Fahrerlose Transportsysteme: Wie 5G den Logistik-Turbo bringt

• FTS sind sogenannte fahrerlose Transportsysteme, die in der internen Logistik von Unternehmen zu finden sind.
• Sie werden nicht nur für den Materialnachschub, sondern zunehmend auch in der Kommissionierung eingesetzt.
• Autonome Fahrzeuge und fahrerlose Transportsysteme werden mit 5G weiter auf dem Vormarsch sein.

Der Begriff der fahrerlosen Transportsysteme (FTS) ist nicht erst mit dem Thema Autonomes Fahren bekannt geworden: FTS – oder die englische Bezeichnung „Automated Guided Vehicle Systems” (AGVS) – ist bereits seit den sechziger Jahren in der Industrie und öffentlichen Bereichen bekannt. Was sich dahinter aber wirklich verbirgt und welche Vorteile der Einsatz von fahrerlosen Transportsystemen bringen kann, haben wir hier für Sie im Überblick. 

Die ersten Fahrzeuge, die sich ohne einen menschlichen Fahrer bewegten, gab es bereits Mitte der Fünfziger Jahre als Prototypen. Sie folgten einer festgelegten Route – anhand eines optischen Sensors konnte eine weißen Linie abgefahren werden, die auf dem Boden aufgemalt war. In Deutschland begann die Entwicklung von fahrerlosen Transportsystemen in den sechziger Jahren.

Fahrerlose Transportsysteme: Was verbirgt sich hinter dem Begriff?

Wie schon gesagt, ist der Begriff der fahrerlosen Transportsysteme (FTS) in den fünfziger und sechziger Jahren populär geworden und bezeichnet „innerbetriebliche, flurgebundene Fördersysteme mit automatisch gesteuerten Fahrzeugen“. Die so beschriebenen Beförderungsmittel haben einen eigenen Fahrantrieb und steuern automatisch, ohne dass ein Mensch das Fahrzeug führt. Es bewegt sich beispielsweise auf Schienen oder Rädern und dient der Beförderung von Gütern und Materialien.

Fahrerlose Transportsysteme gelten als besonders flexibel und lassen sich für den Transport verschiedener Güter in bestehende Prozesse (Arbeitsflächen, Fahrwege, Lageraufbauten) integrieren.

Video: Youtube / Jungheinrich AG

Die Navigation eines FTS kann auf verschiedene Arten erfolgen, diese zählen zu den bekanntesten:

• Koppelnavigation: Dabei wird durch Messen von Fahrtrichtung und Geschwindigkeit ausgehend von einem bekannten Startpunkt die aktuelle Position berechnet. Die Koppelnavigation ist ein relatives Verfahren zur Positionsbestimmung, es benutzt außer dem Startpunkt keine absoluten (fixen) Referenzpunkte. Es ist dadurch besonders fehleranfällig.
• Leitlinien-Navigation: Das fahrerlose Fahrzeug orientiert sich an optischen, magnetischen oder induktiven Leitlinien. Geeignete Sensoren (Kameras, Hall-Sensoren oder Antennen) erfassen die Leitlinien.
• Laser-Navigation: Dabei wird per Triangulation die Entfernung zu bekannten Positionen genutzt, um den Standort des fahrerlosen Fahrzeugs zu bestimmen.

Modernere Navigationsmethoden nutzen RFID-Signale, Lidar oder auch eine Kombination aus verschiedenen Methoden.

Zukünftig wird die Einführung von 5G den Einsatz von FTS vereinfachen. Den Anfang machen hier sogenannte Campus-Netze: Eigene 5G-Netze auf dem Firmengelände. Denn mit 5G wird die Navigation auch in Innenräumen vereinfacht, und es kann in Echtzeit reagiert werden. Dazu später mehr.

Autonomer Warentransport in der Industrie 4.0: Der Stand der Dinge

Komplexe FTS halten mit fortschreitender Automation in immer mehr Bereichen Einzug. FTS werden bei Fertigungsprozessen für den Materialnachschub und zunehmend auch zur Kommissionierung in der Versandlogistik von großen Onlinehändlern eingesetzt.

In der Industrie ist schneller, effizienter Materialfluss von immenser Bedeutung. So werden Lagerkosten und Durchlaufzeiten minimiert, während Flexibilität gewährleistet bleibt. Dynamische Lagerhaltung im Zusammenspiel mit einem fahrerlosen Transportsystem kommt dagegen in der Versandlogistik zum Einsatz. Roboter sorgen für zügige Kommissionierung, unter Umständen sogar ohne dass sich Menschen in den Lagerräumen bewegen müssen.

Als Sonderfall gelten übrigens Krankenhäuser: In der Krankenhaus-Logistik ist in vielen Fällen ein schneller und oftmals auch berührungsloser Transport (etwa von Blutproben oder potentiell infektiösen Abstrichen) erwünscht. Die Anwendung von FTS in der Krankenhaus-Logistik wird unter AWT (Automatischer Warentransport) zusammengefasst. Zu einem AWT-System können traditionell auch Rohrpostanlagen und Elektrohängebahnen gehören.

https://www.youtube.com/watch?v=V5jFQNfab1Y

Video: Youtube / BR24

Die Vorteile automatisierter interner Logistik

Fahrerlose Transportsysteme gelten als besonders flexibel. Diese Einschätzung orientiert sich an den folgenden Fragen:

• Kann das FTS in bestehende Strukturen integriert werden?
• Lassen sich unterschiedliche Güter transportieren?
• Kann das Layout verändert werden?
• Kann das Fördersystem verlegt werden, etwa in eine andere Halle?
• Kommt das FTS mit schwankenden Transportanforderungen zurecht?
• Lässt sich die Förderreihenfolge verändern?
• Ist das FTS skalierbar bei wachsendem Automatisierungsgrad?

Der Einsatz von fahrerlosen Transportsystemen bringt natürlich eine Reihe von Vorteilen. Neben einem reduzierten Personalaufwand und einer effizienteren Flächennutzung (weil der Verkehrsflächenbedarf geringer ist) ist die verbesserte Arbeitsumgebung interessant: Durch die Automatisierung und die weitgehende Abwesenheit von Lagerpersonal ist ein höheres Sicherheitslevel gewährleistet.

Mögliche Einsatzgebiete für 5G und fahrerlose Transportsysteme

Noch bewegt sich die konventionelle FTS-Technologie in einem automatisierten Grid. Wege im Warenlager etwa sind klar definiert und für die Fahrzeuge berechenbar. Die fahrerlosen Transportsysteme sind dabei kaum mit nicht berechenbaren Störfaktoren konfrontiert, allerdings sind sie in ihrer Funktion auch eingeschränkt.

Mit 5G-Netzen werden fahrerlose Transportsysteme an Autonomie gewinnen. Auf Grund der schnellen und hohen Datenübertragungsraten können weitere Funktionen in das FTS integriert werden. Die fahrerlosen Transportsysteme der Zukunft übernehmen also Aufgaben über die reine Warenbewegung hinaus: Der neue Mobilfunkstandard 5G zeichnet sich nicht nur durch die Datenmenge aus, sondern auch durch Geschwindigkeit: Ein Merkmal von 5G ist die geringe Latenzzeit. 5G operiert nahezu in Echtzeit. Diese Eigenschaften ermöglichen Anwendungen mit mehreren Wertschöpfungsebenen zur gleichen Zeit.

So kann beispielsweise beim Transport eines Werkstücks gleichzeitig eine optische Qualitätsinspektion durchgeführt werden. Bilddaten können in der Cloud ausgewertet werden, und je nach Ergebnis wird das Werkstück an die passende nächste Bearbeitungsstelle gefahren. Oder der Zustand eines Produktes wird gescannt und daraufhin ein 3D-Druckauftrag ausgelöst.

Auch muss die Route, die ein 5G-integriertes FTS nimmt, nicht vorgegeben sein oder sich an festen Wiederholungen orientieren: Es kann im Prinzip autonom agieren.

Durch gleichzeitige Ausführung verschiedener Aufgaben und die gleichzeitige Verarbeitung von Daten lassen sich Totzeiten innerhalb von Logistikprozessen deutlich reduzieren.

Wie denken Sie über fahrerlose Transporte und autonomes Fahren? Setzen Sie FTS in Ihrem Unternehmen möglicherweise bereits ein? Wir sind gespannt auf Ihren Kommentar.