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Fahrerlose Transportsysteme: Steuern in dynamischen Umgebungen - via Cloud

Die wandelbare Produktion ist Voraussetzung für moderne ­Industrie-4.0-Anwendungen. Starre Installationen wie Fließbänder oder fahrerlose Transportsysteme (FTS), die Leitlinien auf dem Boden folgen, werden diesem Anspruch nicht mehr gerecht.

Cloud-basiert navigieren, Fraunhofer IPA Bildquelle: © Fraunhofer IPA

Vielmehr sind neue Ansätze gefragt, die eine freie Navigation in dynamischen Umgebungen ermöglichen.

Nein, es ist kein Velomobil – das Gefährt, welches das Düsseldorfer Start-up TeleRetail Aitonomi in enger Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) entwickelt hat (siehe Bild 1). Mit seinem futuristischen Design erinnert der Mini-Transporter zwar an jene windschnittig verkleideten, muskelkraftbetriebenen Liegeräder, doch es gibt einen entscheidenden Unterschied: Das Fahrzeug wird von einem Elektromotor angetrieben und navigiert unbemannt durch belebte Fußgängerzonen und Parks. Passanten, die plötzlich seine Bahn kreuzen, weicht es zuverlässig aus. Die Idee hinter dem kompakten Rover ist letztlich, völlig selbstständig Botengänge und Einkäufe für den Menschen zu erledigen.

Autonomer Rover, TeleRetail Aitonomi Bildquelle: © TeleRetail Aitonomi

Bild 1: Der autonome Rover von TeleRetail Aitonomi ist mit einem GPS-Empfänger und einem Laserscanner am Heck ausgestattet.

Doch während das autonome Fahren im Straßenverkehr bislang noch Seltenheitswert hat, ist es in Industrie und Logistik bereits fest etabliert. Seit Jahren sind FTS in Produktions- und Lagerhallen im Einsatz. Allerdings handelt es sich dabei oft um starre Installationen: Die einzelnen fahrerlosen Transportfahrzeuge (FTF) folgen festen Routen, deren Verlauf zum Beispiel durch Leitlinien auf oder im Boden vorgegeben ist. Ihre bordeigenen Sensoren tasten laufend die Umgebung ab. Erkennen sie ein Hindernis, bleibt das FTF stehen und wartet, bis der Weg wieder frei ist.

Einmal eingerichtet, lässt sich ein solches FTS nur noch mit großem Aufwand an neue Gegebenheiten in Produktion und Lagerhaltung anpassen. Um bei Umstrukturierungen kostspielige und zeitraubende Umbaumaßnahmen zu vermeiden, haben sechs Wissenschaftler vom Fraunhofer IPA eine ausgeklügelte Technologie entwickelt, mit deren Hilfe FTF frei durch dynamische Umgebungen navigieren können.

Im Applikationszentrum Industrie 4.0 am Fraunhofer IPA testen Gruppenleiter Kai Pfeiffer und fünf seiner Mitarbeiter ihre flexible Navigationstechnologie: Ein FTF bahnt sich seinen Weg durch die Halle. Kurz bevor es an Felipe Garcia Lopez vorbeifährt, versperrt ihm der Mathematiker unvermittelt den Weg. Doch die Kollision bleibt aus. Stattdessen ändert der industrielle Serviceroboter augenblicklich seine Route und umfährt den Forscher mit einem Sicherheitsabstand.