Intralogistiklabor

Zwei fahrerlose Transportsysteme (FTS) vom Typ 'Weasel' der Firma SSI Schäfer können mittels optischer Spuren und RFID-Tags im Labor navigieren und Behälter transportieren.

Das automatische Kleinteilelager mit Regalbediengerät (RBG) bietet Platz für 164 Behälter. Die Steuerbefehle für das können direkt über einen Touchscreen eingegeben werden, wodurch sich vielfältige Möglichkeiten für die Lehre ergeben.

Die modulare, intelligente Fördertechnik "Flexförderer" bietet die Möglichkeit innerhalb kürzester Zeit neue Layouts zu realisieren und in Betrieb zu nehmen. Es stehen vier verschiedenen Modi für die Zielsteuerung zur Verfügung, u.a. ein rein graphischer Modus und die Möglichkeit Zielinformationen in DataMatrix-Codes oder RFID-Tags zu speichern.

Die direkt an das AKL angeschlossene Kommissionierzone bestehend aus einem Durchlaufregal mit 36 Schächten und lässt sich wahlweise im Modus Pick-by-light oder Pick-by-Voice betreiben. 

Zum Einsatz kommen entweder 36 Pickfaces inkl. Kontroller der Firma Wibond oder Headsets und Voice-Westen der Firma ProLogistik.

Durch eine eigenentwickelte Software der TH Wildau lassen sich beide Systeme über eine einheitliche Oberfläche steuern und im laufenden Betrieb problemlos wechseln.

Ein Kommissionierwagen der Firma INJA Industrietechnik wurde mit mobilen Pickfaces der Firma ELV ausgestattet. Aufgrund der kabellosen Funktechnik und einer durch die TH Wildau realisierten Schnittstelle zum IoT-Protokoll MQTT lassen sich vielfältige neue Anwendungsfelder, beispielsweise für den Einsatz durch Hilfskräte in Katastrophengebieten, erschließen.

Für die wirtschaftliche, sichere und platzsparende Lagerung von Kleinteilen und Einzelgütern bei gleichzeitiger Sicherstellung schneller Zugriffszeiten und einer stets ergonomischen Einlagerungs-/Entnahmeposition ist ein Paternosterregal mit variabler Ausgestaltung der Lagerebenen (Tablare) in die Demonstrationsumgebung integriert worden. U.a. werden hier die angelieferten Kleinteile als Nachschub für die Versorgung der Montagearbeitsplätze eingelagert. Der Plexiglaseinsatz in der Rückwand erlaubt dabei einen Blick auf die sich bewegenden Lagerebenen. Die Steuerung der Tablarbewegung für Ein-/Auslagerung erfolgt über das Bediendisplay des Paternosterregals. Serien von Entnahmen (z.B. im Rahmen eines Kommissionierauftrages) werden über eine Datenschnittstelle an das Gerät übertragen. Die Gerätesteuerung ermittelt hier jeweils die Drehrichtung des Paternosters für den kürzesten Bereitstellweg.

Der autonome Transportroboter für den Außeneinsatz (ergänzt um anwendungsspezifische Ladehilfsmittel) ermög-licht die Anlieferung nichtpalettierter Einzelteile/-sendungen von einem nahegelegenen Depot, Distributionszentrum oder Güterverkehrszentrum. Der Testeinsatz auf dem Campus der TH Wildau ist rechtlich zulässig, da es sich um ein durch ein Schrankensystem mit Zugangskontrolle abgegrenztes Gelände handelt. Dieses ist im Teach-in-Verfahren als Topologie in der Fahrzeugsteuerung zu hinterlegen.

Der autonome Transportroboter für den Inneneinsatz ist durch die Ausstattung mit Mecanumrädern auf engstem Raum manövrierfähig. Damit eignet er sich als mobile Komponente eines kollaborativen Roboters. Hierzu trägt der Transportroboter einen Roboterarm (einschließlich Steuerung), der vom Studiengang Automatisierungstechnik der TH Wildau (Prof. Dr.-Ing. Jörg Reiff-Stephan) im Rahmen des InfraFEI-Projekts 85017155 beschafft und für die Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Mensch-Roboter-Kollaboration zur Verfügung gestellt wurde, und sichert dessen Stromversorgung. Mittels eines aus Eigenmitteln beschafften Greifers können nunmehr kleine bzw. leichte Einzelteile oder Behälter automatisch an einem Arbeits- oder Lagerplatz aufgenommen und einem anderen Arbeits- oder Lagerplatz zugeführt oder in einem Behälter abgelegt werden, auch in direkter Unterstützung von Mitarbeitern. Hierfür sind die durch den Transportroboter anzufahrenden Punkte im Layout zu definieren.

Die Programmierung der Transportroboter erfolgt mittels des Open-Source-Betriebssystems ROS (Roboter Operating System).

Zwei in Reihe angeordnete,  aus ITEM-Komponenten individuell gestaltete Montagearbeitsplätze für variantenreiche, aber kundenspezifische Produkte (Losgröße 1) aus hoch-ähnlichen Bauteilen sind mit einem Assistenzsystem zur Prüfung, Dokumentation und Optimierung von One-Piece-Flow-Prozessen ausgestattet. Das Assistenzsystem führt den Mitarbeiter über bildliche Informationen zur Entnahme und Montage des nächsten Bauteils auf einem Display schrittweise durch den Montageprozess. 2D-Marker (Smart Watches) oder Transponder (RFID-Armband) an den Handgelenken der Mitarbeiter erkennen die Greifoperationen, die mit dem Sollprozess verglichen werden.

Eventuelle Greiffehler (z.B. falscher Entnahmeort oder falsche Stückzahl) werden identifiziert und dem Mitarbeiter rückgemeldet, so dass dieser sofort korrigieren kann. Device Manager und Entwicklungsumgebung ermöglichen eine schnelle Installation und Konfiguration sowie Anpassung an veränderte Arbeitsprozesse. Hierdurch können die Arbeitsplätze nicht nur für die Montage, sondern auch für die Demontage im Produktrecycling, das Kommissionieren von Kleinteilen oder das Handling bei der effizienten, zeitsparenden und sicheren Verarbeitung von Wareneingängen (automatische Identifikation, Kontrolle, Vereinnahmung und Sortieren eingehender Einzelteile z.B. während der manuellen Entnahme aus dem Paketroboter) genutzt werden. Die bildhafte Führung der Mitarbeiter und die unmittelbare Kontrolle der Ausführung jedes Arbeitsschrittes reduzieren Einarbeitungs-/Anleitungsaufwand und Fehlerquote ohne zusätzliches Personal, so dass die Arbeitsplätze insbesondere auch für Menschen mit besonderen Bedürfnissen geeignet sind.

Zur Unterstützung der automatischen Inventur in Großlagern (einschließlich der Überwachung der Güterqualität) fliegt die bei direktem Sichtkontakt oder anhand des Kamerabildes ferngesteuerte Drohne die Lagerplätze ab. Der aktuelle Lagerbestand wird visuell erfasst und an den Empfänger übertragen. Die Kollision der Drohne mit vorhandener Infrastruktur, insbesondere den Regalen, wird durch die  drohneneigene Sensorik, z.B. durch Ultraschallsensoren zur Abstandsüberwachung, auch bei manueller Bedienung über die Fernsteuerung verhindert.

Ein Exoskelett ist eine am Körper getragene Stützstruktur, die das Muskel-Skelett-System bei spezifischen Tätigkeiten entlastet. Für verschiedene Muskel-Skelett-Belastungen (im Rücken-, Schulter- oder Nackenbereich bzw. der Wirbelsäule) sind spezielle Exoskelette entwickelt worden. Sie können Logistikmitarbeiter immer wiederkehrenden Arbei-ten, wie z.B. Heben, Tragen und Absetzen von Lasten in Warenlagern, manuelle Tätigkeiten in Regal- und Palettenlagern, Be- und Entladen von LKW und Containern an Laderampen, Kommissionieren oder Ein-/Auslagern, unterstützen. Damit bilden Exoskelette einen wesentlichen Baustein zur ergonomischen Gestaltung von Arbeitsplätzen der Logistik. Für das Intralogistiklabor der TH Wildau sind insbesondere Exoskelette zur Entlastung im Rückenbereich interessant.

Der Knapp MultiScan ist eine für den industriellen Einsatz konzipierte, autarke Erfassungsstation zur automatischen Ermittlung von Artikeldimensionen und –gewicht. Der vollautomatische Messplatz besteht aus einem Lichtgitter für die Messung von Länge, Breite und Höhe für Artikel beliebiger Form sowie einer kalibrierten Waage für die Gewichtsbestimmung; er wird ergänzt um eine Kamera zur Erstellung hochauflösender Produktidentifikationsbilder sowie einen Touchscreen zur Interaktion und Datenausgabe über USB oder direkt per Netzwerk an ein Warehouse Managment System. Da der Messplatz auf Rollen montiert ist, kann er räumlich variabel in die vorhandene Intralogistik des Labors integriert werden.

Das Motion-Mining-System MPI4Labs umfasst vier Mess-Sets mit mobilen Sensoren für die Datenerfassung, ein Smartphone je Mess-Set für die Datenübertragung während der Beobachtung/Messung sowie eine Docking-Station für das Laden und Aufbewahren der Komponenten. Die Mitarbeiter tragen die Sensoren an Schweißbändern am Handgelenk und am Gürtel, während sie manuelle Tätigkeiten, z.B. Behältertransporte, Kommissionieren oder Ein-/ Auslagern, ohne Einschränkungen oder besondere Rücksichtnahme ausführen.

Über das mitgeführte Smartphone werden die Sensordaten an einen Auswertungsserver über-tragen, der diese unter Einsatz von Methoden der Künstlichen Intelligenz und des Machine Learning für Effizienz- und Ergonomieanalysen verarbeitet und auswertet. Die Ergebnisse werden in vielfältigen Darstellungsvarianten in einem individuell konfigurierbaren Dashboard visualisiert. Zur Lokalisierung der manuellen Tätigkeiten werden Beacons verwendet. 25 Beacons sind fest in das Intraogistiklabor der TH Wildau eingebunden, weitere 15 Beacons können flexibel an beliebigen Standorten (z.B. im Umfeld des Labors, in anderen, vernetzten Laboren der Hochschule oder bei Kooperationspartnern in der Region) eingesetzt werden.