Pick-by-Robot: So funktioniert das Team aus Mensch und Maschine

Pick-by-Robot: Robotik und künstliche Intelligenz (KI) sind Treiber der digitalen Transformation und werden die zukünftige Arbeitswelt stark verändern. Die Vorteile liegen auf der Hand: Roboter erbringen konstant fehlerfreie Leistung und sind bei Bedarf rund um die Uhr einsetzbar.

Rund um die Uhr: Pick-by-Robot

Doch selbst in auto­matisierten Logistikanlagen wird der weitaus größte Teil an integrierten Kommissionier-Stationen nach wie vor manuell bedient. Der anhaltende Trend zur Produktion rund um die Uhr erfordert in der Regel auch einen Mehrschicht­betrieb in vorhandenen Lagern. Die Nachschubversorgung in der Produktion erfolgt in immer kleineren Einheiten und ist stets bedarfsgerecht sicherzustellen. ­

Vor diesem Hintergrund sind Unternehmen vermehrt gezwungen, auf einen personalintensiven Mehrschichtbetrieb umzusteigen – ein Modell, das angesichts des Fachkräftemangels oder aufgrund personeller Ausfallzeiten schnell an Grenzen stoßen kann. Darüber hinaus verursacht dieser Mehraufwand Kosten, die theoretisch auf den Verkaufspreis der Endprodukte umzuschlagen sind. Eine nachhaltige und zugleich effiziente Alternative sind automatisierte Pick-Applikationen, die sich direkt und sukzessive in ein Auto­matiksystem integrieren lassen.

Vereinfachte Technik, Bedienung und Interaktion

Fakt ist: Robotik-Lösungen sind auf dem Vormarsch, doch speziell in der Kleinteilekommissionierung übernehmen diese aktuell meist nur eine Nebenrolle. Die Gründe: Sie sind aufwändig zu installieren und durch die erforderliche Schutzumzäunung nicht flexibel nutzbar. Dieser Herausforderung hat sich das Forschungs- und Entwicklungsteam der IGZ aus Falkenberg gestellt: „Unser Fokus liegt auf mechanisch einfach konzipierten Leistungsmodulen, die sich in kurzer Zeit in Betrieb nehmen lassen, ohne tiefgreifende Kenntnisse bedienbar, skalierbar und jederzeit nachrüstbar sind – so wie unsere Pick-by-Robot-Lösung LUKE2“, berichtet IGZ-Geschäftsführer ­Johann Zrenner.

Die mehrfach patentierte und jüngst mit dem German Inno­vation Award in Gold ausgezeichnete Neuentwicklung hat bereits sämtliche Technik an Bord. Das System ­beansprucht in seinem Aktionsradius den gleichen Platz wie ein Werker und wird mit nur einer Steckerverbindung am Arbeitsplatz angeschlossen. ­
„Im Rahmen der Mensch-Roboter-Kolla­boration (MRK) agieren Mensch und ­Maschine nicht mehr isoliert, sondern teilen sich einen Arbeits­raum und verrichten ihre Aufgaben ­sequenziell Hand in Hand“, betont Andreas Spangler, Leiter des IGZ ­Innovation & Competence Center.

Autonomie, Mobilität und Flexibilität von Pick-Robotern wurde mit LUKE2 neu definiert. Andocken, positionieren und anschließen – der mobile Pick-Roboter ist in nur drei Schritten betriebsbereit, benötigt kaum Standfläche und ist prädestiniert für die Hochleistungskommissionierung.

Pick-by-Robot: Bis 550 Picks je Stunde realisierbar

LUKE2 wird durch SAP EWM/MFS (SAP Extended Warehouse Management/SAP Material Flow System) direkt angesteuert und eignet sich gleichermaßen für Neuprojekte als auch für die Integration in Bestandsanlagen. Er übernimmt das automatisierte Piece-Picking direkt an den Ware-zur-Person-Arbeitsplätzen und kann für die Vorkommissionierung, die ein- oder mehrstufige sowie ­Single- oder Multi-Order-Kommissionierung genutzt werden. Umbauten an der Fördertechnik am Arbeitsplatz sind dabei in der Regel nicht erforderlich. Bei Bedarf übernimmt der Roboter aber auch andere Aufgaben, wenn etwa Waren von Quell-Behältern in Ziel-Behältern zu verdichten sind.

Die aktuell realisierbare Performance des Roboters beläuft sich auf bis zu 550 Picks pro Stunde. Er ist damit prädestiniert für ein breites Artikelspektrum bei saug- und greiffähiger Ware. Mittels aktuell eingesetztem ­Roboterarm und eigens entwickelten Saug- und Greifwerkzeugen, die sich wiederum sehr schnell automatisiert wechseln lassen, kann man derzeit Stück­gewichte bis fünf Kilogramm handhaben.

Moderate Einstiegs- und Betriebskosten

Dank integrierter KI-Algorithmen und Strategien aus dem Bereich Cognitive Robotics lernt LUKE2 außerdem bei neuen Artikeln eigenständig dazu und identifiziert diese ohne weitere Trainings bereits beim ersten Kommissionier-Vorgang. Er ist weiterhin in der Lage, Fehler in Ablaufroutinen zu erkennen und sie ebenfalls ad hoc zu korrigieren. „Diese Weltneuheit überzeugt auf breiter Front: Sie ist hochgradig wirtschaftlich, bietet einen attraktiven Return-of-Invest, sorgt für ein hohes Maß an Kommissionier-Sicherheit und zeichnet sich durch breite Einsatzflexibilität aus“, unterstreicht ­Johann Zrenner. So fallen bei der Erstinvestition überschaubare Fixkosten an.

Langfristig ist die ­Lösung mit geringem Wartungsaufwand nutzbar und der Platzbedarf aufgrund nicht mehr benötigter Roboter-Zellen äußerst gering. Fehlgriffe und nachlassende Konzentrationsstärke, wie beim manuellen Handling üblich, sind ausgeschlossen. Als Kernbestandteil der automatisierten, kamera­basierten und vollständig in SAP EWM/MFS integrierten Pick-by-Robot-­Gesamtlösung von IGZ garantiert LUKE2 vielmehr bereits im Standard eine Null-Fehler-Quote von nahezu 100 Prozent. Flexibilität ist darüber hinaus angesichts der intelligenten Greif-/Saugvorrichtung gewahrt, da sich unter­schiedlich beschaffene Kleinteile mühelos aufnehmen sowie schnell und dank integrierter Schlichtalgorithmen platzsparend in die Zielgebinde positionieren lassen.

Konstante Verfügbarkeit ohne Leistungseinbrüche

„Ich bin überzeugt, dass LUKE2 als zentrales Leistungsmodul unseres Pick-by-Robot Best Practice den Markt der produktionsnahen Intra­logistik nachhaltig verändern wird“, resümiert Johann Zrenner. „Der Trend zur Automatisierung im Kontext von Industrie und Logistik 4.0 ist unumkehrbar. Über Leistungs- und Flexibilisierungsaspekte hinaus punktet diese Kommissionier-Lösung auch angesichts alternder Belegschaften, die von monotonen und mitunter mühsamen Tätigkeiten zu entlasten sind. Gleichzeitig schaffen Unternehmen mit Digitalunterstützung ein Arbeitsumfeld, das auch für junge Menschen attraktiv ist und den sich weiter verschärfenden Fachkräftemangel kompensieren kann.“

Der mobile Pick-Roboter lässt sich ohne jegliche Unterbrechung im 24/7-Dauerbetrieb nutzen, auch an Feiertagen oder bei krankheits- oder urlaubsbedingten Fehlzeiten des Personals. Darüber hinaus ist ein punktueller Einsatz zur Abfederung von Spitzenlasten bei erhöhtem Auftragsaufkommen möglich. Weitere Vorteile dieser neuen Robotik-Generation, die de facto über die Statistenrolle in der Logistik ­hinausgewachsen ist, erschließen sich durch die nahtlose Integration in SAP EWM/MFS. Smarte Algorithmen ermitteln automatisiert die optimalen Greif- oder Saugpunkte und begünstigen den Prozess des Machine Learning. Auf Middleware kann komplett verzichtet werden.

Der Autor Holger Häring ist Bereichsleiter Verkauf bei IGZ.

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