Roboter als Zukunft des Warenlagers
Der Einkauf wird durch Onlineshopping und zartgliedrige Logistikketten immer schneller. Doch die meisten Warenlager sind auf diese schnelle, automatisierte Welt bisher nicht vorbereitet.
Dieser unscheinbarer Roboter könnte Warenhäüser revolutionieren.
Foto: Laila Tkotz, KIT
Überall wird automatisiert, digitalisiert, werden Prozesse beschleunigt. Auch im Einkauf. Bei den Verkäufern aber überwiegen noch die manuellen Prozesse und es sind Menschen, die in den Warenlagern nach den richtigen Paketen suchen und diese zu Lieferungen zusammenfassen. Mit dem Roboter des Karlsruher Institut für Technologie, kurz KIT, könnte sich das aber bald ändern.
Der Roboter lernt selbstständig dazu
Anstatt komplexer Bewegungsmuster müssen die Greifarme des KIT-Roboters den immer gleichen Bewegungsmustern folgen und Pakete erkennen, greifen, saugen und ablegen.
Greifer oder Saugnapf sind für die Aufnahme der Pakete verantwortlich, während Laserscanner sicherstellen, dass es nicht zur Kollision kommt.
Obwohl die Greifarme die immer gleichen Bewegungen ausführen, arbeiten sie nicht stupide. Sie können viel mehr selbstständig Entscheidungen treffen und so etwa die perfekte Aufnahmemethode für das Paket ermitteln. Die vom Team IFL PiRo verbaute Sensorik liefert der Maschine zwei- und dreidimensionale Bilder, aus denen der Roboterüber eine Bilderkennung die perfekten Greifpunkte herausliest. So lernt der Roboterarm während seines Einsatzes dazu und muss nicht auf jede Ware eingelernt werden. So soll das Logistiksystem mit einer höheren Geschwindigkeit agieren können, ohne dabei Unfälle zu riskieren.
Das KIT entwickelt das Warenhaus der Zukunft
Im Prinzip funktioniert das System vom Team IFL PiRo des KIT wie ein klassischer Roboterarm am Fließband. Er bekommt Befehle, welche Waren er einpacken soll, sucht diese aus den Regalen heraus, greift sie und fasst sie zu einer Lieferung zusammen. Doch entwickelt wurde nicht nur ein intelligenter Greifarm, vielmehr basiert das ganze System auf einem neuen Regalkonzept, bei dem mobile Kisten zum Einsatz kommen, die um den Arm herum arrangiert werden.
Ihre Entwicklung präsentierten die KIT-Wissenschaftler erstmals bei der Amazon Robotics Challenge in Nagoya, wo die Kisten noch flach und horizontal angeordnet waren. Im Praxisfall soll eine Stapelung die Lagerkapazität erhöhen und die Raumnutzung optimieren.
Kisten wie Schubläden kann der Greifarm dabei selbstständig bedienen und besitzt entsprechend jederzeit Zugriff auf den Warenbestand.
Neue Warenhäuser für eine neue Logistik
Das ganze System ist eine Generalüberholung des klassischen Warenlagers, das mit den derzeitigen Einkaufgewohnheiten im Netz an seine technischen Grenzen stößt und in vielen Fällen am Rande der Kapazität angelangt ist. Nicht nur Major Player wie Amazon oder Zalando müssen neue Logistikkonzepte entwickeln, um den wachsenden Bedürfnissen nach Komfort und Geschwindigkeit gerecht werden zu können.
Das deutsche Team IFL PiRo ergänzt mit seiner Arbeit nicht nur aktuelle Warenlager durch robotische Arbeit, sondern denkt das Lagerkonzept neu. Das hat den Entwicklern bei der Robotics Challenge viel Aufmerksamkeit eingebracht.
Das Team hinter dem Roboter
Hinter dem System des KIT steckt ein Team aus 15 Studierenden und wissenschaftlichen Mitarbeitern. Sie schufen ihr System als interdisziplinäres Projekt zwischen klassischem Maschinenbau, Elektrotechnik, Informatik, Mechatronik und Wirtschaftsingenieurwesen.
Im Zuge des Konzeptes wurden Roboter und Regalsystem nicht nur zusammengesetzt, sondern viele mechanische Teile und Softwarebausteine eigens entwickelt. Was den jungen Entwicklern nicht zur Verfügung stand, wurde eigens für den Roboter gedruckt.
Die Amazon Robotics Challenge – Digitale Antworten auf digitale Problemstellungen
Wie jeder große Transformationsprozess wird die Digitalisierung von große Unternehmen angeleitet, die als Motoren der Innovation gelten. Nur durch diesen Antrieb wird es Start-ups, kleineren Unternehmen und Forschern möglich, ihr volles Potenzial auszuschöpfen und neue Entwicklungen bis zur Marktreife zu bringen.
Die Amazon Robotics Challenge ist einer dieser Innovationsmotoren, der Technikunternehmen, Forscher und Studierende zusammenbringt. Dieses Jahr fand sie im japanischen Nagoya statt und beleuchtete drei Themenfelder: Neben der Pick Task (Roboter müssen Pakete einem Regal entnehmen und ordnen), gab es eine Stow Task (Roboter müssen Regale befüllen und katalogisieren) sowie die Anforderung, neue Regalsysteme zu entwickeln. Um den Schwierigkeitsgrad der Challenge zu erhöhen, ist nur die Hälfte der greifbaren Artikel im Vorfeld bekannt.
Ein Beitrag von:
