Lagerautomatisierung 06.08.2021, 10:01 Uhr

Energiekonzepte für mobile Roboter in Lagern

Als Folge des Booms im E-Commerce, werden in Lagern verstärkt mobile Roboter eingesetzt. Dies erfordert entsprechende Konzepte für deren Energieversorgung.

Im Fulfillment-Center der Zukunft sind AMR ein fester Bestandteil. Foto: Wiferion

Im Fulfillment-Center der Zukunft sind AMR ein fester Bestandteil.

Foto: Wiferion

Die Automatisierung in der Intralogistik nimmt weiter Fahrt auf. Außer fahrerlosen Transportsystemen (FTS) übernehmen autonome mobile Roboter (AMR) immer mehr Transportaufgaben für unterschiedlichste Anwendungen. Laut der Marktanalyse „The Mobile Robot Guide“ von Interact Analysis beträgt das durchschnittliche jährliche Wachstum der Branche mehr als 50 %. Befeuert durch den boomenden E-Commerce halten AMR in immer mehr Fulfillment-Centern Einzug. Doch für welche intralogistischen Umgebungen und Prozesse eignen sich AMR genau? Und welche Rolle wird künftig die Energieversorgung für einen effizienten Betrieb der Systeme einnehmen?

Durch „In-Process-Charging“ verfügen AMR kontinuierlich über ausreichend Energie für ihre Transportaufgaben.

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Mit dem Einsatz von autonomen mobilen Robotern (AMR) reagieren Logistiker auf die Herausforderungen der Supply Chain in Zeiten von E-Commerce, Fachkräftemangel und steigendem Kostendruck. Ob manuelle Transportvorgänge im Lager, Teilaufgaben komplexer Kommissionierprozesse oder das Bewegen von Paletten und schweren Nutzlasten – AMR sind flexibel und übernehmen immer mehr intralogistische Workflows. Im Gegensatz zu FTS punkten sie mit ihrer autonomen Navigation, einer einfachen Integration ohne Eingriffe in die bestehende Infrastruktur sowie ihrer Skalierbarkeit. Mithilfe von künstlicher Intelligenz oder von maschinellem Lernen entscheiden die Systeme selbstständig, welche Aufgabe sie wann ausführen. Aufgrund der KI passen die Systeme ihre Transportwege automatisch an Veränderungen im Lagerlayout an. Diese Eigenschaften machen sie besonders interessant für die komplexen Aufgaben, wie sie im modernen Fulfillment-Center gefordert sind.

Im Fulfillment-Center spielen AMR ihre Vorteile aus

Für Online-Händler liegt der Schlüssel zum Erfolg in der Zufriedenheit ihrer Kunden. Außer dem Kauferlebnis ist dabei die schnelle und reibungslose Auftragsbearbeitung eine zentrale Komponente. Fulfillment-Center und Betreiber wie 3PL spielen dabei eine entscheidende Rolle. Ab dem Moment der Bestellung bis zur Übergabe an einen Versanddienstleister übernehmen sie alle logistischen Prozesse vom Wareneingang über die Bestellannahme bis hin zu Verpackung, Versand, Lagerverwaltung, Kundendatenverwaltung Retourenmanagement und Zahlungsabwicklung. Fulfillment-Center stehen unter großem Druck, ihre Prozesse effizient auszulegen. Die Konsumenten erwarten eine kostenlose Lieferung, weshalb die für den Fulfillment-Prozess anfallenden Kosten nicht an den Endkunden weitergegeben werden können. Deshalb gilt es, die nichtwertschöpfenden Transportvorgänge zu automatisieren und die Mitarbeiter für die „Veredelung“ einzusetzen.

Induktive Punktladesysteme wie Eta-Link sind wartungsfrei.

Foto: Wiferion

In diesem Umfeld können AMR ihr ganzes Potenzial entfalten. Die Roboter decken komplexe Transportnetzwerke innerhalb eines Lagers ab und erledigen Transportaufgaben schnell und flexibel. Dazu gehören die Beförderung von Ladehilfsmitteln, beispielsweise Behältern, Kartons und Trays, der sichere Transport von Paletten sowie die bodennahe Aufnahme von Rollbehältern und Regalaufbauten. AMR können ideal für die Versorgung nach dem Goods-to-Person-Prinzip eingesetzt werden und die Mitarbeiter in allen Lagerbereichen bei Kommissioniertätigkeiten unterstützen. Auch kollaborative Ansätze nach dem Person-to-Goods-Prinzip sind möglich.

Energieversorgung ist aktuell noch ein Schwachpunkt

So ausgefeilt die Technik von AMR für die Bewältigung ihrer Aufgaben ist, so veraltet ist häufig die Energieversorgung ihrer Batterien. Neigt sich das Energielevel der Lithium-Ionen-Batterie eines Roboters dem Ende zu, verlässt dieser seinen Workflow und fährt in einen separaten Bereich, wo er mithilfe von Steck- oder Schleifverbindungen geladen wird. Während des teilweise mehrere Stunden andauernden Ladevorgangs fehlt der Roboter im Prozess. Um die Produktivität des Centers aufrechtzuerhalten, muss er deshalb durch einen weiteren Roboter ersetzt werden. Ein wirklicher 24/7-Dauerbetrieb eines autonomen und nicht auf induktiven Leiterlinien navigierenden Roboters lässt sich so nicht umsetzen. Hinzu kommen Ausfälle durch Gewaltschäden an der Ladeinfrastruktur sowie regelmäßige Wartungsmaßnahmen. Damit ist die Energieversorgung ein echter Produktivitätskiller und muss vom Lagerbetreiber kontinuierlich aktiv gemanagt werden.

Induktive Ladetechnik als Schlüssel zur Zukunftsfähigkeit

Ein neuer Ansatz wird mit AMR verfolgt, die mit induktiven Punktladesystemen wie Eta-Link von Wiferion ausgestattet sind. Anstatt zu festen Ladestationen zu fahren, erhalten die Roboter beim sogenannten „In-Process-Charging“ während ihres Workflows an häufig frequentierten Stationen automatisch die Energiemenge, die sie für ihre Transportaufgaben benötigen. Die Fahrzeuge können so ihre Transportaufgaben im 24/7-Dauerbetrieb erledigen, ohne die logistischen Prozesse für Ladepausen abzubrechen. Das Eta-Link-System lässt sich äußerst flexibel installieren. Die Ladepads können in wenigen Stunden an Wänden, auf dem Boden, auf Fahrwegen, an Abstellplätzen oder Be- und Entladestationen angebracht werden. Neue Platzierungen aufgrund von sich ändernden Layouts sind mit nur wenigen Handgriffen schnell umgesetzt.

Durch die Ausstattung mit induktiven Ladesystemen wird ein 24/7-Betrieb der Roboter möglich.

Foto: Wiferion

Daraus ergeben sich zahlreiche Vorteile, die den Einsatz der AMR noch wirtschaftlicher und die Logistik noch produktiver machen. So kann bei gleich hoher Produktivität die Flottengröße anders als bei der Nutzung von AMR mit herkömmlichen Batterieladetechniken bis zu 30% kleiner dimensioniert werden, weil keine Stillstandszeiten aufgrund von Ladepausen kompensiert werden müssen. Zudem sind die AMR mit induktiven Ladesystemen häufig günstiger, weil die Batterien zum Teil kleiner ausgelegt werden können. Aufgrund des Wegfalls der Ladezonen wird im Fulfillment-Center Fläche frei, weil keine kostenintensiven Ladezonen zusätzlich eingerichtet werden müssen, die für wertschöpfende Prozesse genutzt werden kann. Das Eta-Link-System von Wiferion gewährleistet zudem eine wartungsfreie Energieversorgung der Fahrzeuge, da es ohne mechanische Steck- oder Schleifkontakte auskommt. Das Reinigen oxidierter Stecker oder der Austausch gebrochener Kabel entfallen damit vollständig.

Ein weiterer Vorteil: Das Eta-Link-System unterstützt alle gängigen Batterietypen. Aufgrund der Variabilität bei der Systemspannung können sich unterschiedliche Fahrzeugtypen einen gemeinsamen Ladepunkt teilen. Damit lässt sich die Anzahl an unterschiedlichen Ladesystemen reduzieren. Im Ergebnis können auch andere elektrisch betriebene Fahrzeuge wie FTS, Hubwagen und Stapler über eine dezentrale Ladeinfrastruktur mit Energie versorgt werden.

Fazit: Aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile werden autonome mobile Roboter in Zukunft wesentlicher Bestandteil der Workflowoptimierung in Fulfillment-Centern sein. Induktives Laden nimmt dabei als Schlüsseltechnologie eine zentrale Rolle ein, um das ganze Potenzial der Systeme abzurufen. Erst durch das „In-Process-Charging“ wird ein Dauerbetrieb der Roboter möglich. Und aufgrund der Wartungsfreiheit müssen sich Fulfillment-Center-Betreiber nicht mehr aktiv um ihre Ladeinfrastruktur kümmern und können sich ganz auf ihre Kernaufgaben konzentrieren.

Von Wiferion/Udo Schnell