Wie viele AMRs benötigen Sie? Ein praktischer Leitfaden zur Dimensionierung Ihrer AMR-Flotte

Wie viele AMRs benötigen Sie? Ein praktischer Leitfaden zur Dimensionierung Ihrer AMR-Flotte

Bei der Planung einer AMR-Implementierung ist eine der häufigsten Fragen nicht einfach: „Kann der Roboter die Last bewegen?“ Sondern: Wie viele AMRs benötigt unser Werk tatsächlich?

Diese Zahl wirkt sich direkt auf das Projektbudget, die Ladeinfrastruktur, die Flottenmanagement-Strategie und die zukünftige Erweiterung aus. Die AMR-Flottengröße lässt sich weder zuverlässig aus der Grundfläche allein ableiten noch ausschließlich auf Basis des gesamten Missionsvolumens oder der maximalen Geschwindigkeit eines Roboters bestimmen. Die Faktoren, die die Flottengröße tatsächlich bestimmen, sind: Spitzenmissionsbedarf, tatsächliche Zykluszeit und die effektive Kapazität, die durch Laden, Leerfahrt, Wartezeit und Verkehr verloren geht..

Wenn Sie ein AMR-Projektbudget vorbereiten, Angebote von Anbietern vergleichen oder die Kapazität vor einem Pilotprojekt prüfen, können Sie mit der folgenden Methode eine erste Flottengröße berechnen und diese anschließend gegen das reale Layout und die Missionszeiten validieren.

Inhaltsverzeichnis

1. Was versteht man unter der Dimensionierung einer AMR-Flotte? Zunächst das Ziel definieren

Bei der Dimensionierung einer AMR-Flotte geht es nicht darum, zu ermitteln, wie viele Roboter physisch in eine Fabrik passen. Es geht auch nicht darum, die theoretische Mindestanzahl an Robotern zu finden, die sich ständig bewegen können.

Das eigentliche Ziel ist es, zu bestimmen, wie viele AMRs benötigt werden, um Transportaufträge während der Spitzenlast zuverlässig und mit dem geforderten Servicelevel abzuschließen, während gleichzeitig ausreichende Kapazitäten für Laden, Wartung und die Bewältigung unerwarteter Ereignisse erhalten bleiben.

Die Kernlogik lässt sich auf zwei Schritte reduzieren:

  1. Berechnen Sie, wie viele Roboter-Minuten pro Stunde während der Spitzenlast erforderlich sind.
  2. Berechnen Sie, wie viele effektive Auftragsminuten ein AMR in derselben Stunde tatsächlich leisten kann.

Spitzenauslastung ÷ effektive Roboterkapazität = anfänglicher Flottenbedarf

Das Wort „Erster“ ist entscheidend. Diese Berechnung dient der ersten Kapazitätsplanung und dem Vergleich von Lieferantenangeboten. Sie ist nicht die endgültige Kaufentscheidung.

2. Bereiten Sie diese 6 Eingabewerte vor, bevor Sie die AMR-Flottengröße berechnen

EingabeWas Sie wissen müssenWarum das wichtig ist
Spitzenlast-TransportbedarfWie viele Transportaufträge müssen in der stärksten Stunde abgeschlossen werden; bei kritischen Prozessen zusätzlich 10–15-Minuten-Spitzen prüfenBestimmt den Spitzendurchsatz, den das System liefern muss
Tatsächliche ZykluszeitGesamtminuten vom Start eines Auftrags bis zum Abschluss der Übergabe und der AMR für einen neuen Auftrag bereit istBestimmt, wie viele Aufträge ein AMR pro Stunde abschließen kann
Abholung / ÜbergabeBe- und Entladen, Andocken, Heben, Rollenübergabe, Schleppen, SPS- oder Förderband-Handshake-ZeitBei vielen Projekten geht an den Stationen mehr Zeit verloren als während der Fahrt des Roboters.
LeerfahrtWohin muss der AMR nach der Ablieferung fahren und wie weit muss er zurücklegen, bevor die nächste Abholung erfolgt?Wenn man Leerfahrten außer Acht lässt, kann die Kapazität pro Roboter erheblich überschätzt werden.
Aufladen und VerfügbarkeitWann der AMR aufgeladen wird, wie lange der Ladevorgang dauert, Gelegenheitsladen im Vergleich zu planmäßigem Laden im Vergleich zum Batteriewechsel sowie WartungsfensterVerringert direkt die für Einsätze verfügbare Zeit in Spitzenzeiten
Verkehr und gemeinsam genutzte RessourcenKreuzungen, schmale Gänge, Türen, Aufzüge, Förderbänder, Stationen und LadegeräteMit zunehmender Flottengröße können Warteschlangen die Durchlaufzeit verlängern

In der Planungsphase benötigen Sie kein komplexes Simulationsmodell

Wenn Sie für diese sechs Eingabewerte plausible Annahmen festlegen können, können Sie den Schritt vom “Raten, wie viele Roboter wir brauchen” zu einer ersten Schätzung der Flottengröße mit einer klaren Formel, expliziten Annahmen und bekannten Grenzen machen. Ersetzen Sie diese Annahmen im Laufe des Projekts durch tatsächliche Layoutdaten, Missionszeitpläne und Ergebnisse aus Pilotversuchen.

3. Schritt 1: Berücksichtigen Sie den Spitzenbedarf und nicht nur den Tagesdurchschnitt

Die Größe der AMR-Flotte hängt in erster Linie davon ab, wie viele Einsätze während der Spitzenzeiten durchgeführt werden müssen. Tagesdurchschnitte sind zwar hilfreich, um die langfristige Auslastung zu verstehen, können jedoch Nachschubspitzen, Produktionsumstellungen, Produktionsspitzen und Versandwellen verschleiern.

Nehmen wir zum Beispiel an, eine Fabrik ist 16 Stunden pro Tag in Betrieb und führt 320 Transportaufträge durch. Der durchschnittliche Bedarf beträgt lediglich:

320 Einsätze ÷ 16 Stunden = 20 Einsätze pro Stunde

Wenn jedoch eine konzentrierte Nachschublieferung zwischen 14:00 und 15:00 Uhr die Nachfrage auf 30 Einsätze pro Stunde, eine Flotte mit einer Kapazität von etwa 20 Einsätzen pro Stunde kann in ruhigen Zeiten normal arbeiten, während sich in Spitzenzeiten kontinuierlich ein Rückstand aufbaut.

Häufiger Fehler

Die direkte Verwendung von “320 Einsätze/Tag ÷ 16 Stunden = 20 Einsätze/Stunde” als Grundlage für die Beschaffung. Die Flottenberechnung sollte zumindest auch unter Zugrundelegung der Spitzenzahl an Einsätzen pro Stunde durchgeführt werden.

Warum sollte die Nachschubversorgung mit kritischen Materialien auch bei Spitzenauslastungen von 10–15 Minuten überprüft werden?

Weil 30 Missionen pro Stunde nicht zwangsläufig gleichmäßig eintreffen. Zehn Missionen können in den ersten 10 Minuten freigegeben werden, wodurch sofort eine Warteschlange entsteht.

Der Zweck der Prüfung kurzfristiger Spitzen besteht darin, die Missionswartezeit, die Warteschlangenlänge und das Risiko von Linienunterversorgung zu bewerten. Es bedeutet nicht, dass 10 Missionen in 10 Minuten automatisch mit sechs multipliziert und als dauerhafter Bedarf von 60 Missionen/Stunde für Beschaffungszwecke behandelt werden sollten.

Ob ein zusätzlicher Roboter gerechtfertigt ist, hängt davon ab, wie lange Missionen warten dürfen, wie lange die Spitze anhält und ob der Prozess über genügend Pufferkapazität verfügt, um die Spitze aufzufangen.

4. Schritt 2: Berechnen Sie die gesamte Einsatzdauer, nicht nur die Fahrzeit

Für die Flottengrößenplanung ist die Zykluszeit die Gesamtzeit, in der ein AMR belegt ist, vom Beginn der Missionsausführung bis zur Verfügbarkeit für die nächste Mission.

Zykluszeit = Leerfahrt + Beladung + Lastfahrt + Entladung + Andocken + Wartezeit

Eine vollständige AMR-Mission kann umfassen:

  • Leerfahrt zum Aufnahmepunkt;
  • Einreihen, Positionieren und Andocken;
  • manuelle Beladung, Heben, Rollenförderer-Übergabe, Schleppkupplung oder SPS-/Förderband-Handshake;
  • beladene Fahrt, einschließlich Kurven, Kreuzungsverlangsamungen und temporärer Hindernisumfahrung;
  • Warten auf automatische Türen, Aufzüge, AKL oder andere gemeinsam genutzte Ausrüstung;
  • Andocken zur Übergabe, Entladen, Freimachen der Station und Rückkehr in einen zuteilbaren Zustand.

Warum nicht die maximale Geschwindigkeit aus dem AMR-Datenblatt verwenden? Weil die maximale Geschwindigkeit eine Fahrzeugleistungsgrenze ist, nicht die durchschnittliche Geschwindigkeit auf einer realen Werksfläche. Zwei 100-m-Strecken können sehr unterschiedliche Missionszeiten aufweisen, wenn sie unterschiedliche Anzahlen von Kurven, Kreuzungen, Fußgängern, automatischen Türen oder Stationssteuerungsanforderungen enthalten.

Verwenden Sie in der frühen Projektplanung eine konservative Schätzung der erwarteten standortdurchschnittlichen Geschwindigkeit. Sobald der Pilotbetrieb beginnt, ersetzen Sie diese Annahme durch gemessene Zykluszeitdaten.

Als unterstützender Nachweis verwendete eine Fertigungsstudie von Ekim aus dem Jahr 2026 die gesamte Roboterfahrzeit, das Werkslayout, Stationsbetriebszeiten und Sicherheitsfaktoren, um eine zykluszeitbasierte Untergrenze für die Flottengröße zu ermitteln, und validierte anschließend die betriebliche Machbarkeit mit einem zeitindizierten Planungsmodell. Lesen Sie die Studie in Maschinen.

5. AMR-Formel zur Flottengrößenberechnung: Berechnung der Flottengröße im ersten Durchlauf

Wenn die Missionsstrukturen einigermaßen ähnlich sind, kann eine erste Näherung mit der folgenden vereinfachten Formel vorgenommen werden:

Erforderliche Anzahl an AMRs = ROUNDUP [ Spitzenanzahl an Einsätzen/Stunde × durchschnittliche Zykluszeit ÷ (60 × E) ]

VariabelBedeutungWichtiger Hinweis
Spitzenmissionen/hMissionen, die während der Spitzennachfrage pro Stunde abgeschlossen werden müssenSpitzennachfrage verwenden, nicht den Tagesdurchschnitt einsetzen
Durchschnittliche ZykluszeitMinuten, die eine vollständige Mission einen AMR beanspruchtLeerfahrt, Handhabung, Andocken und bekannte Wartezeiten einbeziehen
EEffektiver Kapazitätsfaktor, der während der Spitzenperiode verfügbar istFür Laden, Wartung und angemessene Kapazitätsreserve verwenden; es handelt sich nicht um eine feste Branchenkonstante
AUFRUNDENErgebnis auf einen ganzen Roboter aufrunden3,2 Roboter bedeutet, dass die Validierung mit mindestens 4 beginnen sollte

Wie sollte man sich für „E“ entscheiden?

Werte wie 85% oder 90% sollten nicht als allgemeingültige Branchenstandards betrachtet werden. Wenn keine historischen Daten vorliegen, verwenden Sie E als explizite Planungsannahme und führen Sie eine Sensitivitätsanalyse durch – beispielsweise bei 0,80, 0,85 und 0,90.

Sobald das Projekt in die Pilotphase übergeht, E anhand der tatsächlichen Ladezeit, Wartungszeit und Missionsverfügbarkeit kalibrieren.

Doppelte Erfassung von Kapazitätsverlusten vermeiden

Wenn Verkehrsverzögerungen, Andockzeit, Wartezeiten an automatischen Türen oder Aufzugswartezeiten bereits in der Zykluszeit enthalten sind, denselben Verlust nicht erneut über E abziehen. Andernfalls wird dieselbe Einschränkung doppelt gezählt, und die Flotte könnte unnötig überdimensioniert sein.

6. Beispielrechnung: Wie viele AMRs werden für 30 Einsätze pro Stunde benötigt?

Das folgende Beispiel führt Schritt für Schritt durch die Berechnung. Es dient zur Veranschaulichung der Methode und stellt keine garantierte Leistung eines bestimmten AMR-Produkts dar.

ProjekteingabeBeispielwert
Spitzenlast-Transportbedarf30 Einsätze pro Stunde
Durchschnittliche Fahrt mit Last120 m
Durchschnittliche Fahrt ohne Last / zur nächsten Abholung120 m
Erwartete Durchschnittsgeschwindigkeit am Standort1,0 m/s
Abholung30 s
Übergabe30 s
Durchschnittliche Andock- und Verkehrswartezeit60 s

6.1 Fahrzeit berechnen

Gesamte durchschnittliche Fahrstrecke:

120 m + 120 m = 240 m

Bei einer erwarteten Durchschnittsgeschwindigkeit von 1,0 m/s beträgt die Fahrzeit etwa 240 Sekunden bzw. 4 Minuten.

6.2 Abholort, Abgabeort und Wartezeit hinzufügen

Abholung 30 s + Übergabe 30 s = 1 Minute.

Durchschnittliche Andock- und Verkehrswartezeit = 1 Minute.

Durchschnittliche Zykluszeit ≈ 4 + 1 + 1 = 6 Minuten

6.3 Umrechnung der Taktzeit in die AMR-Menge

Gehen Sie von einem anfänglichen Planungswert von E = 85 %:

30 × 6 ÷ (60 × 0,85) = 3,53 → AUFRUNDUNG = 4 AMRs

Somit vier AMR sind die Erstausstattungs-Flottengröße für dieses Beispiel. Das ist noch nicht die endgültige Kaufentscheidung, da das reale Layout Engpässe wie Kreuzungen, gemeinsame Stationen oder Ladeinfrastruktur enthalten kann.

6.4 Warum wird die Flotte bei Verwendung der durchschnittlichen Nachfrage um einen Roboter zu niedrig angesetzt?

Wenn der Tagesdurchschnitt von 20 Missionen/Stunde fälschlicherweise verwendet wird:

20 × 6 ÷ 51 = 2,35 → AUFRUNDEN = 3 AMR

Für dasselbe Projekt ändert das bloße Ersetzen des Spitzenbedarfs durch den Durchschnittsbedarf das Ergebnis von vier Robotern auf drei. Drei Roboter können außerhalb der Spitzenzeiten ausreichend sein, aber das beweist nicht, dass sie einen Missionsrückstau während der Spitzenzeit verhindern können.

6.5 Wie groß ist die Kapazitätsreserve bei vier AMRs?

Vier Roboter bei E = 85 % können bereitstellen:

4 × 60 × 0,85 = 204 Roboter-Minuten/Stunde

Bei 30 Missionen/Stunde beträgt die maximale durchschnittliche Zykluszeit, die in diese Kapazität passt:

204 ÷ 30 = 6,8 Minuten pro Einsatz

Diese 6,8-Minuten-Grenze ist oft nützlicher als die Aussage „wir brauchen vier Roboter“. Wenn Pilotdaten zeigen, dass die tatsächliche Zykluszeit etwa 6,8 Minuten überschreitet, haben vier AMR möglicherweise die Kapazitätsgrenze überschritten.

In diesem Fall benötigt das Projekt entweder einen fünften Roboter oder muss die Zykluszeit durch Routenoptimierung, besseres Andocken, verbesserte Aufgabenverkettung oder überarbeitete Verkehrsregeln reduzieren.

7. Verschiedene Missionsarten: Nutzung in Roboter-Minuten pro Stunde

Wenn verschiedene Routen sehr unterschiedliche Missionszeiten haben, kann das bloße Zählen von „Missionen pro Stunde“ irreführend sein. Eine bessere Methode besteht darin, jeden Missionstyp in die Anzahl der Roboter-Minuten umzurechnen, die er pro Stunde verbraucht, und diese dann zu addieren.

VonAnMissionen/hZyklusArbeitslast
LagerhaltungLinie A154 Min60 Roboterminuten/h
LagerhaltungLinie B512 min60 Roboterminuten/h
Linie AQC46 min24 Roboterminuten/h
Gesamt   144 Roboterminuten/h

Aufgabe B umfasst nur ein Drittel der Missionen von Aufgabe A, doch beide verbrauchen 60 Roboterminuten pro Stunde. Erstellen Sie für Projekte mit mehreren Routen eine „Von-Nach“-Matrix und berechnen Sie:

Gesamte Spitzenauslastung = Σ (Einsätze/hi × Zykluszeiti)

Teilen Sie anschließend die Gesamtlast durch 60 × E, um die Flottengröße in der ersten Näherung zu ermitteln.

8. Zwei Faktoren, die häufig übersehen werden: Leerfahrten und Aufladen

8.1 Leerfahrt: Wohin fährt der AMR nach der Abgabe?

Beträgt die Einwegstrecke vom Lager zur Produktionslinie 150 m und befindet sich der nächste Abholpunkt weiterhin im Lager, muss der AMR nach dem Entladen nochmals rund 150 m leer zurückfahren. Die tatsächliche Missionsschleife liegt also bei nahezu 300 m und nicht bei 150 m.

Ein gutes Flottenmanagementsystem kann Leerfahrten reduzieren, indem es Missionen verkettet – beispielsweise wird dem AMR direkt nach Abschluss von A → B ein weiterer Abholauftrag in der Nähe von Punkt B zugewiesen. Dieser Vorteil hängt jedoch von Missionsdichte, Richtung und Zeitplanung ab.

In der frühen Flottenplanung sollte nicht davon ausgegangen werden, dass die leere Rückfahrt null beträgt, sofern diese Annahme nicht durch historische Daten oder Simulation gestützt wird.

8.2 Aufladen: Verstehen Sie “8 Stunden Akkulaufzeit” nicht als “8 Stunden produktives Arbeiten”

Die entscheidende Frage ist nicht die Nennbetriebsdauer des Akkus. Entscheidend ist, wie viele Roboter während der Produktionsspitze einsatzfähig bleiben.

Zwischenladung, geplante Ladung, Batteriewechsel, Ladezustands-Triggerlogik, Ladestationenstandort und Ladewarteschlangen können die effektive Kapazität jedes AMR während des Spitzenbetriebs erheblich beeinflussen.

Ekim (2026) verglich Szenarien mit Wechselakkus und verpflichtenden Ladeunterbrechungen und zeigte, dass Ladeannahmen die minimal mögliche Flottengröße und die betriebliche Machbarkeit deutlich verändern können. Selmair et al. (2022) nutzten Simulationen, um AMR-Lade- und Parkstrategien anhand von Kennzahlen wie verspäteten Aufträgen, durchschnittlichem Ladezustand, Verkehrsdichte, Flottenverfügbarkeit und Ladestationsauslastung zu vergleichen. Lesen Sie die Journal of Power Sources Studie.

Die Flottengröße und die Anzahl der Ladegeräte werden separat berechnet

Nach der Berechnung der Flottengröße sollte die Ladestationskapazität separat validiert werden.

Wenden Sie keine feste Regel wie „eine Ladestation für alle X AMR“ an, ohne Ladezeiten, verfügbare Ladefenster, Ladestations-Warteschlangen und die unproduktive Fahrzeit zu und von den Ladestationen zu prüfen.

9. Warum mehr AMRs nicht immer zu einem höheren Durchsatz führen

Wenn eine Flotte wächst, kann sich der Systemengpass verschieben von Roboter-Verfügbarkeit zu Shared-Resource-Kapazität. Hauptgänge, Kreuzungen, schmale Türen, Aufzüge, Übergabestationen, Förderbänder, AS/RS-Schnittstellen und Ladestationen können dazu führen, dass zusätzliche AMR mehr Zeit mit Warten verbringen.

  • Mehr Roboter → mehr Kreuzungskonflikte → geringere durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit.
  • Feste Stationskapazität → längere Ankunfts-Warteschlangen → längere Zykluszeit.
  • Unzureichende Ladestationen → längere Lade-Warteschlangen → weniger einsatzbereite Roboter.
  • Schlechte Dispositionslogik → mehr Leerfahrten und Ressourcenkonkurrenz → geringerer Grenznutzen jedes zusätzlichen Roboters.

Kim, Kang und Jung (2026) betrachten die Dimensionierung der Roboterflotte als ein operatives Planungsproblem, das sich mit Auftragsvolumen, Layout und Betriebsstrategie ändert. Ihre Ergebnisse zeigen auch, dass der Einsatz der gesamten verfügbaren Flotte nicht immer optimal ist und dass die Flottengröße anhand der tatsächlichen Betriebsbedingungen bewertet werden sollte. Lesen Sie die Studie in Computers & Industrial Engineering.

Wenn Sie verstehen möchten, wie Multi-Roboter-Aufgabenzuweisung, Pfadplanung und Flottensteuerung Staus und Durchsatz beeinflussen können, lesen Sie Fdatas Leitfaden zu Steuerungssystemen für autonome mobile Roboter und Multi-Roboter-Management.

Die beste Optimierung ist also nicht immer „einen weiteren AMR kaufen“. In einigen Fällen können die Änderung der Route, die Einführung von Einbahnverkehr, das Hinzufügen paralleler Übergabestationen, die Anpassung des Missionsstart-Zeitpunkts oder die Änderung der Verkehrsprioritätsregeln effektiver sein als eine bloße Vergrößerung der Flotte.

10. Wann reicht die Formel nicht aus? Setzen Sie auf Simulation oder ein Pilotprojekt

Die Formel ist nützlich, um die Frage zu beantworten: „Wie viel Roboter-Kapazität benötigen wir ungefähr?“ Sie bildet jedoch nicht jeden Konflikt, jede Shared-Resource-Einschränkung oder jedes zufällige Ereignis in einer realen Fabrik ab.

Ziehen Sie eine diskrete Ereignissimulation, eine digitale Validierung oder einen Pilotversuch vor Ort in Betracht, wenn:

  • mehrere AMR häufig Hauptgänge, schmale Gänge oder kritische Kreuzungen gemeinsam nutzen;
  • es viele Übergabepunkte gibt und die Zykluszeiten je nach Route erheblich variieren;
  • Missionen sind von automatischen Türen, Aufzügen, Förderbändern, AKL-Anlagen oder anderen gemeinsam genutzten Betriebsmitteln abhängig;
  • Missionen werden in konzentrierten Schüben freigegeben, und die Spitzennachfrage ist stark variabel;
  • die Ladekapazität ist begrenzt, und Ladewarteschlangen sind ein realistisches Risiko;
  • der Ausfall eines einzigen AMR könnte zu einem Produktionsstillstand führen;
  • das Projekt soll schnell von einem kleinen Pilotprojekt auf eine mittlere oder große AMR-Flotte skaliert werden.

Die Anzahl der Roboter allein ist kein verlässlicher Schwellenwert für die Entscheidung, ob eine Simulation erforderlich ist. Drei AMRs, die alle vom selben Aufzug abhängig sind, können eine umfangreichere Modellierung erfordern als eine größere Flotte, die auf weitgehend unabhängigen Routen operiert.

Aus einer übergeordneten Planungs- und Steuerungsperspektive haben Fragapane et al. eine eingeladene Übersichtsarbeit im European Journal of Operational Research veröffentlicht, die AMR-Routing, -Scheduling, -Dispatching und Steuerungsentscheidungen sowie deren Auswirkungen auf die Systemleistung behandelt. EJOR-Übersichtsarbeit auf ScienceDirect lesen.

Wenn Ihr Projekt überwiegend lagerbasiert ist, bietet Fdatas Schritt-für-Schritt-Leitfaden zur AMR-Implementierung im Lager eine Abdeckung von Standortbewertung, Pilotbetrieb, KPI-Validierung, Optimierung und phasenweiser Skalierung.

Messen Sie nicht nur “abgeschlossene Aufträge pro Stunde”

MetrikWas Sie wirklich wissen müssen
DurchsatzKönnen alle Missionen in Spitzenzeiten abgeschlossen werden?
Wartezeit pro MissionWie hoch sind die durchschnittlichen, P95- und maximalen Missionsverzögerungen?
WarteschlangenlängeWie groß kann der Rückstau im schlimmsten Fall werden?
Materialmangel an der LinieKönnte eine verzögerte Nachschubversorgung dazu führen, dass der Produktionslinie das Material ausgeht?
RoboternutzungArbeitet die Flotte so nahe an ihrer vollen Kapazität, dass sie nahezu keine Reserve für Störfälle hat?
Warteschlange zum LadenKönnte die Ladeinfrastruktur zum nächsten Engpass werden?

Ein besseres Ziel

Die Flottendimensionierung dreht sich nicht einfach darum, Kapazität ≥ Bedarfzu erreichen. Das System muss Spitzenbedarf und Schwankungen zuverlässig auf dem geforderten Serviceniveau abdecken. Eine durchschnittliche Wartezeit von 20 Sekunden und eine gelegentliche Wartezeit von 8 Minuten können sehr unterschiedliche Produktionsrisiken darstellen, selbst wenn der durchschnittliche Durchsatz identisch ist.

11. Sollten Sie einen Ersatz-AMR kaufen? Führen Sie einen N-1-Check durch

Es gibt keine universelle Regel, die besagt: „Wenn fünf AMR laufen, kaufen Sie immer sechs." Ein sinnvollerer technischer Test besteht darin, einen Roboter zu entfernen und zu bewerten, was passiert.

Anhand des vorherigen Beispiels mit vier AMR:

Normale Spitzenkapazität: 4 × 60 × 0,85 = 204 Roboter-min/h

N-1-Kapazität: 3 × 60 × 0,85 = 153 Roboter-min/h

Spitzenarbeitslast bleibt:

30 × 6 = 180 Roboter-min/h

Unter N-1-Bedingungen weist das System also ein Kapazitätsdefizit von 27 Roboterminuten pro Stunde auf, was etwa 4,5 Einsätzen à sechs Minuten entspricht.

Ob der fünfte Roboter gerechtfertigt ist, hängt davon ab:

  • wie lange der Spitzenbedarf anhält;
  • die maximal zulässige Verzögerung bei kritischen Einsätzen;
  • ob Gabelstapler oder ein anderes manuelles Ausweichverfahren zur Verfügung stehen;
  • Reaktionszeit bei Wartungsarbeiten und Ersatzteilstrategie;
  • die Kosten eines Materialmangels an der Produktionslinie.

Mindestens drei Flottenzustände bewerten

  1. Normaler Spitzenwert: N Roboter verfügbar.
  2. Ausfall eines einzelnen Roboters: N-1 Roboter verfügbar.
  3. Zukünftiges Wachstum: ein höheres Auftragsvolumen, längere Routen oder mehr gemeinsam genutzte Ressourcen.

Die endgültige Abnahmemenge sollte sich danach richten, welches Risiko jeder zusätzliche Roboter tatsächlich abdeckt, anstatt sich allein auf das Ergebnis einer Formel zu stützen.

12. Geben Sie Ihren Lieferanten diese 8 Informationen, bevor Sie sie bitten, die Flottengröße zu berechnen

  1. Spitzenlast Missionen pro Stunde: Wie viele Einsätze müssen in der verkehrsreichsten Stunde absolviert werden; für kritische Nachschublieferungen sind zudem Spitzenzeiten von 10–15 Minuten einzuplanen.
  2. Start- und Zielort: alle Abhol- und Zustellpunkte, Fahrtrichtungen und Auftragsarten.
  3. Tatsächliche Streckenlänge: Messen Sie die tatsächlich befahrbaren Strecken und nicht die Luftlinienentfernungen auf der Zeichnung.
  4. Nutzlast und Ladungsträger: Gewicht, Abmessungen, Schwerpunkt sowie die Art der Ladungsträger (Paletten, Regale, Transportwagen oder sonstige Träger).
  5. Abhol- bzw. Zustellzeit: tatsächlicher Zeitaufwand für manuelle Handhabung, Heben, Rollentransport, Ziehen oder speziell angefertigte Vorrichtungen.
  6. Anlagenlayout: CAD-, DWG- oder PDF-Zeichnungen, aus denen Gänge, Türen, Kreuzungen, gemeinsam genutzte Geräte und Ladebereiche hervorgehen.
  7. Betriebsplan: 8-Stunden-, 16-Stunden- oder 24/7-Betrieb; verfügbare Ladefenster; ob ein Batteriewechsel zulässig ist.
  8. Spitzenauslastung und Service-Level: wann Spitzen auftreten und wie lange kritische Einsätze warten müssen.

Je vollständiger diese Angaben sind, desto leichter fällt es einem Anbieter, ein nachvollziehbares Ergebnis zur Flottengröße zu liefern, anstatt lediglich zu sagen: “Wir empfehlen fünf Roboter.”

Geben Sie bei „Nutzlast & Träger“ nicht nur das Frachtgewicht an. Das Topmodul, das Gestell, die Befestigungskonstruktion, der Schwerpunkt und die dynamischen Betriebsbedingungen können sich alle auf die endgültige Plattformauswahl auswirken. Für eine detailliertere Berechnung siehe Fdata’s Leitfaden zu Nutzlast und Auswahl von Roboterfahrgestellen.

13. Ein einfacher, praxisorientierter Arbeitsablauf zur Dimensionierung einer AMR-Flotte

  1. Ermitteln Sie die Spitzenauslastung pro Stunde und überprüfen Sie kurzfristige Spitzen von 10–15 Minuten.
  2. Erstellen Sie eine „Von-Nach“-Matrix und unterteilen Sie verschiedene Routen und Auftragstypen.
  3. Erfassen Sie die tatsächlich zurückgelegten Strecken, Leerfahrten sowie die Abhol- und Zustellzeiten.
  4. Berechnen Sie die gesamte Zykluszeit für jeden Missionstyp.
  5. Rechnen Sie den Missionsbedarf in Roboterminuten pro Stunde um.
  6. Wenden Sie Annahmen bezüglich Ladung, Wartung und einer angemessenen Kapazitätsreserve an, um die vorläufige Flottengröße zu berechnen.
  7. Runden Sie auf und berechnen Sie, wie viel Kapazitätsreserve noch verbleibt, bevor ein weiterer Roboter benötigt wird.
  8. Verwenden Sie eine Simulation oder einen Pilotversuch, um Verkehrsaufkommen, Warteschlangen, Ladevorgänge und gemeinsam genutzte Stationen zu validieren.
  9. N-1-Szenarien und Zukunftswachstumsszenarien validieren.
  10. Legen Sie die AMR-Beschaffungsmenge fest und überprüfen Sie anschließend die Anzahl der Ladegeräte sowie deren Standorte separat.

Berechnen → Simulieren → Testen → Validieren → Skalieren

Fazit: Bei der Dimensionierung einer AMR-Flotte geht es um eine stabile Spitzenleistung und nicht darum, möglichst wenige Roboter anzuschaffen.

Die Kernberechnung ist unkompliziert:

Spitzendurchsatz × tatsächliche Zykluszeit ÷ effektive Roboterkapazität = anfänglicher Flottenbedarf

Diese Zahl ist jedoch nur der Ausgangspunkt. Ein echtes AMR-Projekt muss auch Leerfahrten, Aufladungen, Kreuzungen, gemeinsam genutzte Gänge, Warteschlangen an Arbeitsstationen, kurzfristige Auftragsspitzen, Ausfälle einzelner Roboter und zukünftiges Wachstum berücksichtigen.

Eine Flotte, die auf dem Papier “gerade groß genug” ist, bei Nachfragespitzen, beim Aufladen oder bei Wartungsarbeiten jedoch sofort Rückstände aufbaut, ist nicht wirklich einsatzfähig.

Wenn Ihre Berechnung 3,4 Roboter ergibt, fragen Sie nicht einfach: “Können wir mit drei auskommen?” Eine sinnvollere Frage lautet: Was löst der vierte Roboter eigentlich? Spitzenauslastung? Ladezeit? Verkehrsverzögerungen? Kapazitätsreserve? Oder die Zuverlässigkeit des Systems?

Sobald dieser Grund quantifiziert ist, wird die Dimensionierung der AMR-Flotte zu einer technischen Entscheidung und nicht mehr zu einer Schätzung.

Planen Sie ein AMR-Projekt?

Beginnen Sie damit, Ihre Start- und Zielpunkte, die tatsächlichen Streckenlängen, den Spitzenbedarf der Mission, die Nutzlast, die Abhol- und Abgabemethode sowie den Betriebsplan zu organisieren. Sobald diese Angaben vorliegen, können Sie Wenden Sie sich an Fdata, um Ihr AMR-Projekt zu besprechen.

Hinweis: Dieser Artikel dient der vorläufigen Einschätzung der AMR-Kapazität und der Bewertung von Lösungen. Fabriken, Lagerhäuser, AMR-Produkte, Flottenmanagementsysteme und Ladestrategien unterscheiden sich erheblich voneinander. Die endgültigen Beschaffungsmengen sollten anhand tatsächlicher Standortdaten, Simulationen und/oder eines Pilotprojekts vor Ort überprüft werden.

Häufig gestellte Fragen

Wie viele AMRs benötigt eine typische Fabrik?

Es gibt keinen verlässlichen Standard für “AMRs pro Quadratmeter”. Zwei Fabriken gleicher Größe können sehr unterschiedliche Flottengrößen erfordern, da der Spitzenbedarf an Einsätzen, die Routenlängen, die Be- und Entlademethoden sowie die Verkehrsbedingungen stark variieren können. Eine verlässlichere Berechnung sollte auf dem Spitzendurchsatz, der tatsächlichen Zykluszeit, der Verfügbarkeit von Ladestationen und dem erforderlichen Servicelevel basieren.

Kann ich die AMR-Anzahl direkt aus der Anzahl der derzeit eingesetzten Gabelstapler ableiten?

Nicht zuverlässig. Von Menschen bediente Gabelstapler führen neben wiederholbaren Materialtransporten häufig auch Wartezeiten, Ad-hoc-Transporte und nicht standardisierte Aufgaben aus. Eine bessere Methode besteht darin, den bestehenden Logistikablauf in „Von-Nach“-Paare, Auftragsfrequenz, Streckenlänge und Zykluszeit aufzuschlüsseln und anschließend die entsprechende AMR-Arbeitslast zu berechnen.

Sollte die AMR-Flottengröße auf dem Durchschnittsbedarf oder dem Spitzenbedarf basieren?

Die Flotte sollte zumindest im Hinblick auf den Spitzenbedarf validiert werden. Bei produktionskritischen Nachschubprozessen sollten auch kurzfristige Spitzen von 10–15 Minuten berücksichtigt werden. Der Durchschnittsbedarf ist zwar hilfreich, um die langfristige Auslastung zu verstehen, belegt jedoch nicht, dass das System Warteschlangen in Spitzenzeiten vermeiden kann.

Führt eine höhere Anzahl an AMRs immer zu mehr Effizienz?

Nein. Kreuzungen, enge Gänge, automatische Türen, Abholstationen, Förderbänder, Aufzüge und Ladestationen können alle zu Engpässen werden. Sobald eine gemeinsam genutzte Ressource ihre Kapazitätsgrenze erreicht hat, können zusätzliche Roboter eher zu längeren Wartezeiten als zu einem höheren Durchsatz führen.

Wann sollte ein AMR-Projekt vor der Skalierung der Flotte einen Pilotversuch durchführen?

Ein Pilotprojekt wird empfohlen, wenn die Abläufe komplex sind, gemeinsam genutzte Ressourcen eine wichtige Rolle spielen, zahlreiche Systemschnittstellen vorhanden sind, die Annahmen zur Durchlaufzeit ungewiss sind oder eine schnelle Skalierung geplant ist. Eine sinnvolle Reihenfolge für die Einführung ist:
Berechnen → Simulieren → Testen → Validieren → Skalieren
Im Rahmen des Pilotprojekts sollten die tatsächliche Zykluszeit, das Andocken, der Ladevorgang, der Verkehr und die Service-Level-Leistung überprüft werden.

Ist E = 85 % ein Industriestandard für AMRs?

Die Zahl E ist eine Projektannahme und kein festgelegter Industriestandard. Testen Sie in der frühen Planungsphase verschiedene Werte im Rahmen einer Sensitivitätsanalyse. Sobald Pilotdaten vorliegen, kalibrieren Sie E anhand der tatsächlichen Lade-, Wartungs- und Einsatzverfügbarkeitsdaten. Wartezeiten, die bereits in der Zykluszeit enthalten sind, sollten nicht erneut über E abgezogen werden.

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