Fahrerlose Transportsysteme - so behalten Sie den Überblick

Die ersten Fahrerlosen Transportsysteme (FTS) wurden bereits in den 50er Jahren in den USA und in England entwickelt. In Deutschland wurden erste FTS in den 60er Jahren für den Transport eingesetzt. Schon damals führte der Zwang zu einer gesteigerten Produktivität zur höheren Automatisierung von Arbeitsabläufen und zur Verringerung von manuellen Arbeiten. Flurgebundene Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF, Englisch: Automated Guided Vehicle, AGV) mit integriertem Antrieb und aktiven oder passiven Lastaufnahmemitteln werden eingesetzt, um den Materialtransport und -umschlag beispielsweise in der Produktion oder Kommissionierung zu automatisieren. Fahrerlose Transportsysteme sind innerbetriebliche flurgebundene Fördersysteme und bestehen meist aus mehreren FTS zum Ziehen oder Tragen von Fördergut. Laut der VDI-Richtlinie 2010 „Fahrerlose Transportsysteme“ besteht ein FTS aus folgenden Komponenten: einem oder mehreren Fahrerlosen Transportfahrzeugen, einer Leitsteuerung, Einrichtungen zur Standortbestimmung und Lageerfassung, Einrichtungen zur Datenübertragung, Infrastruktur sowie peripheren Einrichtungen. Darüber hinaus unterliegt ein Fahrerloses Transportfahrzeug im Europäischen Wirtschaftsraum dem Anwendungsbereich der Maschinenrichtlinie.

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Die Einsatzmöglichkeiten von Fahrerlosen Transportsystemen werden durch technische Weiterentwicklungen z. B. beim Lasthandling, Energie-Konzept und bei der Navigation der Fahrzeuge ständig erweitert. Ein FTS steht beim innerbetrieblichen Materialfluss in Konkurenz mit konventionellen Gabelstaplern als auch bei automatisierten Systemen in Wettbewerb mit Stetigförderern (Palettenfördertechnik) und Elektro-Hängebahnen. Gegenüber dem manuellen Transport mit Gabelstaplern besitzt ein Fahrerloses Transportsystem einige Vorteile und wird daher zunehmend häufiger eingesetzt. Durch den reduzierten Staplerverkehr können Unfälle und Transportschäden verringert werden. Aufgrund der eingesparten Personalkosten besonders im Schichtbetrieb amortisieren sich FTS häufig nach wenigen Jahren. Zudem besitzen sie eine hohe Flexibilität und Verfügbarkeit (24 h-Betrieb) sowie Zuverlässigkeit und können auch im Notbetrieb mit verringerter Durchsatzleistung weiterlaufen.

Schlanke Produktionssysteme wie in der Automobilindustrie erfordern immer mehr einen staplerfreien Betrieb. Aufgrund der schnellen Evolution der Technologie ist die Vision der „staplerfreien Fabrik“ heute realisierbar. Bisher setzt die Branche häufig noch Routenzüge mit Fahrern ein. Dies könnte sich aber in Zukunft schnell ändern, wenn Routenzüge zunehmend automatisiert und fahrerlos werden. Auch in der Produktions-Logistik sind die letzten Meter bis ans Band die eigentliche Herausforderung. Hier ergänzen sich zudem Fahrerlose Transportsysteme und Routenzüge perfekt und werden somit einen entscheidenden Beitrag leisten, die Geschwindigkeit, Sicherheit und Kosteneffizienz der Produktionsversorgung bzw. -logistik zu revolutionieren. Moderne FTF sind zudem mit Laserscannern und verschiedenen anderen Sensortypen ausgestattet. Das System erkennt automatisch die Reflektormarken, die an Wänden, Regalen, Säulen, etc. angebracht sind, und misst den Abstand zu ihnen. Bei der Natural Navigation werden feststehende Einbauten in der Umgebung als Landmarken genutzt. Die Zukunft der Intralogistik ist vernetzt, digital und automatisiert. Fahrerlose Transportsysteme werden eine entscheidende Rolle dabei spielen.

Es gibt Fahrerlose Transportsysteme für unterschiedliche Funktionen und Einsätze wie beispielsweise als innerbetriebliches Transport-Fahrzeug, als Schlepper oder Montageplattform. Verschiedene Einsatzfälle kommen ebenso in Betracht wie z. B. im Innen- und Außenbereich oder in der Industrie bzw. dem sterilen Bereich eines Krankenhauses. Weitere Parameter für das Design eines Fahrerlosen Transportsystems sind die Einsatzdauer, Durchsatzleistung, Gebäudelayout, Antriebstechnik (z. B. Verbrennungs- oder Elektromotor), Energieversorgung ( z. B. mitgeführt oder induktiv), Fahrzeugsteuerung, Sicherheitssystem, Anforderungen an die Beweglichkeit (linien- oder flächenbeweglich) und die Datenübertragung an das Leitsystem. Das Navigationssystem erhält hier eine besondere Rolle. Durch Fahrzeugrechner, Software und geeignete Sensorik ermitteln die Fahrzeuge des FTS im Einsatz ihre Position sowie den Kurs, sprich Ist- und Soll-Werte für Fahrtrichtung und Geschwindigkeit. Für diese Aufgabe gibt es verschiedene technische Lösungen. Bei den Verfahren mit physischer Leitlinie folgen die fahrerlosen Fahrzeuge bestimmten Installationen, die entlang des Fahrkurses auf und im Boden angebracht sind. Dazu gehören die induktive (inklusive Energieübertragung an das Fahrzeug), optische und magnetische Spurführung. Das Fahrzeug kann auch einer virtuelle Leitlinie, die in Form von Software im Fahrzeugrechner vorliegt, fahrerlos folgen und seine Transport-Aufgabe z. B. im Lager ausführen. Zu den virtuellen Verfahren gehören die Laser-, die konturorientierte (Konturabtastung der Umgebung), die Funkpeil- und die GPS- (relativ ungenau) Navigation. 

Je nach Umfang und Einsatzweck können FTS also Software gesteuert, also mit Anbindung an die IT-Infrastruktur oder durch Funk und optische Steuerung installiert werden. FTS-Lösungen ohne IT sind flexibel und autark in jedem Bereich eines Unternehmens einsatzbar.

Generell geht der Trend in der Industrie und Logistik hin zu einer zunehmenden Automatisierung und Digitalisierung mit flexibel anpassbaren Systemen. Intelligente Farbriken, der Industriestandard 4.0 sowie der boomende E-Commerce - all diese Trends führen zu einem zunehmenden Hinterfragen von Prozessen hinsichtlich der Automatisierbarkeit. Da die Entwicklung generell zu individuellen Systemlösungen geht, die sich flexibel den schnell wandelnden Ansprüchen anpassen können, sind auch autonome Transportroboter das vorherrschende Transportmittel der Zukunft. Nur sie können die nötige Flexibilität im Materialfluss in intelligenten Fabriken und Intralogistik-Umgebungen sicherstellen. Da großen manuelle Gabelstaplerflotten in den genannten Bereichen bald Geschichte sein werden, steigen alle namhaften Anbieter von Flurförderzeugen ins FTS-Geschäft ein. Fahrerlose Transportsysteme sind zudem auch im Fokus von großen E-Commerce-Unternehmen wie Amazon. Auch der Internetgigant Google entwicklet bereits im Bereich Autonomes Fahren selbstfahrende Shuttles - allerdings für den Personenverkehr. In Zukunft lässt sich also ein Quantensprung in der Technologie und beim Einsatz Fahrerloser Transportsysteme erwarten.

www.fts-fachtagung.org

www.leo-locative.com/de-de/

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