Fahrerlose Transportsysteme

Automatisierung des innerbetrieblichen Materialtransports

Geringe Durchlaufzeiten gepaart mit hoher Flexibilität und Zuverlässigkeit sind unschlagbare Argumente für den Einsatz von fahrerlosen Transportsystemen. Mittlerweile befördern sie nicht mehr nur in Lagern die unterschiedlichsten Güter.

Bild: AUDI/BärRichtlinie-VDI-2510-Transportsysteme-T5_702x363

Ray, hol schon mal den Wagen! Was Harry für Derrick machen musste, erledigt der Parkroboter am Düsseldorfer Flughafen für den Fluggast. Und das ganz einfach und schnell: Man stellt sein Auto in einer Übergabebox ab und checkt es über einen dort angebrachten Berührungsbildschirm ein. Ab da übernimmt das ferngesteuerte Robotersystem namens Ray: Es ermittelt die Größe des einzuparkenden Fahrzeugs und den bezüglich der Flugdaten idealen Stellplatz. Insgesamt drei ferngesteuerte Gabelstapler nehmen die Autos hoch und fahren sie in die entsprechenden Parkbuchten. Über den Abgleich mit der Flugdatenbank erhält man bei der Rückkehr sein Auto automatisch wieder in der Übergabebox zurück. Auch der Parkhausbetreiber profitiert von dem automatisierten System: Bis zu 60 Prozent mehr Fahrzeuge sollen im Parkhaus damit Platz finden, denn Ray parkt auf den Millimeter genau, benötigt also keine zwei Parklücken für ein Auto, wie es hin und wieder ja vorkommt.
Eine wertvolle Unterstützung ist ein fahrerloses Transportsystem auch da, wo Personal eigentlich wichtigere Aufgaben zu erledigen hat. Im Krankenhaus zum Beispiel. Hier unterstützt ein System namens TransCar, indem es Verbrauchsmaterialien, Medikamente, Bettwäsche, Mahlzeiten oder Abfallprodukte effizient und zuverlässig befördert. Die Klinikmitarbeiter können sich somit besser der Pflege der Patienten widmen.

Der Einsatz von FTS in den beiden genannten Beispielen ist relativ neu. Zur Automatisierung des innerbetrieblichen Materialflusses werden sie jedoch bereits seit Anfang der 1960er-Jahre erfolgreich eingesetzt. Seit dieser Zeit profitieren die Anwender aus den Bereichen Produktion, Distribution und Dienstleistung von der Minimierung von Transportschäden und Fehllieferungen, dem organisierten Material- und Informationsfluss, der pünktlichen und kalkulierbaren Materiallieferung und der Senkung der Personalkosten. Viele der Vorteile des automatischen Transports sind wertmäßig nur schwer zu erfassen, darunter auch die Flexibilität, also die leichte Anpassungsfähigkeit eines Transportsystems an veränderte äußere Verhältnisse. Wie sie sich dennoch ermitteln lässt und welche Arten von fahrerlosen Transportsystemen es gibt, das erklärt die VDI 2510.

Infrastruktur, Schnittstellen und Sicherheit
Die Richtlinie VDI 2510 betrachtet ausschließlich Fahrzeuge mit Radantrieben, deren Bauformen von den zu transportierenden Lasten und den betrieblichen Gegebenheiten abhängen. Grundsätzlich unterschiedet man diese in „lastziehend“ und „lasttragend“. Die gängigen Möglichkeiten des Lasttransports sind in der Richtlinie abgebildet. Im Anschluss werden die einzelnen Baugruppen genau betrachtet: Fahrwerk, Lastaufnahmemittel, Warn- und Sicherheitseinrichtungen, Fahrzeugsteuerung, Energieversorgung, Bedienelemente, Elemente zur Standortbestimmung und Lageerfassung und natürlich die Datenübertragung.
Infrastruktur und periphere Einrichtung vertieft die Richtlinie VDI 2510 Blatt 1, die zunächst über die Anforderungen an die Einsatzumgebung informiert. Einen wesentlichen Einfluss auf Planung, Realisierung und Betrieb haben nämlich nicht nur die Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Raumhöhe oder statische Besonderheiten des Gebäudes. Vor allem die Bodenbeschaffenheit ist ausschlaggebend für die Fahrzeugführung, die entweder als Induktivführung, Magnet- oder Lasernavigation realisiert werden kann. Dabei muss auch berücksichtigt werden, ob sich auf der Transportstrecke Tore, vor allem Brandschutztore, befinden oder der Transport stockwerkübergreifend erfolgen soll. Die Schnittstellen zur dieser Infrastruktur sowie zu peripheren Einrichtungen werden in Der Richtlinie VDI 2510 Blatt 3 behandelt.

Und wie sieht es mit der Sicherheit aus?
Fahrerlose Transportsysteme sollen ja nicht nur die Güter unbeschädigt transportieren, sondern auch die Menschen in ihrer Umgebung nicht gefährden. Dafür braucht man Hersteller und Betreiber. Zu den Pflichten des Herstellers gehört es unter anderem, die FTS so zu bauen, dass die grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen der Maschinenrichtlinie (2006/42/EG) eingehalten werden. Das bedeutet, dass die Integration der Sicherheit bereits während des Konstruktionsprozesses berücksichtigt und eine Betriebsanleitung sowie eine technische Dokumentation erstellt werden müssen. Zudem ist der Hersteller verpflichtet, eine Risikoanalyse vorzunehmen, um alle mit seinem FTS verbundenen Gefährdungen zu ermitteln. Die Richtlinie VDI 2510 Blatt 2 nennt nicht nur die Pflichten des Herstellers genau, sie zeigt auch dem Betreiber seine Verantwortung auf. Und da reicht es nicht aus, Gefahrenstellen durch Bodenkennzeichnungen abzusichern und die Fahrwege sauber zu halten. Weil ihn die Richtlinie als eine dem Arbeitgeber im Sinne des Arbeitsschutzgesetzes untergeordnete Organisationseinheit betrachtet, hat er nach dem Arbeitsschutzgesetz (§ 5 Abs. 1) durch eine Gefährdungsbeurteilung der für die Beschäftigten mit ihrer Arbeit verbundenen Gefährdungen zu ermitteln, welche Maßnahmen des Arbeitsschutzes erforderlich sind. Diese Anforderung wird durch die Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) ergänzt.

Wie geht die Entwicklung weiter?
Am 28.09.2016 findet in Dortmund die Tagung „FTS 4.0 – Fahrerlos auf Erfolgskurs“ statt. Hier erhalten Teilnehmer u.a. Einblicke in Entwicklungen der Fahrzeuge im Bereich autonomer Pkw.

Wo genau die Herausforderungen für Hersteller und Anwender liegen, das erfahren Sie zum Beispiel auch auf der Konferenz ‚Autonome Systeme in Produktion und Logistik 2016‘, die das VDI-Wissensforum am 5. und 6. Juli in Ettlingen veranstaltet. Zu den Topthemen zählen unter anderem intelligente Roboter- und dezentrale Steuerungskonzepte sowie sicherheitstechnische Anforderungen an autonome Systeme. Nähere Informationen zum Programm und die Möglichkeit zur Anmeldung finden Sie hier.
Verpassen Sie auch nicht die International VDI-Conference Connected Off-Highway Machines vom 10. – 11.05.2016 in Düsseldorf.

Übrigens erleben fahrerlose Transportsysteme mit der Industrie 4.0 nicht nur gerade ihr Revival. In der digitalen Produktions- und Prozesslandschaft sind sie wichtiger denn je, allerdings werden von ihnen künftig noch mehr Funktionen erwartet. Das Institut für Integrierte Produktion Hannover forscht aktuell an einer situativen Verhaltenssteuerung für interaktive, fahrerlose Transportfahrzeuge. In dem Projekt ‚FTF out of the box’ werden kognitive Technologien wie Hören und Sehen für FTF entwickelt, damit sie nach Anlieferung am Einsatzort autonom ihre Einsatzbereitschaft herstellen, ihre Arbeitsumgebung erfassen und speichern sowie ihnen zugewiesene Transportaufträge eigenständig ausführen können.

 

Iris_LindnerAutorin: Iris Lindner
Die Diplom-Ingenieurin (FH) ist für uns in Sachen Berichterstattung rund um die VDI-Richtlinien in den sozialen Netzwerken unterwegs.

 

 

Welche Bedeutung VDI-Richtlinien in unserem Alltag haben, zeigt unser kurzes Video.

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