AMR: Wie automatisierte Fertigungsroboter Logistikprozesse optimieren

Laut einer Studie der Descartes Systems Group sind 76 % der Logistikunternehmen von Arbeitskräfemangel betroffen. Diese Herausforderung zwingt Unternehmen, die Betriebseffizienz zu steigern. Gleichzeitig gewinnen automatisierte Fertigungsroboter (AMR) an Bedeutung, da sie Logistik- und Intralogistikprozesse automatisieren. Sie reduzieren nicht nur die Arbeitsbelastung der Mitarbeiter, sondern begegnen auch dem Arbeitskräftemangel in körperlich anspruchsvollen Tätigkeiten. Es ist nicht überraschend, dass ihre Nutzung in Branchen wie der Fertigung, der Logistik und dem Gesundheitswesen rapide zunimmt. Der globale AMR-Markt wird im Jahr 2023 auf 3,88 Milliarden US-Dollar geschätzt und soll laut Research and Markets bis 2030 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 15,3 % auf 9,56 Milliarden US-Dollar anwachsen. Dieser Trend unterstreicht ihre entscheidende Rolle bei der Bewältigung der steigenden Nachfrage nach Automatisierung und Flexibilität.

Überblick über Produktions- und Lieferketten

Heutige Produktionsketten sind komplexe Systeme. In einer Autofabrik beispielsweise umfasst eine Produktionslinie mehr als 20 verschiedene Schritte – von der Beschaffung von Rohstoffen bis zur Auslieferung der Endprodukte. So funktioniert es:

Wie Produktionsketten funktionieren

• Beschaffung: Unternehmen beziehen Rohstoffe von in- oder ausländischen Lieferanten. Eine effektive Verwaltung ist entscheidend, um Engpässe zu vermeiden.
• Produktion: Rohstoffe werden durch Fertigung, Montage und Qualitätskontrollen in Endprodukte umgewandelt.
• Lagerung: Fertige Produkte werden vor dem Versand gelagert. Intelligentes Bestandsmanagement ermöglicht es Unternehmen, die Nachfrage schnell zu bedienen und gleichzeitig Überbestände zu minimieren.
• Vertrieb: Die Waren werden an Endkunden ausgeliefert

Lücken und Herausforderungen in Produktionsketten

In Produktionsketten sind Lieferverzögerungen und Ausfälle von Anlagen häufig. Eine Studie des McKinsey Global Institute zeigt, dass Unternehmen ohne fortschrittliche Automatisierung Schwierigkeiten haben, maximale Produktivität zu erreichen.

Auch bei der Paketverwaltung treten Ineffizienzen auf. Falsches Sortieren führt dazu, dass Waren an die falschen Ziele gelangen, was kostspielige Rücksendungen zur Folge hat. Tracking-Fehler wie ungenaue Informationen über den Status oder den Standort eines Pakets erschweren die Planung und verlängern Bearbeitungszeiten.

Darüber hinaus fehlt es in Lieferketten häufig an Transparenz. Daten zu Beständen, Lieferungen oder Lieferzeiten stehen nicht immer in Echtzeit zur Verfügung. Diese Informationslücke hindert Unternehmen daran, Probleme vorherzusehen oder ihre Abläufe schnell anzupassen. Lagerengpässe können so zu einem Umsatzverlust von 8 % bis 15 % führen.

Zudem behindern starre Systeme, die sich nicht an Nachfrageänderungen oder Marktentwicklungen anpassen können, die Reaktionsfähigkeit von Unternehmen.

Herausforderungen bei der Logistik und im Materialtransport

Moderne Lieferketten stehen vor wachsenden Herausforderungen bei der Steuerung von Materialflüssen und Transport.

• Mangel an qualifizierten Arbeitskräften: Der Logistiksektor leidet unter einem Mangel an qualifizierten Arbeitskräften, was die Betriebseffizienz beeinträchtigt. Eine alternde Belegschaft und unzureichende Ausbildungsprogramme machen es Unternehmen schwer, den wachsenden Anforderungen der modernen Logistik gerecht zu werden. Fortschritte in der Technologie erfordern Präzision und Anpassungsfähigkeit – Fähigkeiten, die oft in einer unvorbereiteten Belegschaft fehlen. Durch die Bewältigung dieser Herausforderungen und die Einführung von Systemen zur Automatisierung sich wiederholender Aufgaben können Unternehmen die Produktivität steigern, die Belastung der Mitarbeiter reduzieren und die Sicherheit verbessern. Diese Veränderungen ermöglichen es den Mitarbeitern, sich auf relevantere Aufgaben zu konzentrieren und in einem wettbewerbsintensiven Markt Wachstum zu erzielen.
• Ergonomische Probleme und Verletzungsrisiken: Muskel-Skelett-Erkrankungen (MSE) sind eines der häufigsten Probleme, die die Belegschaft in körperlich anspruchsvollen Branchen wie der Logistik und Fertigung betreffen. Diese Erkrankungen sind die Hauptursachen für Behinderungen, Frührente und eingeschränkte Beschäftigungsfähigkeit. Im Jahr 2018 wurden in der Privatwirtschaft der USA 900.380 Fälle von Arbeitsausfalltagen gemeldet, davon 272.780 Fälle (30 %) aufgrund von MSE. Diese Verletzungen sind besonders belastend, da jeder Fall durchschnittlich 12 Ausfalltage verursacht. Die finanziellen Auswirkungen sind enorm: Laut NCS kosten die Verletzungen durch Überbeanspruchung allein die US-Arbeitgeber jährlich 13,3 Milliarden US-Dollar. Zusammen mit anderen Faktoren wie Fehlzeiten, eingeschränkter Leistungsfähigkeit, Fluktuation und Schwierigkeiten bei der Gewinnung neuer Talente steigen die kumulativen Kosten erheblich
• Ineffizienz manueller Abläufe: Manuelle Abläufe in der Logistik wie das Sortieren und Bewegen von Waren sind fehleranfällig und zeitaufwendig. Ein Konferenzbeitrag der Technischen Universität Breslau zeigt, dass menschliche Fehler Arbeitsabläufe stören und den Servicestandard senken.
• Hohe Kosten durch Verzögerungen und Fehler: Logistikfehler und Lieferverzögerungen verursachen zusätzliche Ausgaben, Verzögerungen und Ressourcenverbrauch.

Automatisierte Fertigungsroboter (AMR) bieten eine Lösung, um den Mangel an qualifizierten Arbeitskräften und die Ineffizienzen manueller Abläufe zu bewältigen.

Was sind AMR?

AMR sind Roboter, die autonom navigieren und verschiedene Aufgaben ausführen. Diese Roboter nutzen fortschrittliche Sensoren wie Kameras und LiDAR-Systeme, um sich in ihrer Umgebung zu bewegen. Diese Technologien ermöglichen es ihnen, ihre Umgebung in Echtzeit zu analysieren.

Mithilfe der SLAM-Technologie kartieren sie ihre Umgebung und passen ihre Wege an. Dadurch können sie Hindernisse vermeiden und ihre Bewegungen optimieren.

Unterschiede zwischen AMR und AGV

AMR sind wesentlich flexibler als AGV (Automated Guided Vehicles). AGV folgen festen Routen mithilfe physischer Markierungen wie Magnetstreifen. AMR hingegen navigieren frei und passen ihre Routen in Echtzeit an.

Diese Flexibilität ist in Umgebungen wie Lagerhäusern entscheidend. Warum? Weil sich Routen abhängig von Bestellungen und betrieblichen Anforderungen oft ändern. AMR passen sich diesen Änderungen an, ohne kostspielige Modifikationen zu erfordern.

Vorteile von AMR in industriellen Umgebungen

AMR bieten zahlreiche Vorteile für Unternehmen, die Automatisierungslösungen nutzen, um ihre Arbeitsabläufe zu optimieren:

• Betriebliche Flexibilität: AMR können schnell umprogrammiert werden, um sich ändernden Aufgaben und Routen anzupassen. Dadurch sind sie besonders wertvoll für dynamische Umgebungen, in denen Greifroboter zur effektiven Steuerung der Logistik benötigt werden.
• Kostenreduktion: Diese Roboter machen physische Leitsysteme überflüssig und reduzieren die Abhängigkeit von Arbeitskräften für sich wiederholende Aufgaben wie das Sortieren oder Transportieren, die traditionell von Transportrobotern übernommen werden.
• Erhöhte Sicherheit: Die Sensoren von AMR erkennen Hindernisse mit hoher Präzision. Diese Fähigkeit reduziert Unfälle, insbesondere wenn schwere oder sperrige Lasten sicher mit Heberobotern gehandhabt werden.
• Verbesserte Effizienz: Autonome Materialtransporte rationalisieren Arbeitsabläufe und reduzieren die Produktionszeiten.

Effizienzgewinne und reduzierte Produktionszeiten

Der Einsatz von autonomen Fertigungsrobotern und fortschrittlichen Automatisierungslösungen steigert die Produktivität und Flexibilität von Produktionsunternehmen. Ein bemerkenswertes Beispiel ist Bosch, ein Pionier der Industrie 4.0. Es ist nicht nur in Deutschland, sondern auch in den USA und in China aktiv und hat mehr als 120.000 Maschinen und 250.000 Geräte vernetzt.

Diese Vernetzung ermöglicht eine Echtzeitüberwachung und kontinuierliche Produktionsoptimierung. Dank Automatisierung konnte Bosch die Prozesszeiten verkürzen und die Lieferkapazität um bis zu 25 % steigern.

Fehlerreduktion und verbesserte Sichtbarkeit

AMR minimieren menschliche Fehler in der Paketverwaltung und Bestandsverfolgung. Die Integration fortschrittlicher Technologien erhöht die Genauigkeit in Logistikabläufen.

Anpassungsfähigkeit an Nachfrageschwankungen und Kostensenkung

Im Gegensatz zu starren Systemen bieten AMR die Flexibilität, für neue Aufgaben oder Routen umprogrammiert zu werden, ohne dass bedeutende strukturelle Änderungen erforderlich sind.

Siemens implementierte fortschrittliche Automatisierungslösungen in seinen Produktionslinien und demonstrierte damit das Potenzial von AMR und ähnlichen Technologien. Durch diese Integration konnte das Unternehmen die Betriebskosten um 15 % senken. Darüber hinaus berichtete Siemens von erheblichen Verbesserungen bei der Datenpräzision, die eine fundierte Entscheidungsfindung und die Optimierung der Produktionskapazitäten über alle Standorte hinweg ermöglichte.

Verbesserte Arbeitsbedingungen und reduzierte Risiken

AMR übernehmen körperlich anspruchsvolle Aufgaben, wodurch Verletzungsrisiken gesenkt werden. Dies reduziert nicht nur die Kosten im Zusammenhang mit Muskel-Skelett-Erkrankungen, sondern minimiert auch Ausfallzeiten aufgrund von Arbeitsunfällen.

Um den Geschäftsanforderungen gerecht zu werden, hat die United Robotics Group (URG) einen hybriden Ansatz verfolgt, der hausinterne Entwicklungen mit einer Auswahl an Spitzentechnologien kombiniert. Das Ergebnis ist die uLog-Serie, eine neue Generation autonomer mobiler Roboter (AMR), die Transport-, Hebe- und Verwaltungsaufgaben in verschiedenen industriellen Umgebungen optimieren.

Lassen Sie uns nun die Funktionen der Roboter vorstellen.

Features der uLog AMR

Die neuen Roboter der uLog-Serie kombinieren fortschrittliche Sensoren und intelligente Software. Sie navigieren präzise und interagieren nahtlos mit bestehenden Systemen wie WMS (Warehouse Management Systemen).

• Intelligente Navigation: LiDAR-Sensoren und SLAM-Algorithmen (Simultaneous Localization and Mapping) ermöglichen eine Navigation ohne feste Infrastruktur. Die Roboter erkennen und vermeiden Hindernisse in Echtzeit, auch in dynamischen Umgebungen mit sich häufig ändernden Routen.
• Modularität: Die uLog-Roboter können je nach Bedarf leichte Lasten, schwere Lasten oder Paletten handhaben.
• Einfache Integration: Sie arbeiten mit führenden Lagerverwaltungssystemen (WMS) und ERP-Software zusammen. Das Bordsystem ist kompatibel mit SAP, Oracle und Microsoft Dynamics, was die Koordination von Arbeitsabläufen vereinfacht.

Anwendungen der uLog-Roboter

Die uLog-AMR modernisieren Logistik- und Produktionsabläufe. Zu den möglichen Einsatzbereichen zählen unter anderem:

Lagerverwaltung:

• Autonomer Transport von Paketen zwischen Lagerbereichen und Verladezonen
• Auffüllen von Bereichen für eine schnellere Auftragsvorbereitung
• Automatisierte Bestandsverfolgung mithilfe von Onboard-Sensoren

Industrielle Produktion:

• Die Versorgung von Produktionslinien mit den erforderlichen Materialien wird durch moderne Palettenroboter erleichtert
• Transport fertiger Produkte in Lager- oder Versandbereiche
• Unterstützung von Montageaufgaben durch den Transport von Komponenten

Vertriebslogistik:

• Automatisierung der Abläufe zwischen Abteilungen innerhalb eines Verteilzentrums
• Bearbeitung von Retouren durch Sortierung und Transport von Produkten in Bearbeitungszonen
• Verkürzung der Bearbeitungszeiten für Sendungen

Gesundheitswesen:

• Autonome Lieferung von Medikamenten, medizinischem Material und Geräten in verschiedene Krankenhausabteilungen
• Sammeln und Transportieren von Wäsche oder medizinischem Abfall, wodurch die Personenbewegungen reduziert werden

Einzelhandel:

• Automatisches Auffüllen der Regale in physischen Geschäften
• Unterstützung der Bestandsverwaltung in Lagern, die auf E-Commerce spezialisiert sind

Die uLog-Serie im Detail: Die einzelnen Roboter im Überblick

Die uLog-Serie der United Robotics Group bietet eine Vielzahl an automatisierten Fertigungsrobotern, die auf unterschiedliche betriebliche Anforderungen zugeschnitten sind.

 

uLog DELIVER: Automatisierung von internen Lieferungen

Der uLog Deliver optimiert interne Warenflüsse in Industrie- und Logistikanlagen. Dieser industrielle autonome Roboter ist besonders für wiederholte Lieferungen zwischen verschiedenen Bereichen einer Anlage geeignet.

Kernanwendungen:

• Autonomer Transport von kleinen bis mittelgroßen Lasten zwischen Arbeitsstationen oder Produktionsbereichen
• Lieferung von Materialien oder Nachschub auf Abruf direkt an Mitarbeiter
• Reduzierung der menschlichen Bewegung in Lagern und Fabriken

Hauptmerkmale:

• Autonome Navigation mit LiDAR-Sensoren, die Hindernisse in Echtzeit erkennen und vermeiden
• Automatisiertes Be- und Entladen durch nahtlose Integration mit anderen robotischen Systemen.

uLog LIFT: Autonome Handhabung schwerer Lasten

Der uLog Lift ist ein Roboter für den Transport und das Heben schwerer Lasten und unterstützt Logistikprozesse, bei denen Paletten oder Container bewegt werden müssen. Seine Robustheit und Präzision machen ihn ideal für industrielle Anwendungen.

Kernanwendungen:

• Transport schwerer Lasten wie Paletten oder sperriger Ausrüstung innerhalb von Lagern und Verteilungszentren
• Reduzierung der körperlichen Belastung von Mitarbeitern in Produktions- oder Lagerbereichen
• Versorgung von Produktionslinien mit schweren oder übergroßen Materialien

Hauptmerkmale:

• Fähigkeit, Lasten von mehreren hundert Kilogramm zu heben und zu transportieren
• Konformität mit internationalen Sicherheitsstandards wie den Maschinenrichtlinien (ISO 12100, ISO 13849, ISO 3691-4), die eine stabile und sichere Handhabung der Lasten gewährleisten

uLog LIFT BASE: Flexibilität und Anpassungsfähigkeit

Der uLog Lift Base ist das vielseitigste Modell der uLog-Serie. Durch seine Flexibilität eignet er sich hervorragend für Unternehmen mit unterschiedlichen betrieblichen Anforderungen.

Kernanwendungen:

• Unterstützung von kundenspezifischen Modulen wie Lagerregalen oder Roboterarmen
• Automatisierung interner Abläufe, sei es für kleine Objekte oder komplexere Lasten
• Anpassungsfähigkeit an sich wandelnde Umgebungen wie zum Beispiel ständig verschiedene Produktionsstätten.

Hauptmerkmale:

• Modulare Plattform, die durch das Fehlen struktureller Einschränkungen vielfältige Konfigurationen ermöglicht
• Kompakte Abmessungen für eine einfache Navigation in beengten Räumen
• Nahtlose Integration mit bestehenden Managementsystemen

Die von der United Robotics Group entwickelte uLog-Serie markiert eine neue Ära der Automatisierung. Der uLog Deliver eignet sich für interne Lieferungen, der uLog Lift für schwere Lasten und der uLog Lift Base als flexible Plattform. Sie setzen neue Maßstäbe für Effizienz und Sicherheit in Industrieumgebungen.

Die United Robotics Group ist bereit, Unternehmen bei dieser Transformation zu unterstützen. Kontaktieren Sie unsere Experten, um herauszufinden, wie die uLog-AMR Ihre Abläufe optimieren und Ihre Gewinne steigern können.Weitere Einzelheiten zu den Robotern finden Sie in der Übersicht zur uLog-Serie.