Roboter und fahrerlose Transportsysteme übernehmen immer komplexere Aufgaben und garantieren in der Theorie eine hohe Verfügbarkeit und Produktivität. Doch oft treten im Prozess Störungen auf. Abhilfe schaffen intelligente, hybride und vor allem ganzheitliche Systeme, basierend auf Sensoren unterschiedlicher Technologien.
Hybride Lösungsansätze steigern Effizienz in Produktion und Logistik
19.07.2022
Eine Vielzahl an Sicherheits- und Lokalisierungslösungen kommt in intralogistischen Transportprozessen zum Einsatz: Laserscanner, am Automated Guided Vehicle (AGV) verbaut, verhindern Kollisionen und helfen bei der Navigation von automatisierten Fahrzeugen. Unternehmen können dafür aus einem großen Baukasten von optisch-magnetischen Spurführungssystemen, Rasterlokalisierung und Konturlokalisierung nach Gesichtspunkten der Wirtschaftlichkeit und anderer individueller Gegebenheiten wählen. Jede dieser Technologien punktet für sich mit Vorteilen, enthält aber auch anwendungsspezifische Limitierungen.
Ist z. B. aufgrund eines statischen Routennetzes oder anderer Rahmenparameter eine optische oder magnetische Spurführung installiert, wird es aufwendig die Spur auf dem Hallenboden zu erhalten und zu reparieren. Denn einmal aufgezeichnete Wege sind bindend. Die AGV können Hindernisse nicht umfahren und Beschädigungen führen zum Stillstand der mobilen Plattformen. Produktivitätseinbußen sind die Folge. Auch Änderungen oder Erweiterungen der Wegeführung erfordern Zeit und sind während des operativen Betriebs nur schwer umsetzbar.
Sensorik intelligent kombiniert: einfache Spurführung und hochflexible Konturlokalisierung
Die Lösung bringt ein hybrider Ansatz – eine intelligente Kombinatorik der Spurführungssensorik mit den am AGV verbauten Sicherheitssensoren. Denn beim Nachverfolgen der physischen Leitlinien erzeugen Laserscanner permanent Messdaten, die über eine Software aus der Umgebungskontur eine digitale Karte erstellen. Verliert nun das Fahrzeug die Spur, erkennt das die Lokalisierungssoftware und stellt auf LiDAR-basierte Konturlokalisierung um. Das AGV bleibt ohne Unterbrechung in Aktion und die Produktivität hoch.
Diese Kombinatorik verbindet die Vorteile einer zunächst einfach aufzubringenden Spurführung mit einer hochflexiblen Konturlokalisierung – ohne eine initiale Kartierung der Umgebung durch Fachpersonal. Es ist möglich die Flexibilität der Konturlokalisierung beim Befahren von sich stark verändernden Umgebungen mit der Wiederholpräzision einer Spurführung in langen Gängen oder bei Andockvorgängen zu kombinieren. Reflektoren machen das System hierbei noch robuster.
Keine manuelle Verwaltung mehr nötig: Die Sicherheitssensorik am AGV berechnet Feldgeometrien effektiver
Für eine gute Skalierbarkeit und eine hohe Modularität ist ein umfassendes Portfolio an Sensorik unterschiedlicher Technologien notwendig sowie eine entsprechend performante Integrationsplattform und auf den Anwendungsfall zugeschnittene Softwarebausteine. Nur damit lässt sich die Vielzahl von Applikationen bewältigen, die eine zuverlässige Leistung der mobilen Plattformen und einen reibungslosen Materialfluss gewährleisten. Jedoch stellt die bisher starre Definition von Schutzfeldern ein Problem im Umfeld mobiler Robotik dar. Für die unterschiedlichen Fahrzeugzustände müssen Anwender viele Feldgeometrien manuell berechnen und verwalten. Auch hier können die am AGV vorhandenen Sicherheitssensoren mittels eines Assistenzsystems die Aufgabe effektiver lösen: Durch die Vorgabe eines einzigen Schutzfelds auf Basis bestimmter Kennwerte wie Höchstgeschwindigkeit, Fahrtrichtung und Bremsverhalten berechnet der Sicherheitslaserscanner alle notwendigen Felder. So wird die Schutzfeldgröße dynamisch an die Geschwindigkeit des Fahrzeugs angepasst.
Objekte eindeutig klassifizieren
Auch Erkenntnisse aus der Lokalisierung können künftig in die intelligente Anpassung der Sicherheitsfunktion einfließen. Dabei messen AGV nicht nur Schutzfeldverletzungen, sondern auch Distanzen sicher, woraus sich eine eindeutige Objektklassifizierung ableiten lässt. So ist es in Zukunft denkbar, dass mobile Plattformen ein Objekt mit unverminderter Geschwindigkeit passieren, weil die Verwechslung mit einem sich bewegenden Hindernis ausgeschlossen ist.
Die Dynamisierung der Schutzfelder auf Basis der Messdaten reduziert den Berechnungs- und Programmieraufwand für Schutzfeldgrößen deutlich. Dies erhöht die Sicherheit und verkleinert die Schutzfelder. Die Gefahr fehlerhafter Schutzfeldverletzungen wird minimiert und weniger Ausfallzeiten führen in Summe zu einem höheren Produktivitätslevel.
Jederzeit den Überblick behalten: Augmented Reality Apps reduzieren Komplexität
Die augenscheinliche Komplexität solch hoch automatisierter Systeme wirft natürlich Fragen zu deren Beherrschbarkeit auf. Die Antwort darauf geben intelligente grafische Benutzeroberflächen. Solche Augmented Reality Apps ermöglichen es, jederzeit den Überblick über alle Sensordaten zu behalten. Der Anwender kann mit dem Smartphone die Sensordaten direkt vor Ort visualisieren und etwa die Objektdetektion eines Scanners im Falle eines stehenden AGV direkt erkennen und beheben. Der Anruf bei einer Hotline und die damit einhergehenden Kosten und Verzögerungen entfallen. Systemische Lösungsansätze und intuitiv zu bedienende Visualisierungstools sorgen schließlich dafür, dass die gesteigerte Automatisierungsdynamik tatsächlich auch zu einer Steigerung der Produktivität führt.
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