabelstapler bis zu 65 bzw. 31 Tonnen bewältigen.

2. AMRs fahren langsamer und haben Ladezeiten

Aus Sicherheitsgründen fahren die meisten AMRs nicht schneller als 7 km/h, langsamer als Gabelstapler. Betriebszeit bis zu 15 Stunden, Laden dauert 2–3 Stunden – viel Ausfallzeit im Industrieeinsatz. Man kann mehr AMRs kaufen, damit einige laden, während andere arbeiten. Natürlich größere Investition, aber die Flotte arbeitet dann 24/7.

3. AMRs bergen Sicherheitsrisiken

AMR-Einsatz kann Sicherheitsfragen aufwerfen. Z. B. dürfen sie nicht bis an oder über ihre Grenze beladen werden, besonders bei sperriger Last. Bei Notbremsung könnte die Last herabfallen und Mitarbeiter verletzen. Sicherheitspezifikationen müssen entscheidender Teil von Ausschreibung und Inbetriebnahme sein.

4. AMRs stellen hohe Ansprüche an den Einsatzbereich

AMRs fordern die bestehende Umgebung stark. Böden dürfen nicht zu uneben sein, jeder Übergang (Belag, Höhe etc.) muss berücksichtigt werden. Bei stark staubiger oder dampfender Umgebung navigiert der AMR nicht richtig, da Sensoren gestört werden. Zu viele enge Gänge und Tunnelkurven erschweren den Einsatz. Den Einsatzbereich sorgfältig prüfen und sicherstellen, dass er AMR-tauglich ist.

Fazit

Abschließend zur Kostenfrage: Kurzfristig betrachtet ist die Investition sehr teuer. Ist das Projekt erfolgreich, amortisiert es sich langfristig meist. Insgesamt bieten mobile Roboter der Industrie viel, aber es gibt Einschränkungen und Bedenken, die beim Business Case und möglichen Vertrag für eine so große Investition geprüft werden müssen.