Roboter im Lager: Systeme im Zeitalter der Logistik 4.0

Roboter im Lager - das sind automatische Systeme und spezielle Software für die Kontrolle und Handhabung von Waren. Deren Einsatz in der Logistik ist nicht neu. Die Digitalisierung und das Aufkommen der Industrie 4.0 (und der Logistik 4.0) haben jedoch zu großen Fortschritten auf dem Gebiet der Robotik und Automatisierung geführt, die sich in jedem Glied der Lieferkette zeigen.

Wir wollen in unserem Artikel nicht über die revolutionären Prototypen von Lagerrobotern sprechen, die in den Medien viel Aufmerksamkeit erregen, sondern konzentrieren uns auf die wichtigsten Systeme in der Branche hinsichtlich ihrer Effizienz und belegter Ergebnisse.

Unterschied zwischen Industrierobotern und Cobots

Im Bereich der Industrierobotik existieren zwei wesentliche Konzepte nebeneinander:

- Industrieroboter

Industrieroboter sind Maschinen, die so programmiert sind, dass sie industrielle Prozesse präzise ausführen. Sie ersetzen weitgehend Handarbeit bei schweren und sich wiederholenden Aufgaben und arbeiten automatisch. Darüber hinaus sind sie mit Sensoren ausgestattet, die Informationen aus der Umgebung in Echtzeit erfassen und sammeln.

Die Anwendungsbereiche von Industrierobotern sind vielfältig, so dass sie sehr unterschiedliche Formen annehmen können. Im Lager finden sich innerhalb dieser Klassifizierung z. B. Regalbediengeräte oder automatische Förderer.

- Kollaborative Roboter (Cobots)

Kollaborative Roboter, sogenannte Cobots (nach engl. Collaborative Robot), haben in der Regel eine kompaktere und überschaubare Struktur. Der Unterschied zu klassischen Industrierobotern besteht darin, dass sie den Menschen bei der Entwicklung verschiedener Aufgaben in ihrem Arbeitsumfeld (daher der Name) unterstützen sollen. Einer ihrer großen Vorteile ist ihre Vielseitigkeit, da sie so programmiert werden können, dass sie autonom oder vom Arbeiter geführt arbeiten. Im Bereich der Lagerung finden wir mechanische Arme für den Umschlag von Lasten oder Verpackungsmaschinen.

Welche Lagerprozesse lassen sich automatisieren?

Niemand weiß, ob die Lagerhäuser der Zukunft ganz ohne menschliche Arbeit auskommen können, aber zumindest heute ist selbst in den modernsten Anlagen ein gewisses Maß an menschlicher Intervention noch notwendig. Trotz der Fortschritte in der Automatisierung benötigt ein Lager die Anwesenheit von Bedienern für sehr komplexe und variable Aufgaben.

Denn nicht alles ist automatisierbar. Wenn wir ein Projekt zur Lagerautomatisierung vorschlagen, finden sich immer Faktoren, die die Möglichkeiten beschränken, sich stärker an den Zielen der Effizienz und Produktivität zu orientieren.

Eine Robotisierung des Lagers unterliegt folgenden Prämissen:

• Die Ladeeinheiten müssen standardisiert sein, unabhängig davon, ob es sich um eine Palette, eine Kiste oder einen anderen Behältertyp handelt.
• Jede Bewegung, die im Lager stattfindet, sollte analysiert werden, da das größte Potenzial in der Robotisierung von sich wiederholenden Bewegungen liegt. Diese können manuell oder unterstützt ausgeführt werden.
• Sie sollten sich nicht voreilig von überhöhten Erwartungen anstecken lassen und bedenken, dass es in den meisten Fällen eher darum geht, nur einen bestimmten Bereich oder einen bestimmten Prozess im Lager zu automatisieren.

Welche Bereiche oder Prozesse sollten Sie in Betracht ziehen? Die besten Ergebnisse der Robotik entstehen, wenn die folgenden drei Faktoren gleichzeitig zusammenkommen:

• Wiederholbarkeit der Bewegungen
• großes Betriebsvolumen
• einheitliche Maße der zu handhabenden Lasten

Zum Beispiel kann die Robotik leicht in Lagern mit angegliederten Produktionsstätten eingesetzt werden, da das Unternehmen die Abläufe mit denen des Lagers koordinieren kann. Im Prinzip ist aber jede Art von Lager für die Robotisierung geeignet, das die drei zuvor genannten Punkte erfüllt.

Einsatzgebiete von Robotern im Lager

Sehen wir uns die wesentlichen Anwendungsbereiche von Robotern im Lager an (gegliedert nach den von ihnen ausgeführten Prozessen):

1. Entnahme und Lagerung von Waren

- Regalbediengeräte

Es handelt sich um ein automatisches System, das in der Lage ist, Paletten oder Kisten aufzunehmen und auf die Regale zu stellen. Ein Regalbediengerät besteht aus einem massiven Turm, der entlang der Regale verläuft, und einer Halterung mit Gabeln, die die Palette oder Kiste auflädt. Diese Systeme ersetzen Gabelstapler.

- Pallet Shuttle

Das Pallet Shuttle fährt entlang der Lagerkänale und bewegt die Palette horizontal zum ersten freien Standort und umgekehrt. In seiner halbautomatischen Version arbeitet das Pallet Shuttle Seite an Seite mit dem Bediener, der es programmieren und direkt vom Stapler aus mit einem Tablet-PC steuern kann.

2. Warentransport zwischen verschiedenen Bereichen

- Fördersysteme

Palettenfördersysteme sind ein statisches System zum Bewegen von Lasten im Lager mittels Rollen, Bändern oder Ketten. Sie ersparen den Warenverkehr mit manuellen Handhabungsgeräten. In der Regel sind sie als Ergänzung zu den Regalbediengeräten in automatischen Lagern konzipiert, wobei Förderer in verschiedenen Bereichen des Lagers für unterschiedlichste Zwecke eingesetzt werden.

- Elektrohängebahnen

Elektrohängebahnen decken den gleichen Funktionsumfang ab wie Fördersysteme, mit dem Unterschied, dass sie über einen Hängebahnkreislauf verfügen und dementsprechend nicht mit dem Boden des Lagers verankert sind. Ihr Hauptvorteil ist ihre hohe Geschwindigkeit, weshalb sie für mittlere Distanzen eingesetzt werden. Mecalux hat für die polnische Firma Sokpol ein solches Lager entworfen.

- Fahrerlose Transportsysteme (FTS)

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind in der Lage, ohne menschliches Zutun einen vorgegebenen Weg zu fahren. Sie ähneln mit ihrer Ladefläche und den Gabeln Gabelstaplern. Ihre Sensoren ermöglichen es ihnen, die Spur von Funkwellen aufzunehmen und zu verfolgen, die von einem Sender in einem unterirdischen Kabel ausgelöst werden.

3. Kommissionierhilfen

- Anthropomorphe Roboter für die automatische Kommissionierung

In einigen Lagern, deren Betrieb vorhersehbar und stabil ist, ist es möglich, Roboterarme zu installieren, die die gesamte Phase der Auftragsvorbereitung automatisch ausführen. Dies sind feststehende Industrieroboter, die in der Regel bei der Platzierung und Palettierung von Waren helfen.

- Hilfsroboter, die den Bediener bei der Kommissionierung unterstützen

Zu diesem Bereich gehören verschiedene Arten von Cobots:

• Mechanische Arme für die Handhabung schwerer Lasten ermöglichen es dem Bediener, schwere Güter zum Palettieren zu bewegen. Ein Beispiel dafür sind die Roboter im Lager von Cepsa in Spanien.
• Verpackungsmaschinen: Sie haben je nach Art der benötigten Verpackung sehr unterschiedliche Formate. Es gibt beispielsweise Verpackungssysteme, die das Material für jede Kiste vorbereiten und berechnen, was dem Bediener die Arbeit erleichtert.
• Mechanische Exoskelette, auch als PSA (Persönliche Schutzausrüstung) bezeichnet, sind mobile Roboteranzüge, die an die Bewegungen des Trägers anpasst sind und diese unterstützen, wodurch sich dessen physischen Fähigkeiten verbessern und die Müdigkeit bei der Ausführung von Bewegungen minimiert wird.

Wichtige Aspekte im Zusammenhang mit Robotern im Lager

Roboter im Lager arbeiten nicht als losgelöste Elemente. Folgende Punkte sollten demnach noch berücksichtigt werden:

• Roboter im Lager funktionieren nur mit Software: Trotz des imposanten Aussehens einiger Industrieroboter wären sie ohne die verschiedenen Softwaretypen nutzlos. Diese ermöglichen die Programmierung, Kommunikation und Ausführung von Bewegungen und Entscheidungen in der Lagerverwaltung mit dem Ziel, den gesamten Lagerbetrieb zu optimieren.
• Präventive Wartung: Neben der Erstellung eines Aktionsplans im Falle einer Panne (dazu gehört in der Regel der sofortige Kontakt mit dem technischen Dienst des Lieferanten) ist es notwendig, ein vorbeugendes Wartungsprogramm zu erstellen, mit dem unerwartete Unterbrechungen vermieden werden können.
• Schulung der Bediener: Dadurch werden die Fähigkeiten der Mitarbeiter in Verbindung mit der Digitalisierung von Aufgaben und dem Umgang mit Software und automatisierten Systemen verbessert und Schnittstellen geschaffen, die die Einarbeitungszeit verkürzen.

Roboter im Lager sind heute schon keine Seltenheit mehr. Automatisierung und Robotisierung sind erfolgreiche Möglichkeiten, um die Effizienz des Lagers zu steigern und die Qualität der Logistikprozesse zu verbessern. Wenn auch Sie diese Vorteile nutzen möchten und die Beratung eines Mecalux-Experten für Robotik und Automatisierung wünschen, kontaktieren Sie uns!