Produzierende Unternehmen sehen sich mit wachsenden Herausforderungen konfrontiert: Produkte müssen immer schneller und mit größerer Varianz hergestellt und ausgeliefert werden. So wird die Logistik zu einem strategischen Faktor, der über den Geschäftserfolg entscheiden kann. Um die Abläufe in der Logistik zu verbessern, braucht es einen hohen Automatisierungsgrad. Auf dem Vormarsch ist der Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI). Industrieroboter können damit Objekte verlässlich erkennen, präzise greifen und sicher handhaben. 

Weltweite Krisen haben die Logistikbranche in den vergangenen Jahren grundlegend verändert. Zudem steigen die Anforderungen von Verbrauchern und Unternehmens­kunden im Hinblick auf Lieferzeiten. Um diese Herausforderungen – auch in Anbetracht des anhaltenden Fachkräftemangels – zu adressieren, möchten Unternehmen ihre Logistikprozesse flexibler und resilienter gestalten. Ein gleichbleibend hohes Serviceniveau und zufriedene Kunden lassen sich langfristig nur über optimierte Logistik­abläufe erreichen. Voraussetzung hierfür ist ein hoher Grad an Automatisierung. Während im Produktionsumfeld die roboter­basierte Automatisierung zum Standard gehört, beschränkt sich die Automatisierung in der Intralogistik noch auf wenige Aufgaben. Hier sind die Abläufe oft manuell, unergonomisch und schwer durchschaubar. In komplexen Lieferketten wird die Fähigkeit wichtiger, autonom zu handeln und eine Vielzahl unterschiedlicher Produkte und Verpackungen sicher zu handhaben.

Wie Roboter konkret unterstützen

Eine Kombination aus künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Sehen versetzen Roboter in die Lage, auch in unstrukturierten Umgebungen autonom zu agieren. Dies eröffnet neue Möglichkeiten zur Rationalisierung von Intralogistikprozessen und gezielteren Nutzung menschlicher Arbeitskräfte. Diese werden dank durchgängiger Automatisierung von manuellen und wiederkehrenden Routineaufgaben entlastet, um sich anspruchsvolleren Tätigkeiten zu widmen. Dabei können insbesondere große Warenlager und Distributionszentren durch ausgefeilte Automatisierungskonzepte die Effizienz und den Durchsatz steigern, während sich gleichzeitig die Genauigkeit verbessern, die Rücksendequote aufgrund falscher Kommissionierung minimieren und die Kundenzufriedenheit erhöhen lässt. Ein weiterer Vorteil: Unternehmen sind dank Automatisierung in der Lage, flexibel auf Veränderungen in der Nachfrage und sich wandelnde Verkaufs- und Vertriebskanäle zu reagieren.

Welche konkreten Aufgaben lassen sich nun in der Intralogistik durch Roboter automatisieren?

1. Palettierung, Depalettierung und Umpalettierung
   Das Palettieren und Depalettieren zählt zu den etablierten Roboteranwendungen im Produktions- und Intralogistikumfeld. Dabei werden am Ende der Produktionslinie eines Fertigungsunternehmens, in Verteilzentren oder in Warenlagern Roboter eingesetzt, um Paletten, Kisten oder sonstige Behälter automatisiert zu entladen, zu bestücken oder zu sortieren. Durch den Einsatz moderner KI-Technologien und Systeme der industriellen Bildverarbeitung (3D-Vision) lässt sich dieser Prozess präzise ohne aufwändiges Teachen durchführen – auch bei gemischten Paletten mit unterschiedlichen Kartongrößen, Formen und Farben.
   Für komplexe Depalettier-Aufgaben hat ABB den Robotic Depalletizer entwickelt. Mithilfe einer Bildverarbeitungssoftware erkennt das Robotersystem eine Vielzahl an Kartontypen. So erhalten Unternehmen die Möglichkeit, verschiedene Produkte mit überschaubarem technischem Aufwand und kurzer Einrichtungszeit zu verarbeiten. Der Robotic Depalletizer setzt fortschrittliche Algorithmen der Bildverarbeitung und des maschinellen Lernens ein, um Paletten mit einer Höhe von bis zu 2,8 Metern effizient zu verarbeiten. Die Software nutzt die vom Bildverarbeitungssensor gesammelten Informationen, um dem Roboter einen geeigneten Greifpunkt für jeden Karton zuzuweisen. Der Roboter nimmt anschließend den bis zu 30 Kilogramm schweren Karton auf und setzt ihn entweder auf einer anderen Palette oder einem Auslaufband ab. Die Geschwindigkeit und Genauigkeit des Systems ermöglichen eine Leistung von bis zu 650 Zyklen pro Stunde, 24 Stunden am Tag. Zudem ist der Roboter dank des Bildverarbeitungssensors in der Lage, unterschiedlich zusammengestellte Paletten zu depalettieren. Dies umfasst Paletten, die aus einem einzigen Kartontyp in definierten Lagen bestehen, Paletten, die eine Reihe verschiedener Kartontypen enthalten, und gemischte Paletten, die mit höchst unterschiedlichen Kartons in Bezug auf Gewicht, Form und Material beladen sind. Für unterschiedliche Artikel kann ein entsprechend angepasster Greifer verwendet werden.
    
2. Robotergestützte Regalbediensysteme
   Robotergestützte Regalbediensysteme kommen vor allem in Lagerumgebungen zum Einsatz, in denen konsolidierte Bestellungen mit mehreren Produkten für den Versand präzise akkumuliert werden müssen. Die Systeme sorgen für die schnelle Sequenzierung, Pufferung, Lagerung und Auftragskonsolidierung. Damit bieten sie ein hohes Maß an Flexibilität für eine Vielzahl an Anwendungen in der Logistik von Lebensmitteln und Getränken, im Gesundheitswesen, der Konsumgüter-Branche, im Einzelhandel oder des produzierenden Gewerbes. Beispielsweise lassen sich mithilfe der Systeme Artikel in automatisierten Abholmärkten kommissionieren. Dabei nehmen Roboterarme die Produkte aus den Regalen und platzieren sie auf fahrerlosen Transportfahrzeugen. Diese befördern die Waren zur Kasse, wo sie die Kunden bezahlen und abholen. Mit der modularen Flexbuffer-Zelle hat ABB ein automatisches Lager- und Bereitstellungssystem mit zusätzlichen Funktionen im Programm. Ein ABB-Industrieroboter ist Herzstück dieses Systems, hinzu kommen verschiedene Greifer, ein Softwarepaket, Lagerregale sowie Fördersysteme für die Ein- und Ausschleusung von Waren.
    
3. Kommissionierung von Artikeln
   Im Rahmen der Kommissionierung packen Roboter Artikel in Kisten oder Kartons, sodass sie versendet werden können. Dabei verfügen die Systeme über Highspeed-Vision-Verfahren zur Identifizierung von Produktcodes und anderen Daten. Die robotergestützte Artikelkommissionierung handhabt dank KI-basierter Technologie sogar Waren mit unterschiedlicher Größe und Gewicht. Ausgestattet mit einem Roboter, Vakuumgreifern und einer speziellen Bildverarbeitungssoftware übernimmt der ABB Robotic Item Picker automatisch komplexe Pick- und Place-Aufgaben für eine Vielzahl von Artikeln wie Quader, Zylinder, Beutel, Schachteln, Polybeutel und Blisterverpackungen, deren Handhabung ansonsten die Geschicklichkeit und Flexibilität von Menschen erfordern. Mittels Machine Vision und künstlicher Intelligenz ermittelt der Item Picker die optimalen Greifpunkte für jeden Artikel, bevor der Vakuumgreifer den Artikel aufnimmt und in die vorgesehenen Behälter legt. Das System benötigt keine menschliche Überwachung oder Informationen über die physischen Eigenschaften der zu entnehmenden Artikel. Mit einer Pickrate von bis zu 1.400 Artikeln pro Stunde können Unternehmen mehr Aufträge abwickeln, ohne den Personalbestand oder den Zeitaufwand zu erhöhen.
    
4. Vereinzelung und Sortierung
   Ein Roboter kann in Kombination mit Bildverarbeitungssystemen Pakete automatisch vereinzeln, ihre Größe beurteilen und sie in die richtige nachgelagerte Sortierzone leiten. Auch hierbei unterstützt KI beim Greifen und Vereinzeln von Gegenständen unterschiedlicher Größe. Dabei werden die Pakete so auf Paletten sortiert, dass sich der verfügbare Platz unter Einhaltung der Palettierregeln optimal nutzen lässt.
    
5. Innerbetrieblicher Transport
   Autonome mobile Roboter (AMR) befördern Waren effizient zwischen den verschiedenen Gliedern einer betrieblichen Prozesskette, wie beispielsweise Materialeingang, Auftragsabwicklung, Produktion und Warenausgang.

Eigenständige, intelligente Entscheidungen

Als Robotik-Experte bietet ABB Automatisierungslösungen für flexible Intralogistik­prozesse. Die Systeme basieren auf 3D-Vision- sowie KI-Technologien und optimieren verschiedenste Handhabungsaufgaben in unstrukturierten Umgebungen. Die neue Generation von AMR etwa kann mithilfe KI-gestützter Navigationsalgorithmen eigenständig intelligente Entscheidungen in dynamischen und herausfordernden Umgebungen treffen. Die AMR von ABB sind mit der Visual-Slam-Technologie (visual simultaneous localization and mapping) ausgestattet. Hierbei werden KI- und 3D-Vision-Technologien miteinander kombiniert, was eine präzise Positionsbestimmung und Kartierung ermöglicht. Dies ebnet den Weg, um Materialien und Komponenten schnell zwischen den einzelnen Stationen von Produktionsanlagen zu bewegen. 

Ein Vorteil: Da keine Veränderungen der Umgebung, Produktionsstopps oder zusätz­liche Infrastruktur-Elemente erforderlich sind, lässt sich die Visual-Slam-Technologie verglichen mit 2D-Slam um bis zu 20 Prozent schneller in Betrieb nehmen. Auch ist Visual-Slam deutlich robuster im Fall physischer Veränderungen innerhalb des Navigationsbereiches, etwa bei Wegnahmen oder dem Hinzustellen von Paletten entlang der Wegstrecke. Dadurch können neu angeschaffte AMR in deutlich kürzerer Zeit eingeführt und in bestehende Flotten integriert werden. Die Kernkompetenz für die AMR-Technologie erwarb ABB unter anderem durch die Übernahme von Sevensense Robotics, einem Anbieter von KI- und 3D-Vision-Systemen für die Navigation mobiler Roboter. Neben den AMR-Modellen bietet ABB weitere Technologien für die Optimierung von Logistikanwendungen sowie Softwaretools, mit denen sich Zeit, Aufwand sowie Komplexität bei der Programmierung und Bedienung von Robotern minimieren lässt.