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Lösungsansatz

Um die notwendige Verringerung der Komplexität und damit eine Verringerung der Kosten für Ersteinrichtung und Anpassung einer Automatisierungslösung zu erreichen, entwickelt STILL seit einiger Zeit Automatisierungslösungen, die es dem Anwender erlauben, fahrerlose Transportsysteme selbstständig in Betrieb zu nehmen, zu betreuen und an Veränderungen der Logistikprozesse anzupassen. Richtungweisend für die Entwicklung ist dabei die Beachtung folgender Eckpunkte:

• Erhebliche Vereinfachung der Nutzung

• Deutliche Senkung von Konfigurationsaufwand und -komplexität

• Spürbare Erhöhung der Eigenintelligenz der Transportfahrzeuge

• Erhebliche Steigerung des Autonomiegrades der Fahrzeuge zur eigenständigen Anpassung der Fahrzeugreaktionen an Umgebungsveränderungen

Das folgende Kapitel zeigt im Rahmen des Forschungsprojekts „marion“ [1] entwickelte autonome STILL-Transportroboter, deren Fähigkeiten insbesondere in Bereich der Umgebungswahrnehmung und entsprechender eigenständiger Verhaltensanpassung liegen.

STILL Forschungsaktivitäten im Bereich Robotik und Automatisierung

Mit dem Ziel, weitreichende zukunftsorientierte Lösungen für die genannten Eckpunkte zu entwickeln, engagiert sich STILL seit einigen Jahren im Bereich der Forschung zu mobiler Robotik und arbeitet hier intensiv mit verschiedenen Instituten und Universitäten zusammen.

Beispielhaft sei an dieser Stelle das Forschungsprojekt marion – „Mobile autonome, kooperative Roboter in komplexen Wertschöpfungsketten“ – genannt.

Abb. 1 Zielszenario: STILL CX-T autonom und STILL FM-X autonom kooperieren für eine vollautonome Be- und Entladung von Routenzugtrailern, Quelle: STILL GmbH

Dieses vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderte Verbundprojekt hat die Automatisierung der Arbeitsprozesse mit autonomen Fahrzeugen unter besonderer Berücksichtigung der Kooperation der beteiligten Maschinen zum Ziel. Marion wird unter Beteiligung der Partner CLAAS, Atos, DFKI und STILL vom 01.08.2010 bis 30.11.2013 durchgeführt.

Die im Projekt marion im Anwendungsfall Intralogistik erzielten Ergebnisse sollen im Folgenden anhand einer beispielhaft realisierten vollautomatischen Be- und Entladung von Routenzügen verdeutlicht werden, die sowohl bei automatisierten, wie auch manuell geführten Routenzügen zur Anwendung kommen kann (Abb. 1).

Das entwickelte System ermöglicht einen flexiblen Einsatz von Transportrobotern auch in Prozessen, die einem ständigen Wandel unterliegen. Hierfür wurde ein grafisches Konfigurationstool entwickelt, das den Nutzer befähigt, einzusetzende autonome Transportroboter mit geringstem Aufwand selbst in Betrieb zu nehmen oder deren Einsatz nach Bedarf anzupassen (Abb. 2).

Dabei beschränken sich die vorzugebenden Informationen im Wesentlichen auf Fahrwege und Interaktionsbereiche, die der Nutzer für die Nutzung durch die Transportroboter freigeben möchte. Kurvenfahrten oder Manöver bspw. zur Anfahrt von Palettenstellplätzen werden dabei von den Robotern selbst berechnet und müssen nicht definiert werden.

Das dazu im marion-Projekt entwickelte dynamische Planungssystem ermöglicht es, unter den aktuellen Platzverhältnissen und Umgebungsbedingungen entsprechend optimale Fahrwege zu bestimmen, die anschließend von den Transportrobotern abgefahren werden können und eine gleichbleibend hohe Transportleistung gewährleisten. Für eine breite Akzeptanz von autonomen Fahrzeugen, die im gemeinsamen Arbeitsbereich mit dem Menschen eingesetzt werden, ist es zudem unerlässlich, dass die Fahrbewegungen

Abb. 2 Konfigurationstool zur intuitiven Einrichtung des Arbeitsbereichs der autonomen Transportroboter, Quelle: STILL GmbH

der Transportroboter zusätzlich ästhetischen Anforderungen genügen, so dass der Mitarbeiter vor Ort Vertrauen in die mit ihm eingesetzten Robotersysteme gewinnt.

Im Szenario der vollautonome Be- und Entladung von Routenzügen kommen zwei autonome STILL-Fahrzeuge zum Einsatz. Dabei handelt es sich um das Schleppfahrzeug „STILL CX-T autonom“, das mit mehreren Anhängern ausgestattet im Routenbetrieb läuft, und den autonomen Schubmaststapler „STILL FM-X autonom“, der für die Be- und Entladung der Schleppzuganhänger eingesetzt wird. Die Fahrzeuge orientieren sich mit Hilfe eines 3D-Laserscanners an ihrer natürlichen Umgebung und benötigen so keine künstlichen Landmarken zur Navigation. Sie kommunizieren auf direktem Weg miteinander, tauschen benötigte Informationen aus oder delegieren Subaufträge an ein anderes Fahrzeug. Diese Funktionalität nutzt das Schleppzugfahrzeug, wenn es etwa den Auftrag bekommt, einen Ladungsträger zu einem konkreten Zielort zu transportieren. Es erfragt dazu in der Fahrzeugflotte geeignete zur Verfügung stehende Fahrzeuge und vergibt anschließend einen entsprechenden Subauftrag an das am besten geeignete Fahrzeug.

Schon während der Fahrt zum Entladeort vermisst und überwacht der Schleppzug „CXT-autonom“ per Szenenanalyse die Position seiner Anhänger und publiziert diese auch dem Entladefahrzeug „FM-X autonom“. Sobald beide Fahrzeuge den Zielort erreicht haben, plant das Entladefahrzeug einen kostenoptimalen Fahrweg zum zu entladenden An-

Abb. 3 Umsetzung einer selbstorganisierten multi-roboter-Kooperation; Hier Abschlussmeilenstein Forschungsprojekt „marion“, Quelle: STILL GmbH

hänger und berücksichtigt dabei auch die aktuelle in 2D und 3D erfasste Umgebungs- und Hindernissituation. Der Trailer wird entladen, wobei sich das Entladefahrzeug permanent an seinem Ziel, dem Trailer bzw. der aufzunehmenden Palette, orientiert und so in der Lage ist, bestehende Resttoleranzen auszugleichen.

Wurde die Palette entladen, gehen beide Fahrzeuge erhaltenen Folgeaufträgen nach; sofern erforderlich, werden sie erneut zur Erfüllung ihnen gestellter Aufgaben eigenständig in Kooperation treten (Abb. 3).

  • [1] projekt-marion.de.
 
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