Smart Warehousing

Intelligente Logistik durch das Internet der Dinge

7. Juli 2022, 7:31 Uhr | Autor: Knud Kegel / Redaktion: Diana Künstler & Lukas Steiglechner | Kommentar(e)
Sortierroboter in der intelligenten Logistik
© Oselote / 123rf

Unerwartete Nachfragespitzen, Lieferengpässe und die Verknappung von Komponenten beeinflussen die Lieferkette in der Fertigungsindustrie maßgeblich. Daher sollten zumindest die Prozesse in der Lagerlogistik optimiert werden. Was Smart Warehousing auf Basis von IoT-Technologien leisten kann.

Intelligente Logistik kann Unternehmen krisensicherer machen. Diese Form der Automatisierung ist in der Lage, die Produktivität zu verbessern und somit Kosten zu reduzieren. Zudem kann sie den Weg ebnen für neue, effizientere Geschäftsmodelle, bei denen Konnektivität und das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) zur Rationalisierung und Optimierung bestehender Prozesse beitragen. Beim Smart Warehousing übernehmen intelligente IT-Systeme die Kontrolle über den Prozessablauf. IoT-Konnektivität stellt dabei sicher, dass alle Bestandteile des Ökosystems – Sensoren, Gateways, Router, Anwendungen, Plattformen und Menschen – als ein zusammenhängendes Ganzes funktionieren. In der Praxis sind solche Lösungen bereits im Einsatz.

Autonome Sortierroboter

Mittels Sensoren und Kameras zur Navigation bewegen sich autonome Sortierroboter selbstständig. Sie verfügen über verstellbare Lagerfächer und Code-Leser, um Pakete zu klassifizieren und sie in die Ausgabezeile zu legen, bevor sie in den Versandbereich befördert werden. Und durch die IoT-Konnektivität werden die autonomen Roboter kollaborativ: Sie können mit anderen Robotern und Endpunkten kommunizieren und diese wahrnehmen. So interagieren sie mit der Umgebung, Menschen und anderen Dingen. Ein autonomer Roboter muss beispielsweise zwischen einem Regal, das seine Lage nicht verändert, und einem Transportwagen, der ein vorübergehendes Hindernis darstellt, unterscheiden und entsprechend selbstständig handeln können.

Die Hauptvorteile von autonomen Sortierrobotern im Smart Warehousing sind ihre Flexibilität, die schnelle Umsetzung und die hohe Genauigkeit der Ausführung. Sie nutzen Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen, um selbstständig Entscheidungen über ihr Navigationsverhalten zu treffen. Auf Grundlage von Informationen aus der Umgebung können sie sich an Veränderungen anpassen und ihre Aktionen entsprechend ausrichten. Fortschritte in der Navigationstechnologie, der Sensorik und der Bildverarbeitung haben dazu geführt, dass sie ihre Aufgaben sicher und präzise erledigen können.

Um autonome Roboter in alle Systeme des Lager-Ökosystems integrieren zu können, benötigen sie Konnektivität. Hier kommt die 5G- oder 5G-IoT-Technologie ins Spiel. Mit ihr können die Roboter Latenz- und Stabilitätsprobleme überwinden und als zusätzliche Datenquelle zur Optimierung der Logistikprozesse im Lager beitragen.

Fahrerlose Transportsysteme

Um den Materialfluss flexibler und effizienter zu gestalten und größere Entfernungen zu überbrücken, können fahrerlose Transportsysteme im Smart Warehousing eingesetzt werden. Die Ladekapazität eines solchen Fahrzeugs liegt in der Regel zwischen drei und 50 Kilogramm. Sie bewegen sich dabei mit drei bis fünf Kilometern pro Stunde in Umgebungen mit Personenverkehr, in vollautomatisierten Bereichen werden auch höhere Geschwindigkeiten erreicht. Fahrerlose Transportsysteme lassen sich leicht in bestehende Umgebungen integrieren, seien es Lagerstrukturen, Fördersysteme oder die Anbindung an private Verkehrssysteme, und bieten im Vergleich zu anderen automatisierten Transportsystemen die größte Flexibilität. Sie eignen sich für den Transport unterschiedlichster Lasten und können im laufenden Betrieb komplett verlagert werden.

Auch bei betrieblichen Abläufen, in denen es zu Nachfrageschwankungen kommen kann, bieten sie Vorteile. Anders als ein menschliches Teammitglied macht ein fahrerloses Transportfahrzeug keine Pausen und ist immer einsatzbereit, sodass eine kontinuierliche Versorgung im Bedarfsfall gewährleistet ist. Gerade in den Bereichen Logistik und Produktion kann der Umstieg auf fahrerlose Transportsysteme die Produktivität erhöhen.

Während sich ein fahrerloses Fahrzeug entlang einer vordefinierten Route bewegt und mittels Laser- oder Drahtsteuerung navigiert, bewerten autonome Roboter ständig ihre Umgebung und passen ihre Route mithilfe Künstlicher Intelligenz an. Beide Systeme nutzen die Konnektivität und das Internet of Things, wobei autonome mobile Roboter die Umgebungsdaten auf einer komplexeren Ebene verarbeiten.

Bilderkennungssysteme

Neben der Integration autonomer Robotertechnologie und dem Einsatz fahrerloser Transportsysteme tragen auch Bilderkennungssysteme zum Smart Warehousing bei. Sie unterstützen Mitarbeiter, indem sie Komponenten erkennen und darauf reagieren oder die Angestellten zu bestimmten Aktionen anleiten. Die Systeme verfügen über einen Bildschirm, auf dem die Mitarbeiter sehen können, welche Komponenten sie aus welchem Fach in welcher Reihenfolge entnehmen müssen. Als Teil einer vernetzten IoT-Implementierung kann dieses visuelle Feedback die korrekte Erledigung von Aufgaben fördern, da die Mitarbeiter dabei unterstützt werden, fokussiert zu bleiben und so ihr volles Leistungsvermögen abrufen können. Wenn ein Fehler auftritt, benachrichtigt das System sie sofort und gibt Hinweise, wie sie die Aufgabe fehlerfrei ausführen kann.

Gerade am Ende einer anstrengenden Schicht kann die Konzentration menschlicher Mitarbeiter nachlassen und das Potenzial für Fehler steigt an. Mithilfe von Bilderkennung und intelligenter Vernetzung lassen sich falsche Lieferungen und anschließende, potenzielle Kundenbeschwerden gegebenenfalls vermeiden. Darüber hinaus esoll die Bilderkennung bei Produktionslinien eine umfassende visuelle Dokumentation der durchgeführten Arbeiten ermöglichen. Kommt es zu Fehlern in der Produktion, kann der Prozess im Detail überprüft und ein Verschulden durch das Logistikunternehmen ausgeschlossen werden.

IoT-Konnektivität für Maschinen und Menschen

Lösungen für das Smart Warehousing benötigen ein robustes und zuverlässiges digitales Netzwerk. Bei einem intelligenten Lager geht es nicht nur um Automatisierung, sondern auch um die Zusammenarbeit zwischen Maschinen und Menschen. Über das IoT kann ein breites Spektrum an beweglichen Teilen, Rohstoffen, Works-in-Progress, Produkten, Geräten und Teammitgliedern miteinander verbunden und in einem Netzwerk verwaltet werden. Infolgedessen hängt viel von diesem Netz, seiner Abdeckung und seiner Verbindungsart ab.

Das Industrial Internet of Things (IIoT) nutzt spezielle Maschinen-SIM-Karten, um Verbindungen langfristig stabil zu halten, auch unter den teilweise harten Bedingungen in Fabriken und Produktionsanlagen. Diese sogenannten M2M-SIMs machen Roboter und Transportsysteme an vielen Orten einsetzbar und auch unabhängig von einzelnen Netzen: Sinkt die Qualität eines Netzes oder wird sogar ganz unterbrochen, suchen die M2M-SIMs automatisch das nächste verfügbare Netz mit der höchsten Übertragungsrate. Für spezielle Ansprüche können IIoT-Anbieter zudem auch entsprechende private Netzwerke aufbauen.

Knud Kegel, VP Product bei Emnify


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