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Autonome Systeme: Wie sich Logistik-Systeme eigenständig steuern

Im ersten Teil unserer Artikelserie zum Autonomik-Forschungsvorhaben standen autonome Fertigungs- und Montage-Abläufe im Fokus. Nachfolgender Artikel beleuchtet, wie intelligente, selbstlernende Systeme in Zukunft die Logistik im Produktionsumfeld beeinflussen können.

Fahrerlose Transportfahrzeuge, Meredes-Benz-LKW Bildquelle: © Offis, Götting

Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) am Beispiel zweier Mercedes-Benz-LKW.

Die Leistungsfähigkeit und Effizienz von Transport- und Logistiksystemen wird zunehmend zu einem entscheidenden Wettbewerbsfaktor. Denn der Materialfluss der zu fertigenden Produkte ist kostenintensiv, erfordert einen hohen Koordinierungsaufwand und stellt oft einen Engpass dar. Verzögerung sowie Beschädigung oder Verlust der zu fertigenden Produkte während des Transports führen häufig zu Produktionsstillständen und ziehen erhebliche Folgekosten nach sich. Ziel künftiger Entwicklungen muss es daher sein, durch die Kombination von modernen, wandlungsfähigen Steuerungs-, Simulations- und Identifikationstechnologien sowie innovativen Transportkonzepten ein effizientes System für die Planung und Steuerung der Transportund Produktionslogistik zu realisieren.

Mit „SaLsA“ und „Agilita“ befassen sich zwei Teilprojekte des Technologieprogrammes Autonomik mit dieser Thematik. Im Projekt SaLsA sollen sichere autonome Fahrzeuge für Transportaufgaben in der Intralogistik speziell im Außenbereich entwickelt werden, wie zum Beispiel das Umsetzen vonWechselbehältern in einem Logistikzentrum. Doch was ist daran neu? – Schließlich sind automatische Transportfahrzeuge in Produktion und Intralogistik bereits seit Jahrzehnten im Einsatz. Diese Fahrzeuge werden typischerweise in abgesicherten Umgebungen betrieben und zum Beispiel durch feste Fahrwege und Absperrungen so gestaltet, dass Kollisionen vermieden werden und ein sicherer Betrieb gewährleistet ist. Den Personenschutz gewährleisten dabei üblicherweise berührende oder optische Abstandssensoren, deren zertifizierte Reichweite wenige Meter beträgt. Da der Bremsweg entsprechend kürzer ausfallen muss, reduziert sich die Maximalgeschwindigkeit auf Schrittgeschwindigkeit.

 

Warnschild, fahrerlose Frhazeuge, Projekt SaLsA Bildquelle: © Offis, Götting

Zentral bei SaLsA ist das Thema Sicherheit: Sensoren ermöglichen das Identifizieren von Gefährdungssituationen.

Hier setzt das Projekt SaLsA an, um die vermeintliche Abhängigkeit zwischen langsamen Fahrgeschwindigkeiten und Sicherheitsanforderungen zu durchbrechen. Ziel ist es, effizientere autonome Fahrzeuge unter Beibehaltung bestehender Sicherheitsanforderungen für den industriellen Einsatz zu entwickeln. Dies wird sich insbesondere im Außenbereich positiv auf den Betrieb autonomer Transportfahrzeuge auswirken, wenn längere Transportstrecken mit höheren Geschwindigkeiten gefahren werden können. Außenbereiche sind aufgrund von wechselnden Wetter- und Lichteinflüssen nicht nur für die Umgebungserkennung eine Herausforderung; sie sind zudem oft als teilöffentliche Bereiche einzustufen, zu denen ungeschultes Personal Zutritt hat. Dies ist entsprechend bei der Sicherheitsbetrachtung zu berücksichtigen. Autonome Fahrzeuge in Außenbereichen mit Personenverkehr einzusetzen, ist bereits Gegenstand zahlreicher Forschungsprojekte.

Insbesondere die „DARPA Urban Challenge“, ein vom US-Verteidigungsministerium initiierter Wettbewerb für autonome Straßenfahrzeuge, hat in diesem Bereich für eine hohe mediale Aufmerksamkeit gesorgt. Die dort angetretenen Fahrzeuge entstammen verschiedenen Forschungsprojekten, in denen wesentliche Aspekte des autonomen Fahrens wie etwa eine leistungsfähige Umgebungswahrnehmung sowie entsprechende Planungs- und Steuerungsmethoden entwickelt wurden. Dazu gehört selbstverständlich die Vermeidung von Kollisionen mit statischen und beweglichen Hindernissen. Die nachweisbare funktionale Sicherheit dieser Systeme war jedoch nicht das primäre Ziel der Forschung.