Stellen Sie sich eine Fertigungsstraße im Vollbetrieb vor. An einem Arbeitsplatz ist nur noch eine Schachtel Schrauben übrig. Das Lager verfügt zwar über reichlich Vorrat, doch wenn niemand den Mangel bemerkt, keine weiteren Teile anfordert, den Auftrag nicht vorbereitet und nicht rechtzeitig ausliefert, könnte die Fertigungsstraße dennoch zum Stillstand kommen, während sie auf Material wartet.
Autonome mobile Roboter (AMRs) können Fabriken dabei unterstützen, diesen sich wiederholenden Materialtransport zu bewältigen. Sie können sich selbstständig zwischen Lagerhallen und Produktionslinien bewegen, doch eine wirklich automatisierte Beförderung umfasst weit mehr als nur den Transport von Gütern von einem Ort zum anderen.
Schauen wir uns ein einfaches Beispiel an, um zu sehen, wie dieser Vorgang funktioniert.
1. Wie transportieren AMRs Materialien vom Lager zur Produktionslinie? Der 7-stufige Prozess
Angenommen, Fertigungslinie A benötigt zwei Kartons Schrauben. Das Lager hat die Teile vorrätig, und es sind bereits festgelegte AMR-Abhol- und Abgabestationen eingerichtet. So könnte eine typische Lieferung aussehen. Dies ist ein anschauliches Beispiel, kein tatsächliches Kundenprojekt.
Schritt 1: Die Produktionslinie fordert Nachschub an
Wenn an einem Arbeitsplatz die Teile zur Neige gehen, kann ein Mitarbeiter eine Nachschubtaste drücken. Alternativ kann ein digitales Kanban-System, eine Produktionsmanagement-Software oder ein Schwellenwert für den Lagerbestand die Anforderung automatisch auslösen.
In dem Antrag sollte Folgendes angegeben werden: Welches Material wird benötigt, wie viel wird benötigt, wohin soll es geliefert werden und wann wird es benötigt?. Beispiel: “Liefern Sie zwei Kartons Schrauben an den Arbeitsplatz 2 am Fließband A.”
Einige Fabriken setzen zudem auf planmäßige Materiallieferungen in regelmäßigen Abständen. Die beste Vorgehensweise hängt davon ab, wie gleichmäßig der Produktionszyklus ist.
Schritt 2: Das Lager überprüft den Bestand und bereitet die Materialien vor
Nach Eingang der Anfrage prüft das Lagersystem oder das Personal die Verfügbarkeit und bringt die entsprechenden Materialien zu einer festgelegten Abholstelle. In einem manuell betriebenen Lager scannt ein Mitarbeiter die Artikel möglicherweise ein oder markiert den Auftrag als bereit. In einem automatisierten Lager kann ein Förderband die Kartons zu einer Übergabestation transportieren.
Dass ein AMR am Abholort eintrifft, bedeutet nicht, dass die Ladung bereitsteht. Ohne eine eindeutige Bestätigung, dass die Materialien bereitstehen, könnte der Roboter einen unnötigen Weg zurücklegen oder den Abholbereich während der Wartezeit blockieren.
Schritt 3: Das Flottenmanagementsystem weist einen AMR zu
In Fabriken, in denen mehrere Roboter im Einsatz sind, koordiniert in der Regel ein Flottenmanagementsystem die Transportaufgaben. Es prüft, welche AMRs verfügbar sind, wie weit sie vom Lager entfernt sind, wie hoch ihr Akkustand ist und ob sie die angeforderte Last transportieren können.
Wenn mehrere Produktionslinien gleichzeitig Material benötigen, legt das System zudem Prioritäten für die Aufgaben fest und koordiniert die Roboterbewegungen, um Staus in engen Gängen zu vermeiden.
Stellen Sie sich das Flottenmanagementsystem als ein Disponent und die AMRs als die Lieferfahrzeuge bei der Erfüllung ihrer Aufgaben.
Schritt 4: Das AMR fährt zum Lager und holt die Ladung ab
Nach der Zuweisung folgt der AMR seiner werkseitig vorprogrammierten Karte zur Abholstation und positioniert sich an der vorgesehenen Stelle. Wie die Materialien verladen werden, hängt von der Bauart des Roboters und der am Abholpunkt installierten Ausrüstung ab.
Beispielsweise kann ein AMR mit Hebevorrichtung ein kompatibles Materialregal anheben, ein AMR mit Förderband kann Kartons auf ein passendes Förderband befördern oder von diesem abnehmen, und ein Zug-AMR kann einen Materialwagen ziehen. Verfügt der Standort nicht über automatisierte Verladevorrichtungen, müssen die Mitarbeiter die Materialien möglicherweise weiterhin manuell verladen.
Mit anderen Worten:, Autonome Navigation und automatisches Beladen sind zwei unterschiedliche Funktionen.
Schritt 5: Das AMR navigiert zur Produktionslinie
Nachdem die Ladung bestätigt wurde, fährt der AMR in Richtung Fertigungslinie A. Dabei nutzt er möglicherweise LiDAR, Kameras und andere Sensoren, um seine Umgebung zu erfassen, und bestimmt seine Position anhand einer zuvor erstellten Karte.
Wenn eine Person oder ein Gabelstapler seinen Weg versperrt, verlangsamt der Roboter in der Regel seine Fahrt oder hält an, je nach seinen Sicherheitseinstellungen. Manche Systeme können eine alternative Route wählen, sofern die Karte, der verfügbare Platz und die Verkehrsregeln dies zulassen. Das bedeutet jedoch nicht, dass ein AMR in jeder Umgebung jedes Hindernis umfahren kann.
Für ein Werk, sichere, zuverlässige und pünktliche Lieferung ist wichtiger als die angegebene Höchstgeschwindigkeit eines Roboters.
Schritt 6: Die Produktionslinie nimmt die Lieferung entgegen und bestätigt sie
Wenn das AMR die Arbeitsstation 2 am Fließband A erreicht, muss es zunächst überprüfen, ob die Abstellposition frei ist. Anschließend können die Kartons oder das Regal entladen werden.
Bei einer automatisierten Übergabe tauschen der Roboter und die an der Produktionslinie installierten Geräte in der Regel Signale wie “Freigabe zum Entladen” und “Entladen abgeschlossen” aus. Wenn ein Bediener die Materialien manuell entgegennimmt, kann er die Ladung scannen oder den Empfang im System bestätigen.
Ein wichtiges Detail lässt sich leicht übersehen: “AMR eingetroffen” ist nicht dasselbe wie “richtige Materialien erhalten”.” Im Rahmen eines vollständigen Übergabeprozesses sollte die Übergabe überprüft und das Ergebnis dokumentiert werden.
Schritt 7: Das AMR bringt die leeren Behälter zurück oder beginnt mit seiner nächsten Aufgabe
Nach der Auslieferung kann das AMR zum Lager zurückkehren, einen anderen Arbeitsplatz bedienen oder zu einer Ladestation fahren, falls der Akku fast leer ist. Wenn auf der Produktionslinie leere Behälter zur Rückgabe bereitstehen, kann der Arbeitsablauf auch so gestaltet werden, dass auf dem Rückweg volle Kartons ausgeliefert und leere Behälter abgeholt werden.
Damit ist ein kompletter Materialversorgungszyklus vom Lager bis zur Produktionslinie abgeschlossen.
Der 7-stufige AMR-Bereitstellungsablauf auf einen Blick:
Nachschubauftrag → Lagervorbereitung → AMR-Zuweisung → Abholung → Autonomer Transport → Lieferbestätigung → Rückgabe der leeren Behälter oder nächste Aufgabe.
2. Woher weiß ein AMR, wann er Materialien ausliefern muss, und wer steuert diesen Prozess?
Vielleicht fragen Sie sich, ob ein Roboter von selbst erkennen kann, auf welcher Produktionslinie die Teile zur Neige gehen. Normalerweise geht das nicht. Das AMR-System übernimmt den Transport; Nachschubregeln und angeschlossene Systeme legen fest, was wann geliefert werden soll.
Drei gängige Methoden zur Auslösung des Materialnachschubs
1. Geplante Lieferung
Die Materialien treffen in festen Abständen ein, was sich gut für Produktionslinien mit gleichbleibendem Verbrauch eignet.
2. Nachschub auf Abruf
Ein Mitarbeiter drückt einen Knopf oder ein digitales Kanban-System sendet eine Anfrage, was besonders dann von Vorteil ist, wenn sich Aufträge und Materialverbrauch häufig ändern.
3. Bestandsgesteuerte Nachschubplanung
Ein Lieferauftrag wird erstellt, wenn der Lagerbestand an einem Arbeitsplatz auf einen voreingestellten Stand sinkt, sodass genügend Zeit für die Vorbereitung und den Transport bleibt.
WMS, MES und Flottenmanagement – einfach erklärt
Sie müssen sich nicht jedes Software-Akronym merken, um zu verstehen, wie die automatisierte Lieferung vom Lager zur Produktionslinie funktioniert. Jedes System hat eine andere Aufgabe:
| System oder Anlage | Im Klartext | Rolle bei der Materialanlieferung |
|---|---|---|
| MES (Manufacturing Execution System) | Verfolgt, was an der Produktionslinie zu tun ist. | Liefert Produktionsanforderungen oder Nachschubsignale für die Arbeitsplätze. |
| WMS (Lagerverwaltungssystem) | Erfasst, was sich im Lager befindet und wo es gelagert wird. | Überprüft den Lagerbestand, unterstützt die Auftragsabwicklung und aktualisiert die entsprechenden Bestandsdaten. |
| AMR-Flottenmanagementsystem | Setzt Roboter ein und koordiniert deren Bewegungen. | Weist Aufgaben geeigneten AMRs zu und verwaltet Lieferaufträge sowie den Roboterverkehr. |
| AMRs und Vor-Ort-Ausrüstung | Erledige die körperliche Arbeit. | Abholung, Transport, Andocken, Entladen und Statusrückmeldung abwickeln. |
Nicht jedes Werk muss alle diese Systeme auf einmal einführen. In einem kleineren Betrieb mit einem überschaubaren Arbeitsablauf kann bereits ein Knopfdruck oder ein Gerätesignal in Verbindung mit einer AMR-Flottensoftware ausreichen, um einen Lieferauftrag zu starten.
Unabhängig von der Konfiguration muss das System vier grundlegende Fragen beantworten: Was soll geliefert werden? Wo soll die Abholung erfolgen? Wohin soll die Lieferung gehen? Wie wird eine erfolgreiche Lieferung bestätigt?
3. Können AMRs Materialien automatisch be- und entladen?
Dies ist eine der wichtigsten Fragen, die bei der Planung eines automatisierten Materialtransports zwischen einem Lager und einer Produktionslinie geklärt werden müssen. Die Fähigkeit eines Roboters, autonom zu navigieren, bedeutet nicht zwangsläufig, dass das Be- und Entladen ohne menschliches Zutun erfolgen kann.
Drei gängige Methoden der Materialhandhabung sind:
| AMR-Typ | Typische Lasten | Was die Website benötigt |
|---|---|---|
| AMR mit Hubvorrichtung | Materialgestelle und kompatible Träger | Kompatibler Einbauraum im Rack, Anhebeschnittstelle und Aufstellposition |
| AMR auf Förderband | Einkaufstaschen und wiederverwendbare Behälter | Anpassung der Übergabehöhen und Steuersignale an den Auf- und Abgabestationen |
| Zugfahrzeug AMR | Materialwagen und Anhänger | Geeignete Anhängerkupplungen, Wenderadius und Parkpositionen |
Betrachten wir dieselben beiden Kartons mit Schrauben. Sind sie in standardisierten Behältern verpackt, könnte ein AMR mit Förderband eine praktische Option für den automatisierten Transport sein. Befinden sich mehrere Kartons auf einem Regal, ist möglicherweise ein AMR mit Hubvorrichtung besser geeignet. Die endgültige Entscheidung hängt weiterhin vom Gewicht und den Abmessungen der Ladung, dem verfügbaren Platz am Arbeitsplatz sowie der vor Ort vorhandenen Ausrüstung ab.
Um festzustellen, ob ein Workflow wirklich durchgängig automatisiert ist, sollten Sie drei Punkte prüfen: Wird vor der Abholung bestätigt, dass die Materialien bereitstehen? Wird nach der Abholung bestätigt, dass die Verladung erfolgt ist? Wird nach dem Entladen der Empfang bestätigt? Wenn für eine dieser Aufgaben weiterhin eine Person benötigt wird, ist das durchaus machbar – das Projekt sollte lediglich den Umfang der Automatisierung genau definieren.
4. Was passiert, wenn ein AMR auf ein Hindernis stößt, Material fehlt oder eine Störung auftritt?
In einer echten Fabrik fahren Gabelstapler durch die Gänge, Anlieferungsstationen sind belegt und Produktionspläne ändern sich. Ein zuverlässiges AMR-Materialtransportsystem muss diese Situationen berücksichtigen – es darf nicht nur von einem Ablauf ausgehen, bei dem alles reibungslos verläuft.
Situation 1: Eine Person oder ein Gabelstapler versperrt den Weg
Das AMR-Fahrzeug sollte gemäß seiner konfigurierten Sicherheitsstrategie verlangsamen, anhalten und warten oder, sofern die Umstände es zulassen, eine alternative Route wählen. In Fabriken sind nach wie vor klare Verkehrsregeln für Bereiche mit gemischter Nutzung durch Fußgänger und Fahrzeuge, für enge Gänge und Kreuzungen erforderlich.
Situation 2: Der AMR trifft ein, aber die Produktionslinie kann die Ladung nicht entgegennehmen
Das System sollte den Roboter an einem sicheren Ort warten lassen, bis die Abgabestation bestätigt, dass sie verfügbar ist. Dadurch wird verhindert, dass der AMR einen Hauptgang blockiert.
Situation 3: Das Lager hat die Materialien nicht bereitgestellt
Das System sollte das Lager benachrichtigen und den Auftrag in den Wartezustand versetzen, anstatt den Roboter wiederholt auf einen unnötigen Transport zu schicken. Jeder Materialengpass sollte zudem umgehend an das zuständige Produktionspersonal weitergeleitet werden.
Situation 4: Der AMR hat einen schwachen Akku, funktioniert nicht richtig oder verliert die Verbindung
Das System benötigt vordefinierte Regeln für Warnmeldungen, das Anhalten oder die Neuzuweisung von Aufgaben. Sobald der Betrieb wieder aufgenommen wird, sollten der Standort der Materialien und der Aufgabenstatus überprüft werden, um zu vermeiden, dass dieselbe Ladung zweimal ausgeliefert wird.
Sicherheit muss Teil der Systemkonzeption sein und darf kein optionales Merkmal sein. Für die betreffenden fahrerlosen Flurförderzeuge und deren Systeme, ISO 3691-4:2023 enthält relevante Sicherheitsanforderungen. Standortspezifische Risikobewertungen und Schutzmaßnahmen sollten von qualifiziertem Projektpersonal überprüft werden.
5. Was sollte ein Werk vor der Einführung eines AMR-Materialtransportsystems vorbereiten?
Bevor Sie AMR-Marken oder Preise vergleichen, sollten Sie zunächst Ihren tatsächlichen Materialtransportbedarf ermitteln. Diese fünf Aspekte sind oft wichtiger als die bloße Betrachtung der Höchstgeschwindigkeit und der Nennlast eines Roboters.
1. Bestimmen Sie die zu transportierenden Materialien
Notieren Sie die Art der Teile, das Gewicht pro Ladung, die Abmessungen, die Verpackung und die Art des Transportmittels. Berücksichtigen Sie dabei nicht nur das Gewicht der Ladung, sondern auch deren Schwerpunkt und die Gefahr, dass sie umkippen könnte.
2. Ermitteln Sie, wie oft Lieferungen benötigt werden
Erfassen Sie mehr als nur die tägliche Anzahl der Wege. Ermitteln Sie, wie viele Nachschubanforderungen während der geschäftigsten Stunde eingehen und wie lange jeder Arbeitsplatz auf Material warten kann.
3. Die vorgeschlagene Route ablaufen
Überprüfen Sie schmale Gänge, Wendeplätze, Bodenneigungen, Gabelstapler-Kreuzungen, Zugangstüren, die Funkabdeckung und Ladestationen, um festzustellen, ob der Roboter sicher betrieben werden kann.
4. Planen Sie die Abhol- und Abgabestellen im Voraus
Kann das Lager die Materialien effizient bereitstellen? Kann sich das AMR an der Übergabestelle positionieren? Ist neben der Produktionslinie genügend Platz zum Entladen der Materialien vorhanden? Diese Details entscheiden darüber, wie praktikabel das automatische Be- und Entladen sein wird.
5. Testen Sie zunächst eine Route, bevor Sie expandieren
Beginnen Sie mit einer sich wiederholenden Route und relativ einheitlichen Materialien. Testen Sie Nachschubanforderungen, das Beladen, den Transport, das Entladen, die Rückgabe leerer Behälter und die Behandlung von Ausnahmesituationen, bevor Sie weitere Roboter oder Produktionslinien hinzufügen.
Woran erkennt man, ob ein AMR-Pilot funktioniert?
Bewerten Sie das Pilotprojekt nicht allein anhand der Anzahl der absolvierten Fahrten. Zu den aussagekräftigeren Kennzahlen gehören:
- Pünktlichkeitsquote: Der Anteil der Aufträge, bei denen die richtigen Materialien innerhalb der vereinbarten Frist eintreffen.
- Lieferzeit für Nachschub: Wie lange es vom Auftrag der Produktionslinie bis zum bestätigten Eingang dauert.
- Auswirkungen der Materialknappheit: Ob eine verspätete Lieferung immer noch dazu führt, dass Arbeitsplätze warten müssen oder die Produktion zum Stillstand kommt.
- Häufigkeit manueller Eingriffe: Wie oft das Personal eingreifen muss, um dem Roboter bei der Erledigung einer Aufgabe zu helfen.
Vergleichen Sie die Ergebnisse vor der Einführung und während der Pilotphase anhand einheitlicher Definitionen. Da Werkslayouts, Produktionsraten und Anlagen variieren, sollten Sie sich nicht auf unbestätigte Behauptungen über eine prozentuale Effizienzsteigerung in fester Höhe verlassen.
Wenn Sie Hilfe bei der Schätzung der Roboteranzahl benötigen, lesen Sie den Artikel von Fdata Robot Leitfaden zur Dimensionierung der AMR-Flotte. Wenn Sie die Website vorbereiten, lesen Sie bitte die Schritt-für-Schritt-Leitfaden zur AMR-Implementierung im Lager.
Fazit
Der Nutzen der AMR-Materialzuführung geht über den bloßen Ersatz des manuellen Transports hinaus. Sie verbindet die Lagervorbereitung, die Aufgabenzuweisung, den Materialtransport und die Annahme an der Fertigungslinie zu einem durchgängigen, nachverfolgbaren Arbeitsablauf. Mit einer geeigneten Systemkoordination und Automatisierungstechnik können Fabriken repetitive Handhabungsvorgänge und unnötige Wartezeiten reduzieren und gleichzeitig die Materialversorgung besser auf den Produktionsbedarf abstimmen.
Jede Fabrik hat unterschiedliche Materialien, Transportwege und Produktionsanforderungen. Eine zuverlässige automatisierte Zustellung hängt von der Auswahl geeigneter AMR-Geräte und unterstützender Systeme ab, die auf die tatsächliche Nutzlast, die Zustellhäufigkeit, den verfügbaren Platz sowie die Abhol- und Abgabemethoden abgestimmt sind.
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Fdata Robot bietet Mobile AMR-Plattformen, Roboterchassis und Dienstleistungen zur Entwicklung kundenspezifischer Hardware. Ganz gleich, ob Sie Behälter, Regale oder Materialwagen transportieren müssen – teilen Sie unserem Team Ihre Ladungsspezifikationen, Transportrouten sowie die Anforderungen an das automatische Be- und Entladen mit.
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Häufig gestellte Fragen
Wie lange braucht ein AMR, um Materialien vom Lager zur Produktionslinie zu transportieren?
Die Lieferzeit von AMR hängt von der zurückgelegten Strecke, der Fahrgeschwindigkeit, der Be- und Entladezeit sowie den Verkehrsbedingungen ab. Der gesamte Nachschubzyklus umfasst zudem die Vorbereitung im Lager, die Aufgabenzuweisung und die Empfangsbestätigung an der Produktionslinie.
Kann ein AMR Materialien an mehrere Produktionsarbeitsplätze liefern?
Ja. Sofern die Tragkraft und der verfügbare Laderaum es zulassen, kann ein AMR Materialien nacheinander an mehrere Arbeitsstationen liefern. Das Flottenmanagementsystem kann die Lieferreihenfolge koordinieren und jede Übergabe nachverfolgen.
Können AMRs rund um die Uhr Materialien an die Produktionslinien liefern?
Ja. Dank automatischer Aufladung, Aufgabenplanung und koordiniertem Betrieb mehrerer Roboter kann ein AMR-System den Materialtransport rund um die Uhr gewährleisten. Die einzelnen Roboter müssen jedoch weiterhin aufgeladen und regelmäßig gewartet werden.
Sind in bestehenden Fabriken Anpassungen an den Magnetbändern oder am Boden erforderlich, um AMRs einzusetzen?
Magnetbänder sind für AMRs, die autonome Navigationstechnologien wie LiDAR-SLAM nutzen, in der Regel nicht erforderlich. Allerdings müssen der Zustand des Bodens, die Gangbreite sowie die Abhol- und Abgabebereiche weiterhin den Betriebsanforderungen des Roboters entsprechen.
Können die AMR-Lieferrouten geändert werden, wenn sich die Anordnung der Produktionslinie ändert?
Ja. AMRs mit autonomer Navigation lassen sich in der Regel durch Kartenaktualisierungen, geänderte Ablieferungsstellen und aktualisierte Auftragseinstellungen anpassen. Die geänderten Routen und die Betriebssicherheit sollten vor dem Einsatz überprüft werden.
Wie viel kostet ein AMR-Transportsystem vom Lager zur Fertigungslinie?
Die Kosten für die Materialzustellung durch AMR hängen von der Anzahl der Roboter, den Anforderungen an die Nutzlast, den Be- und Entladevorrichtungen, der Flottenmanagement-Software sowie den Integrationsanforderungen ab. Ein realistisches Budget sollte sich nach der Lieferhäufigkeit, den Streckenbedingungen und dem erforderlichen Automatisierungsgrad richten.
Wie lange dauert die Inbetriebnahme eines AMR-Materialversorgungssystems?
Der Zeitplan für die Implementierung hängt von den Standortbedingungen, der Flottengröße, den Systemanbindungen und den Anforderungen an die individuelle Anpassung ab. Einfache Punkt-zu-Punkt-Förderprojekte lassen sich in der Regel leichter umsetzen als Projekte, bei denen mehrere Produktionslinien und automatisierte Verladeanlagen zum Einsatz kommen.
Welche Fabriken eignen sich am besten für die Materialzuführung vom Lager zur Fertigungslinie mittels AMR?
Produktionsstätten mit häufigem, sich wiederholendem Materialtransport eignen sich besonders gut für den Einsatz von AMR-Lieferfahrzeugen. Eine Prüfung lohnt sich insbesondere dann, wenn in einer Fabrik flexible Routen, weniger manueller Transport und eine automatisierte Nachschubversorgung der Produktionslinien erforderlich sind.
