Fahrerlose Transportfahrzeuge

Paradigmenwechsel: Künstliche Intelligenz navigiert FTF

KI-basierte Steuerung: Die intelligente Kamerainfrastruktur zusammen mit dem digitalen Zwilling (in 3D) des Arbeitsbereichs in W2MO erlauben eine millimetergenaue Navigation sowie die beliebige Kombination von automatischem und manuellen Fahren.

Intelligentes Flottenmanagement: Transparenz in der Auslastung der Fahrzeuge, detaillierte Auswertungen zur Lastsituation im Lager sowie automatisierte Anpassung der Geschwindigkeit oder optimierte Zuweisung von Aufträgen an alle Typen von Fahrzeugen garantieren einen sicheren und effizienten Betrieb.

Integration von Optimierungsalgorithmen: Die Steuerungscomputer greifen auf die Optimierungsengine W2MO zu, so dass anhand innovativer Algorithmen optimale Touren und Wege sowie das Zusammenspiel der Roboter untereinander und mit anderen Fahrzeugen berechnet werden können.

Modulare Bauweise: Flexible Fahrzeugaufbauten vom standardisierten Pickwagen bis zum individuellen, kundenspezifischen Transporter

Vorausschauende Steuerung und Verkehrsregelung: Die ganzheitliche Überwachung aller Fahrwege ermöglicht eine rechtzeitige Warnung und vermeidet Kollisionen auch an unübersichtlichen Stellen.

Robustheit gegenüber Bodenunebenheiten in einer Logistikumgebung: Durch die Verwendung von Luftbereifung und Stoßdämpfern können auch Schwellen problemlos überfahren werden.

KI-basierte Navigation

Kameras erkennen mit Hilfe von Verfahren der künstlichen Intelligenz alle relevanten Objekte und melden ihre exakte Position
Steuerungscomputer berechnen anhand der Positionsinformationen und des digitalen Zwillings in W2MO die Wege der FTF und senden die Steuerkommandos
Personen oder andere Fahrzeuge werden erkannt und mögliche Kollisionen frühzeitig bemerkt und somit vermieden. Die gesetzliche Sicherheitsausstattung ist zusätzlich an Bord
Automatisches und manuelles Fahren sind beliebig kombinierbar. Auch im manuellen Betrieb kann das FTF getrackt werden.
Die Netzwerkbelastung durch kamerageführte FTF ist minimal. Nur Steuerbefehle werden geschickt!

Für die Steuerung der FTF werden Kameras in Deckennähe der Halle angebracht. Zusammen mit dem kalibrierten 3D Modell (digitalen Zwilling) in W2MO können damit alle Objekte im Lager erkannt und die exakte Position genau berechnet werden. Dies umfasst die zu steuernden FTF genauso wie Personen, Stapler, Paletten oder sonstige Hindernisse. Damit liegen alle Informationen vor, um die Wege der FTF zu berechnen und die entsprechenden Steuersignale an das Fahrzeug zu senden. Die Navigation bestimmt absolute Positionen, d. h. automatisches Fahren, Fahren durch den Bediener und manuelles Schieben sind beliebig kombinierbar. Das FTF kann von jeder Position aus sofort automatisch weiter fahren. Auch bei manuellem Betrieb kann das Fahrzeug getrackt werden. Das System kann beliebig redundant ausgelegt werden, d.h. mehrere Erfassungseinheiten können den gleichen Bereich überwachen. Durch eine integrierte Kopfverpixelung kann der Persönlichkeitsschutz sichergestellt werden. Es findet keine übermäßige Belastung des Netzwerks statt, da pro Fahrzeug nur eine geringe Bandbreite von etwa 50 Kbit/s benötigt wird.

Modularisiertes Konzept für flexible Anpassung

Variante 1: Pickwagen aus Standardkomponenten

Integriert in einem flexiblen Baukasten
Qualitativ hochwertige Komponenten wie Maxon Antrieb und Sick Sicherheitssensor
Akku nach Wahl mit unterschiedlichen Ladekonzepten
Leicht anpassbarer Profilrahmen
Lufträder für gute Fahreigenschaften auch bei Bodenunebenheiten

Variante 2: Kundenspezifischer Transporter

Flexible, angepasste Entwicklung aller Komponenten
Integration vielfältiger Zusatzkomponenten möglich, wie Hubtisch, Greifarme, …
Beispiel 1: Materialtransport zwischen Produktionsorten mit 900 kg Zuladung und Genauigkeit im Millimeterbereich
Beispiel 2: Transport von Palletten oder Gitterboxen auf Rollen mit separater Ladungssicherung

Je nach Bedarf stehen verschiedene Konzepte für die Ausgestaltung des Fahrzeugs zur Verfügung. Zum einen umfasst dies einen Pickwagen, der aus hochwertigen, standardisierten Komponenten zusammengebaut ist. Mit Luftreifen ausgestattet, ergeben sich keine besonderen Anforderungen an die Bodenqualität. Das modularisierte Konzept gibt Spielraum bei der genauen Ausgestaltung des Wagens. Darüber hinaus sind auch kundenspezifische Einzelfertigungen mit einer angepassten Entwicklung aller Komponenten möglich. Der individuellen Ausgestaltung sind damit faktisch keine Grenzen gesetzt.

Flottenmanagement

Ausführliche Auswertungen zur Fahrzeugverwendung
Vorausschauende Identifikation von Engpässen unter Berücksichtigung temporärer Hindernisse wie z.B. Lagerarbeiter oder herumstehende Paletten
Einfaches Hinzufügen weiterer Fahrzeuge
Online-Tracking und Visualisierung der aktuellen Fahrzeugposition inkl. Auftragsinformation im 3D-Modell des digitalen Zwillings
Definierte Höchstgeschwindigkeiten in verschiedenen Zonen oder Wegeabschnitten
Optimierte Zuweisung von Transportaufträgen
Anbindung an das Lagerverwaltungssystem (z.B. SAP EWM)

Mit Hilfe des Flottenmanagers werden die FTF im Betrieb gesteuert und verwaltet. Die Transportaufträge werden priorisiert zugewiesen und überwacht. Neue Fahrzeuge können einfach hinzugefügt werden. Im digitalen Zwilling des Lagers können Fahrwege ergänzt oder gestrichen werden sowie Geschwindigkeitsprofile hinterlegt werden. Im 3D Modell sind jederzeit alle Fahrzeuge mit ihren aktuellen Positionen sichtbar. Dies ermöglicht neben ausführlichen Auswertungen zur Verwendung der Fahrzeuge größtmögliche Transparenz. Darüber hinaus liefert die integrierte Lastvorschau Möglichkeiten zum manuellen oder automatisierten Eingriff zur Vermeidung von Engpässen.

Integration des Simulations- und Optimierungstools W2MO

Optimierte Routenbildung auf Basis von Echtzeitinformationen zu Hindernissen und zur Lastsituation im Lager
Innovative Algorithmen zur Berechnung einer effizienten Zusammenfassung von Aufträgen in einer Tour des FTF
Einsatz kombinatorischer Verfahren aus der mathematischen Optimierung für die Berechnung einer optimalen Platzierung von Produkten für eine gleichmäßige Lastverteilung im Lager
Case Pack (3D-Pack-) Algorithmen zur effizienten Beladung des Fahrzeugs

Durch die automatische Integration von W2MO stehen für die FTF eine Vielzahl an Optimierungsalgorithmen zur Verfügung. Es kann dabei nicht nur auf das 3D Modell und die Trackingfunktionalität für alle Fahrzeuge zurückgegriffen werden, sondern vor allem auch auf ausgefeilte mathematische Verfahren zur Berechnung der optimierten Touren und der Beladung der FTF. Darüber hinaus leistet auch eine optimale Produktplatzierung einen wichtigen Beitrag zu einer effizienten Arbeitsweise mit einem fahrerlosen Transportsystem. (Details siehe "Intelligente Algorithmen")