Robotik in der Lagerlogistik – warum es noch nicht (ganz) soweit ist

Veröffentlicht am: 26. Februar 2017 / Update vom: 26. November 2018 – Verfasser: Konrad Wolfenstein

Bereits seit geraumer Zeit ist die Intralogistik-Welt von einer Automatisierungswelle erfasst, die ihren Ursprung in den Anfängen der Industrie 4.0 hat. Dabei ist viel die Rede von Robotern, was häufig als Synonym für Automatisierung genutzt wird. Das stimmt nicht so ganz, denn die wichtigste Voraussetzung der Robotik ist, dass die Systeme über künstliche Intelligenz verfügen. Wo die Automatisierung auf standardisierte Prozesse setzt, bezieht Robotik variable Abläufe ebenfalls mit ein. Prozesse also, die insbesondere bei Lagerung und Kommissionierung heterogener Produktpaletten von großer Bedeutung sind. Doch bis die Herausforderungen im Handling verschieden dimensionierter Artikel mit unterschiedlicher Textur gelöst sind und die Kommissionierung per Roboter reibungslos verläuft, ist noch ein gutes Stück weit zu gehen.

Immerhin sind erste Schritte erfolgreich gemacht. So bieten dynamische Lagersysteme bereits beste Voraussetzungen für eine spätere Vollautomatisierung. Bisher sieht es hier meist so aus, dass Waren per Fördertechnik automatisch angeliefert werden, um sodann von Kommissionierern in die zugewiesenen Tablare gelegt zu werden. Von dort aus werden sie von der Steuerungssoftware an ihren vorgesehenen Platz in dem vertikalen oder horizontalen Lagerlift transportiert und eingelagert. Erfolgt ein Abruf des Artikels, stellt das System diesen nach dem ergonomischen Ware zur Person-Prinzip dem Lagerarbeiter an seiner zentralen Arbeitsfläche bereit. Weite Wege entfallen, und die moderne Software sorgt dafür, dass stets die korrekten Teile ausgelagert werden. Mit Supporttechniken wie Pick by Light wird die Präzision der Zugriffe auf annähernd einhundert Prozent gesteigert und gleichzeitig beschleunigt. Der Kommissionierer entnimmt den Artikel und macht ihn für den Versand oder die Weiterverarbeitung fertig.

Bei einem derartigen System beschränkt sich die menschliche Arbeitskraft folglich nur noch auf Entnahme und Transfer in einen dafür vorgesehenen Behälter. Ansonsten laufen sämtliche Vorgänge bereits automatisch ab. Hier kommt die Robotik ins Spiel, denn natürlich wäre es äußerst interessant, diese letzten manuellen Schritte ebenfalls von einer Maschine erledigen zu lassen. Die wirtschaftlichen Vorteile dafür liegen auf der Hand: Mit einer Kommissionierung per Roboter können Ein- und Auslagerungsprozesse rund um die Uhr vonstatten gehen. Darüber hinaus versprechen die Roboter höchste Präzision und Geschwindigkeit bei den Zugriffen, was die Bereitstellungszeiten noch einmal deutlich reduziert. Auch in Bezug auf den nicht nur hierzulande herrschenden Fachkräftemangel bietet die Robotik einen Ausweg.

Robotik für weite Verbreitung in der Lagerlogistik noch nicht ausgereift

Dennoch wird die intelligente Robotik in der Intralogistik derzeit nur sehr vereinzelt eingesetzt. Doch woran liegt das? Zum einen liegen die Kosten für die verfügbaren Modelle momentan noch in einem Bereich, der viele Logistikbetreiber zurückschrecken lässt. Dazu lässt die Zuverlässigkeit der Systeme häufig zu wünschen übrig. Das liegt vor allem an der Greif-Problematik, die besonders bei einem heterogenen Artikelspektrum höchste Präzision beim Zugriff erfordert. Hier fehlt den Modellen zur Zeit schlicht ausreichend künstliche Intelligenz, um die unterschiedlichen Formen und Stoffe richtig einzuordnen und dem Greifarm in jedem individuellen Fall die richtige Handlungsanweisung zu geben.

Doch die Industrie ist emsig bemüht, die Roboter näher ans Lager zu bringen. Dabei sind zur Zeit zwei Ansätze im Fokus des Interesses. Zum einen geht es um Roboter, die in herkömmlichen Regellagern Waren entnehmen und selbstständig zur Kommissionierstation bringen. Da hat Amazon mit dem vor einigen Jahren gekauften Kiva-System eine in seinen Lagern bereits vieltausendfach bewährte Methode, welches die Regale im Ganzen anhebt und zu den Arbeitstischen transportiert. Prinzipiell eignet sich die Methode zur Anwendung in vielen herkömmlichen Regallagern. Auch besteht die Greifproblematik nicht, da die Geräte lediglich die Regale bewegen. Es hat allerdings den Nachteil, dass die Regale entsprechend geändert werden müssen, um von den kleinen Robotern verschoben werden zu können. Die Kosteneffizienz des skalierbaren Systems wird somit ein Stück weit kannibalisiert.

Einen anderen Ansatz unternimmt unter anderem das Unternehmen Magazino, bei dem vor einiger Zeit Siemens als Teilhaber eingestiegen ist. Hier manövriert der Lieferroboter Toru selbstständig durch herkömmliche Regalreihen und entnimmt die zu pickenden Artikel direkt. Auch bei dieser Lösung liegt die Schwierigkeit in dem zuverlässigen Pick der heterogenen Artikel. Zwar ist die Technik hier schon ziemlich weit, doch um präzise Bücher, Stoff-Teddies, Schrauben und Chipstüten oder Fußbälle entnehmen zu können, ist weiterer Entwicklungsaufwand gefragt. Gegenüber Amazons Roboter sind hier jedoch bis auf eine Höhenmaximierung keine großen Veränderungen am Regalbestand erforderlich.

Vollautomatischer Ansatz

Die beiden vorgestellten Transportmethoden haben allerdings den Nachteil, dass am Kommissionertisch noch immer manuelle Arbeit erforderlich ist. Deshalb wurden Roboter weiterentwickelt, um die Artikel selbstständig und ohne menschliche Hilfe zu kommissionieren. Hier gibt es Modelle wie den Baxter, der einem Science Fiction-Film entsprungen zu sein scheint und äußerst behände Artikel managen kann. Zudem verfügt Baxter bereits über die nötige Intelligenz, auf heterogene Herausforderungen zu reagieren. Mit dem Kommissionerroboter Kado ist eine weitere Lösung in der Entwicklung, die sich bei unterschiedlichen Artikeln besser zurechtfindet. Der Kado ist dahingehend ausgelegt, dass er via moderner 3D-Kameratechnik die Greifpunkte von Artikeln in Ladungsträgern zuverlässig und schnell identifiziert. Dieses System soll ebenfalls bei Artikeln funktionieren, die noch nicht von dem System erfasst wurden und die zudem nicht sortenrein im Ladungsträger liegen. Über die identifizierten Greifpunkte wird sodann der sensible Greifarm des Pick-Roboters gesteuert. In Verbindung mit einem automatischen Lagersystem wäre dies eine Lösung, die ohne manuelle Arbeit auskäme.

Allerdings sind es nicht nur die Intralogistikexperten, die das Thema voranbringen. So hatte Amazon nicht ganz uneigennützig die Amazon Picking Challenge ins Leben gerufen. Bei diesem Wettbewerb treten vom kleinen Startup bis zu etablierten Herstellern und Forscher-Teams von namhaften Universitäten Teilnehmer jeglicher Couleur mit Lösungen an. Ziel ist, die autonome Lager- und Kommissionertechnik mit Unterstützung von künstlicher Intelligenz der Realität näher zu bringen. Es ist kein Wunder, dass der Online-Gigant aus den USA das Thema vorantreibt, schließlich ist er einer der weltgrößten Händler und verfügt über riesige Lagerzentren, die von einer solchen Lösung stark profitieren würden.

Sollte die Greifproblematik auf mittlere Sicht gelöst werden, könnten die Robotersysteme in höherer Stückzahl realisiert werden, was zu Kostensenkungen führen dürfte. Für Lagermanager verheißen die Roboter viel Gutes: Keine aufwändige Personalsuche, kein Problem mit hohen Krankenständen und ein 24/7-Betrieb. Dass dadurch viele Arbeitsplätze gefährdet werden, steht allerdings auf einem anderen Blatt, Fachkräftemangel hin oder her.