Was sind Autonomous Mobile Robots?
Autonomous Mobile Robots (AMR) sind Transportfahrzeuge, die nicht nur ohne Fahrer, sondern (im Gegensatz zu Autonomous Guided Vehicles) auch ohne fixe Leitlinien im Boden auskommen. Ermöglicht wird dies durch den Einsatz moderner Sensoren und Navigationsmethoden.
Vorteile der Autonomous Mobile Robots
Fahrerlose Flurförderzeuge dienen dem Transport von Material, fertigen Erzeugnissen und Lagerware. Der wesentliche Unterschied zwischen einem Autonomous Mobile Robot und anderen fahrerlosen Flurförderzeugen ist die Art, wie AMRs ihren Weg finden. Während herkömmliche fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) einer Leitlinie am Boden folgen – also spurgebunden sind – navigieren AMR autonom zu ihrem Zielort. Dazu können sie aus vorgegebenen Wegen wählen oder durch eigene Steuerung ideale Wege auswählen. Befindet sich auf ihrem Weg ein unerwartetes Hindernis, können AMR einen alternativen Kurs berechnen.
Immer flexibel mit Autonomous Mobile Robots
Ihre Flexibilität ist der große Vorteil der Autonomous Mobile Robots. Dank ihr können die Roboter über ein Fleet Control System gesteuert werden. Dadurch werden Transportprozesse effizienter gestaltet und das Risiko, dass die Fahrzeuge der Flotte einander behindern, wird signifikant reduziert. Ferner stoppen AMR im Gegensatz zu fahrerlosen Transportfahrzeugen nicht einfach, wenn sich ein Hindernis in ihrem Weg befindet, sondern berechnen eine Ausweichroute. Kurz gesagt: AMR halten die Abläufe besser in Fluss.
AMR bleiben stets skalierbar
Neben ihrer Flexibilität überzeugen AMR vorrangig durch die einfache Skalierbarkeit des gesamten Systems. Diese zeigt sich nicht nur, wenn zusätzliche Fahrzeuge in die Flotte integriert werden sollen, sondern insbesondere dann, wenn die vorgegebenen Fahrtrouten geändert werden müssen. Im Gegensatz zu fahrerlosen Transportsystemen sind bei AMR keine Umbaumaßnahmen erforderlich, da sie nicht spurgebunden sind. Aber die höhere Flexibilität hat natürlich auch ihren Preis.
AMR: Höhere Anforderungen für höhere Flexibilität
Autonomous Mobile Robots sind also wesentlich flexibler als spurgebundene fahrerlose Transportsysteme. Doch diese größere Flexibilität stellt auch höhere Ansprüche an die einzelnen Fahrzeuge wie an das gesamte System. Das gilt speziell für die Sensorik und die Sicherheitstechnik, die wesentlich aufwendiger als bei anderen fahrerlosen Transportsystemen sind, aber auch für die Rechenleistung jedes Fahrzeugs.
Autonomous Mobile Robots erfordern aufwendige Sensorik
Die Sensortechnik eines Autonomous Mobile Robots ist wesentlich aufwendiger als die eines fahrerlosen Transportsystems, da ein AMR nicht einfach einer Leitlinie folgen kann, sondern seinen Standort und seine Route selbst berechnen muss. Zu diesem Zweck kommen in der Regel hochmoderne Lasersensoren zum Einsatz. Solche Präzisionsmessinstrumente sind aufwendig in der Herstellung und daher auch höher in den Kosten.
AMR haben hohe Ansprüche an die Rechenleistung
Die Ansprüche an die Rechenleistung eines AMR sind vergleichsweise hoch. Das Fahrzeug muss nicht nur autonom die notwendigen Informationen zur Positionsbestimmung aus seiner Umgebung erfassen, sondern aus diesen in Echtzeit seinen Standort berechnen und entscheiden, welcher Weg zum Ziel am günstigsten ist. Das alles muss während der Fahrt geschehen, also während sich die Position laufend ändert. Ferner muss der Rechner Ausweichrouten berechnen, wenn die Sensoren ein unerwartetes Hindernis auf dem Weg erkennen.
Wie findet ein Autonomous Mobile Robot seinen Weg?
Autonomous Mobile Robots verwenden also modernste und anspruchsvolle Technik zur Navigation. Doch die Navigationsverfahren, die AMRs verwenden, sind in ihren Grundprinzipien alles andere als neu. Die beiden wichtigsten Verfahren, die Koppelnavigation und die Triangulation, werden schon seit Jahrhunderten eingesetzt und auch die Positionsbestimmung anhand von Umgebungsmerkmalen ist nicht grundsätzlich neu.
Koppelnavigation
Die Koppelnavigation ist ein Verfahren, das ursprünglich aus der Seefahrt kommt, wo es auch heute noch im Einsatz ist. Die Position eines Fahrzeugs ergibt sich aus seiner Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit, gemessen von einem Ausgangspunkt, dessen Lage bekannt ist. Wie bei jedem näherungsweisen Verfahren zur Positionsbestimmung kommt es auch bei der Koppelnavigation zu Messfehlern, die mit der Länge der zurückgelegten Strecke zunehmen. Darum muss regelmäßig an bekannten Punkten eine neue Kopplung begonnen werden.
Triangulation
Auch bei der Triangulation handelt es sich um eine alte Navigationsmethode, die ursprünglich ebenfalls aus der Seefahrt kommt. Hierbei werden mehrere Referenzpunkte mit bekannter Position durch einen Laserscanner erfasst und aus den Schnittpunkten dieser Peillinien die Position des Fahrzeugs berechnet. Die Genauigkeit dieses absoluten Verfahrens ist höher als die der Koppelnavigation, jedoch erfordert es einen höheren technischen Auswand (Sensorik, Auswerterechner, Reflektormarken etc.) und eine höhere Rechenleistung.
Umgebungsmerkmale
Eine weniger verbreitete Methode ist die Navigation über Umgebungsmerkmale und/oder Landmarken. Hierbei erfasst der Roboter mit Scannern oder Kameras seine Umgebung und gleicht deren Merkmale mit einer hinterlegten digitalen Karte ab. Anhand der gewonnenen Daten berechnet der AMR den besten Weg zum Ziel.
Wo werden Autonomous Mobile Robots eingesetzt?
Autonomous Mobile Robots kommen derzeit überall dort zum Einsatz, wo auch die spurgebundenen Autonomous Guided Vehicles (AGR) in Verwendung sind. Dies ist hauptsächlich an Montagelinien, in der Logistik und Lagerhaltung der Fall sowie in der industriellen Fertigung. Dort kommen sie oft als Transportroboter zum Einsatz.
Logistik
In der Logistik (sowohl in der Logistikbranche selbst als auch in der Intralogistik der verschiedensten Unternehmen) sind AMR heute nicht mehr wegzudenken. Sie erfüllen im Rahmen automatisierter Lager ähnliche Funktionen wie die in dieser Branche ebenfalls schon lang etablierten Autonomous Guided Vehicles (AGR), jedoch mit der erwähnten höheren Flexibilität. Ein Beispiel aus unserem Haus für die vielen Möglichkeiten, mit denen AMR Mitarbeiter in der Intralogistik unterstützen können, ist FiFi®.
FiFi® – ein besonderer Autonomous Mobile Robot
Eine besondere Innovation aus dem Hause BÄR Automation ist unser gestengesteuertes FiFi®. Der kollaborative Roboter ist speziell für die Intralogistik, Kommissionierung und Produktion entwickelt und kann mit seinem Mensch-Maschine-Interface Gesten erkennen und so gesteuert werden. Das FiFi® kann als Stand-alone-Lösung oder als Teil eines Flottenverbandes eingesetzt werden. Es ist also je nach Bedarf individuell und flexibel wandelbar.
Fertigung
In der Fertigung kommen Autonomous Mobile Robots nicht nur zur Bereitstellung von Material zum Einsatz, sondern auch zum Transport der eigentlichen Erzeugnisse. Der AMR kann hier als mobiler Arbeitsplatz eingesetzt werden. Der Vorteil liegt in ihrer unerreichten Flexibilität. Wenn sich Produktionsabläufe ändern, Arbeitsstationen hinzukommen oder entfallen, sind keine umfangreichen Umbauarbeiten an den Förderanlagen erforderlich, sondern die AMR müssen lediglich umprogrammiert werden.
Zweifel bei der Sicherheit sind nicht nötig
Der Gedanke, dass in einer Produktionsstätte oder Lagerhalle plötzlich Roboter unterwegs sind, die selbst über ihren Weg bestimmen und Hindernissen ausweichen müssen, mag zunächst Zweifel an der Sicherheit sähen, doch diese sind unbegründet. Bei allen unseren Autonomous Mobile Robots steht die Sicherheit an erster Stelle. Jedes AMR überwacht seine Umgebung ständig mit hochmodernen Lasersensoren und wird vor einem Hindernis stets eine Alternativroute wählen, die weder das Fahrzeug selbst noch umstehende Personen oder Einrichtungen gefährdet. Dabei ist der Roboter – anders als menschliche Fahrer – niemals abgelenkt, unkonzentriert oder unter Zeitdruck.
Die Zukunft der Autonomous Mobile Robots
Alle Industrienationen stehen vor dem Problem, dass ihren Arbeitsmärkten schon heute weniger Arbeitskräfte zur Verfügung stehen als benötigt werden. Die demografische Entwicklung der nächsten Jahrzehnte wird dieses Problem noch verschärfen. Autonomous Mobile Robots werden in Zukunft einen wichtigen Beitrag zur Entspannung der Arbeitsmarktsituation leisten, indem sie fehlende menschliche Arbeitskräfte ersetzen. So können sie zum Beispiel für die verschiedensten Verwendungen in der Landwirtschaft, den Gepäcktransport in der Hotellerie oder zur Desinfektion und Sterilisierung im Healthcare-Bereich eingesetzt werden und natürlich auch im öffentlichen Nahverkehr.
Mit der Weiterentwicklung der KI und damit einhergehenden Verbesserungen der bestehenden Mensch-Maschine-Interfaces ist auch denkbar, dass AMR künftig direkt mit Kunden oder Besuchern in Interaktion treten und diesen direkt zu Diensten sind, statt wie heute vorwiegend die Mitarbeiter zu unterstützen. Dazu bedarf es freilich solcher Systeme, die auch ohne Schulung intuitiv zu bedienen sind.
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