Wie von Geisterhand

Transportroboter Ein spezieller Transportroboter ist angetreten, die Intralogistik zu revolutionieren und zudem Verschwendung zu vermeiden. Mit welchen technischen Tricks und Features meistert der Kandidat aus Österreich diese große Herausforderung?

29. August 2006
Bild 1: Wie von Geisterhand
Bild 1: Wie von Geisterhand

Acht Jahre hat das österreichische Unternehmen Servus Robotics an der Entwicklung von Servus, dem ersten intelligenten und autonomen Transportroboter, gearbeitet. 40 Mannjahre Entwicklungsarbeit, neue Patente, Erfindungen und unternehmerisches Risiko stecken in diesem neuartigen System für die Intralogistik. Der gewaltige Aufwand scheint sich für das Unternehmen jetzt auszuzahlen: Seit der ersten öffentlichen Präsentation des Systems auf der Motek 2005 in Sinsheim und der damit verbundenen Markteinführung sei das Interesse an dem Transportroboter sehr beachtlich, berichtet Christian Beer, CEO von Servus und geschäftsführender Gesellschafter der Heron-Gruppe, die hinter dem Servus-Projekt steht.

Den Weg unabhängig finden

Die Servus Transportroboter finden auf ihren Schienen ihren Weg von selbst und bewegen sich dabei wie von Geisterhand. Wie und in welcher Reihenfolge sie ihre Aufträge erledigen, bestimmen die Geräte. Jeder Roboter steuert sich dabei selbst und die Anlage autonom, es gibt keine zentrale Steuerung. Ihre Arbeitsaufträge mit den notwendigen Daten und Informationen - bis zu 100 Kilobyte - führen die Geräte mit sich. Sie wählen dabei den rationellsten Weg und arbeiten dadurch viel wirtschaftlicher als dies bisher möglich war. Jede Aufgabe wird in einem Minimum an Zeit erledigt. Die Transportroboter kommunizieren nach vorne und hinten mithilfe von Infrarotsensoren. Servus kann vor und zurück fahren. Lange Strecken sind kein Problem, denn Superkondensatoren, die jeder Servus mitführt, liefern immer ausreichend Energie. Schleifkontakte gibt es keine.

Die wesentlich schnellere Aufladetechnik der Superkondensatoren ist eine Neuentwicklung, die Servus Robotics in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Stockholm gelungen ist. Diese neue Technologie ermöglicht den reibungslosen Einsatz der Transportroboter rund um die Uhr, und das 365 Tage im Jahr. Die Ladezeit beträgt nur wenige Sekunden. Geladen wird nur dann, wenn die Transportroboter ohnehin an einer Bearbeitungsstation halten müssen.

Angetrieben von einem wartungsfreien Gleichstrommotor fährt Servus mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1,5 Meter pro Sekunde vom Wareneingang durch die Produktion bis zum Warenausgang, das Gerät beschleunigt dabei bis auf 2,5 m/s². Die Geschwindigkeit ist bis zu fünf Mal höher als bei herkömmlichen Systemen und lässt sich individuell auswählen. Daraus ergeben sich laut Servus zwei Vorteile: Je komplexer das Streckennetz und die Aufgabenstellung sind, desto besser können die intelligenten Transportroboter ihre Stärken ausspielen. Und je länger die zu bewältigenden Strecken sind, desto wirtschaftlicher kann das System arbeiten. Dem zugrunde liegt ein neuer, flexibler Denkansatz für die moderne Intralogistik: Das Servus-System kann sich erstmals den jeweiligen Kundenanforderungen ganz im Gedanken der »Fließfertigung« oder des »One piece flow« anpassen. Servus reagiert auf diese Weise flexibel und schnell auf sich verändernde Marktbedürfnisse und schwankende Produktionszahlen und trifft so immer den optimalen Automatisierungsgrad. Unter diesen Voraussetzungen kann Servus auch Verschwendung vermeiden. Daraus resultiert ein entscheidender Wettbewerbsvorteil, so Christian Beer. Mit dem Servus kann der Anwender darum auch maßgeschneiderte Produkte bis zur Losgröße 1 kostengünstig realisieren. Servus passt sich den jeweiligen Kundenanforderungen im Gedanken der »Lean Fertigung« an.

Perfekter Materialfluss

Servus bindet Wareneingang, Lager, Produktion und Warenausgang in einen einzigen optimierten Fließprozess ein und lässt die verschiedenen Bereiche zusammenwachsen. Das Transportsystem bedient sowohl Intralogistik als auch Produktion und bietet damit laut Hersteller ein gewaltiges Einsparungspotenzial, denn auf unnötige Zwischen- oder Pufferlager kann der Anwender größtenteils verzichten. Die Roboter wissen immer, bei welcher Arbeitsstation gerade welche Materialien benötigt werden. Die Wechselzeit von Servus zu Servus in den Arbeitsstationen beträgt dabei nur 1,5 Sekunden, bei einer Positioniergenauigkeit von +/- 0,02 Millimetern in allen drei Achsrichtungen. Dies vermeidet einerseits unnötige Warte- und Stehzeiten, andererseits benötigt Servus wesentlich weniger Platz, Zwischen- oder Pufferlager entfallen. Das soll die Ressourcen schonen.

Servus erhält seine Aufträge per drag and drop am so genannten Orderboard. Wie beim Sogprinzip holt Servus »just in time« die Teile und Materialien aus den Lagern, die gerade benötigt werden. Servus transportiert dabei Werkstücke oder Schüttgut bis zu 25 Kilogramm. Servus ist robust: Die Trägerplatte ist antistatisch ausgeführt und besteht aus hart eloxiertem Aluminium, auf sie wird das Kunststoffgehäuse aufgebaut.

Flexibel verändern

»Unser Transportsystem Servus empfiehlt sich infolge seiner leichten Integrierbarkeit und der Flexibilität besonders für die Intralogistik«, kommentiert Christian Beer. Die Transportroboter könnten jeden Moment etwas anderes tun und seien deshalb ein ideales Tool für jeglichen Materialfluss. Wenn sich im Fertigungsprozess situationsbedingt ein bestimmter Auftrag ergibt, erledigt ihn der Servus sofort. Der Transportroboter sammelt, verteilt oder füllt ab. Jeder Auftrag, den er erledigt, kann sich im nächsten Durchgang komplett verändert haben. Das System passt sich also den jeweiligen Kundenanforderungen und Gegebenheiten schnell an. Servus fährt beliebige Aufbauten oder Werkstücke zu diesem Zweck zum Beispiel unter Bohrvorrichtungen oder Rütteltöpfe. Die Öffnung in der Mitte kann er zum Durchgreifen, Abstützen, Material ablassen oder Rundtakten nutzen.

Produktion ist Wertschöpfung, Wartezeiten kosten. Deshalb wurde mit Servus ein System entwickelt, das laufend produziert und nicht wegen Wartungsaufwand stillsteht. Es kann ähnlich einem Baukastensystem beliebig verändert und erweitert werden. Wenn notwendig, schickt der Anwender zusätzliche Roboter auf die Strecke, verlängert die Strecke oder integriert weitere Lager oder Produktionsstätten, neue Handarbeitsplätze oder halb- oder vollautomatische Bearbeitungsstationen.

Selbst wenn also das Materialflusssystem vergrößert wird, können die Transportroboter ihre Arbeit auf der Stelle aufnehmen und sich sofort wieder im neuen System orientieren und ihre Aufgaben erledigen. Eine komplizierte Neuprogrammierung des erweiterten Systems ist nicht erforderlich. Ebenso einfach funktioniert der Rückbau. Die frei werdenden Komponenten können in anderen Anlagen eingesetzt werden.

Vorbild Manhattan

Servus findet den schnellsten Weg anhand eines neu entwickelten Adressierungssystems. Die eigens dafür entwickelte Manhattan-Software weist den Transportrobotern den Weg. Ähnlich wie in Manhattan, das durch ein Gitter von »Streets« und »Avenues« überzogen ist, und deren Koordinaten jede Adresse exakt beschreiben, findet Servus seinen Weg zu den notwendigen Adresspunkten. Der effektivste Weg von einem Standpunkt zum nächsten ist dadurch klar definiert. Servus verknüpft das Manhattan-Prinzip mit dem Prinzip des Kreisverkehrs. Wie im Straßenverkehr können die Transportroboter aus eigener Intelligenz heraus einen Fließverkehr erzeugen und Wartezeiten vermeiden. Dies soll den Durchsatz in Produktion und Logistik steigern. Die Geräte gibt es in vier verschiedenen Baugrößen 200 x 200, 300 x 300, 400 x 400 oder 500 x 500 Millimeter. Die Fahrstrecke kann frei gewählt werden; entweder auf ergonomischer Arbeitshöhe, an der Wand, an der Decke oder unter Flur. Diese Vielfalt bietet den Anwendern ganz neue Möglichkeiten, die Produktionsstätten und Lagerhallen Platz sparend zu gestalten. Höhenunterschiede bewältigen die Servus Transportroboter mit einem eigens entwickelten Lift. Servus bietet potenziellen Kunden ein flexibles Beschaffungsmodell. Dabei wird das Tracksystem spezifisch ausgelegt und geht in den Besitz des Kunden über, die Transportroboter werden gemietet. So verfügt er immer über die aktuelle Servus-Technologie und muss sich weder um Service und Wartung noch um Updates kümmern.

Neben einer monatlichen Basisgebühr ist also nur der tatsächliche produktive Einsatz der Roboter zu tragen.

Immer ein optimales System

Durch diese Maßnahmen erhalten Anwender nicht nur ein äußerst flexibles Transportroboter-System, sondern sind auch in puncto Kosten flexibel, da sich die Anzahl der Transportroboter beliebig variieren lässt. Nicht benötigte Module können einfach zurückgeben werden. So werden Ressourcen geschont und auch der Geldbeutel, denn mit Servus sinkt der Energieaufwand auf circa ein Sechstel verglichen mit herkömmlichen Systemen.

www.servus.info

Hintergrund

Vier Faktoren

1. »Fließproduktion« ist eines der effizientesten Mittel, um die vom Markt geforderten kurzen Lieferzeiten zu gewährleisten.

2. Die Verbraucher fordern immer stärkere Individualität. Gleichzeitig steigt aber das Bedürfnis nach niedrigeren Stückkosten.

3. Der globale Wettbewerb verlangt, dass ohne Verschwendung von Zeit, Material und Investitionen produziert wird.

4. Ein Materialflusssystem muss heute flexibel und wiederverwendbar sein. Dadurch steigt der Lebenszyklus der Anlage und die Investitionen sind langfristig Gewinn bringend.

Hintergrund

Lean Fertigung

Servus passt sich den jeweiligen Kundenanforderungen im Gedanken der »Lean Fertigung« schnell und optimal an und bietet auf Grund seiner Flexibilität immer den optimalen Automatisierungsgrad. Drei einfache Anpassungsmöglichkeiten bietet der Servus:

1. Die Strecke wird einfach verlängert, um weitere Arbeitsstationen einzubinden. Da Servus keine zentrale Steuerung benötigt, entfallen Verkabelung und die komplette Programmierung. Die Transportroboter nehmen ihre Arbeit sofort auf.

2. Sobald der Markt höhere Produktionszahlen verlangt, wird genau jene Anzahl an Transportrobotern eingesetzt, die wirklich benötigt wird. Servus funktioniert wie ein Schwarmroboter und vermeidet so jegliche Verschwendung an Produktionsmitteln.

3. Um den richtigen Automatisierungsgrad genau zu treffen, werden Roboter oder Automaten eingesetzt. Dadurch kann die Taktzeit verkürzt werden. Roboter oder Automaten lassen sich leicht in das Servus-System integrieren, da Servus mit diesen direkt kommuniziert.

Erschienen in Ausgabe: 04/2006