Automatisierte Transportfahrzeuge: Fahrerlos und schnell?

Was im Bereich der fahrerlosen Pkw noch für lange Zeit Stoff für Debatten über den Sinn dieses Konzepts und über die tatsächliche Marktakzeptanz liefern wird, ist in der Intralogistik schon lange gängige Praxis. In großer Vielfalt haben sich unterschiedlichste fahrerlose Transportsysteme (FTS) etabliert, die aus der modernen Intralogistik nicht mehr wegzudenken sind. Eine Schnittstelle mit der Vision vom fahrerlosen Pkw ergibt sich allerdings auch hier durch die Frage, welche Systeme sich langfristig durchsetzen werden. Im Bereich des Pkw besteht die große Herausforderung darin, die Umgebung im Straßenverkehr so schnell zu erkennen und in entsprechende Aktionen wie Manövrieren, Bremsen und Beschleunigen zu übertragen, dass Kollisionen vermieden werden, und das erwünschte Maß an Sicherheit auch bei den hohen Geschwindigkeiten zu ermöglichen, auf die Pkw ausgelegt sind. 

Geschwindigkeit von FTS als neue Herausforderung der Intralogistik
 

Geschwindigkeit spielt auch im Material- und Warenfluss eine immer größere Rolle. Hinzu tritt der Wunsch nach größtmöglicher Flexibilität beim Einsatz von Transportfahrzeugen. Schon die Entwicklung eines Wegesystems für den internen Transport von Rohstoffen, Materialien und Fertigungsteilen ist aufwendig und kostenintensiv. Die Spurführung eines FTS kann mittels klassischer Induktionsschleife oder durch optische, im Hallenboden verlegte Leitlinien erfolgen. Neben diesen Verfahren, die auf einer eher starren Wegeführung basieren, etablieren sich zusehends optische Navigationssysteme, die ohne vorgefertigte Wegmarken auf dem Hallenboden auskommen. Sie nutzen Lasertechnologie zur Umgebungserfassung. Mit dieser Navigationsart befreien sich die FTF zusehends von der starren Streckenführung hin zu einer autonomen, jederzeit anpassungsfähigen Einsatzmöglichkeit für den internen Warentransport. Allerdings können solche automatisierten Fahrzeuge ihre Stärken vorerst nur beim Transport eher leichter Waren und Transportgüter ausspielen. In Branchen mit optimierter Lagerlogistik als Schwerpunkt des Geschäftsmodells, wie es zum Beispiel beim Versandhandel der Fall ist, erweisen sich solche Systeme aber bereits als besonders effizient und zukunftsfähig. Wo starke Trage- und Ziehlasten gefragt sind, bleiben klassische FTS mit fester Spurführung weiterhin erste Wahl. 

Ausdehnung der Intralogistik über die Lager- und Fertigungshalle hinaus
 

Als in den 60er-Jahren fahrerlose Transportvehikel – damals handelte es sich weitestgehend um automatisierte Fahrzeuge mit aktiver Stapelfunktion – ihre schnelle Verbreitung in der Industrie fanden, galt Personaleinsparung noch als primäres Ziel. Auch die Prozesssicherheit, also die störungsfreie Verfügbarkeit der Materialien in der Fertigung, konnte durch Automatisierung der Transportwege entscheidend verbessert werden. 

In den meisten modernen Produktionsbetrieben werden allerdings längst andere Ziele ins Visier genommen. Fahrerlose Transportsysteme, ob für hohe Trag- oder Ziehlasten oder als Systeme, die selbst über eine hydraulische Be- und Entladungsfunktion verfügen, prägen bereits den internen Materialfluss der meisten größeren Produktionsbetriebe. Neue Potenziale zur weiteren Reduktion von Kosten ergeben sich aus geringerem Aufwand bei der Umprogrammierung einer Steuerung und den Parametern Geschwindigkeit und Flexibilität. Denn die Transportwege von FTS-Systemen müssen über bestimmte Lager- und Montagehallen hinausreichen, um neue Einsparpotenziale für die produzierende Industrie zu erschließen. Das gesamte Werksgelände wird zunehmend in logistische Planungen einbezogen. Dadurch ergibt sich vor allem die Forderung nach neuer Geschwindigkeit. Das Tempo von fahrerlosen Transportsystemen wird noch nach Metern pro Sekunde bemessen, die Maximalgeschwindigkeiten solcher Systeme ereignen sich derzeit noch im Schritttempo-Bereich. Um auch größere Strecken im internen Materialfluss in wirtschaftlich angemessenem Tempo zu überwinden, müssen die Transportfahrzeuge nicht nur schneller, sondern bezüglich ihrer Antriebstechnik gleichzeitig auch unabhängiger von der Bodenbeschaffenheit und von jedweder starren Spurführung befreit werden. Es gilt, dann die dort typischen „Hindernisse“, bestehend aus Wänden, Fußgängern und anderen Transportfahrzeugen, sicher und zügig zu bewältigen. Die „Autobahnen“ eines Produktionsbetriebs beginnen also zwischen den Lager- und Produktionshallen. 

Immer schnellere Reaktionszeiten zwischen Sensorik und Aktorik
 

Der technologische Schlüssel, um solche Ziele zu erreichen, liegt in einer immer schnelleren Reaktionszeit zwischen Sensoren, die eine Umgebung erfassen und der Umsetzung solcher Signale in unmittelbare Lenk-, Brems- und Beschleunigungskräfte. Dazu müssen bei allen Bewegungen auch die transportierten Materialien sicher und stabil verankert sein. Transportsysteme mit eigener Hubkraft für Ladegüter werden bezüglich ihrer Lade- und Entladungsfunktion branchenspezifisch angefertigt. Die Individualisierung solcher Fahrzeuge konzentriert sich auf die Ausstattung der eigentlichen Hebefunktionen und der Absicherung des Transportguts während des Transports zur ersten oder nächsten internen Weiterverarbeitungs- oder Ladestation. 

Geschwindigkeit als größte Herausforderung automatisierter Transportfahrzeuge
 

Bei der Weiterentwicklung von fahrerlosen Transportsystemen stellt die Überwindung des bisher noch geltenden Schritttempos die größte Hürde dar. Neben Systemen, die nach dem Vorbild des klassischen Gabelstaplers noch maßgeblich das Bild des intralogistischen Transportwesens prägen, etablieren sich für die Aufnahmen kleiner Lasten bereits schnelle und wendige Transportroboter, die nach dem Prinzip der Schwarmintelligenz in der Lage sind, auch untereinander zu kommunizieren – und sich gegenseitig auszuweichen. Diese Systeme zeichnen bereits die weiteren Entwicklungsschritte im Bereich der fahrerlosen Transportsysteme hin zu größerer Flexibilität bei immer höheren Geschwindigkeiten vor.