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Fahrerlose Transportsysteme

FTS: Funktionen, Konnektivität, Anwendungen

| Autor/ Redakteur: Oumaima Tiati / Jürgen Schreier

Bis vor einigen Jahren waren fahrerlose Transportsysteme (FTS) nur in Lagern, Automobilmontagewerken und Betrieben mit großer Grundfläche zu finden. Im Indutrie-4.0-Zeitalter konzentriert sich die Aufmerksamkeit bei FTS verstärkt auf Interkonnektivität, Automatisierung und Echtzeitdaten, was solche Systeme gerade für kleine und mittlere Hersteller attraktiv macht.

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Grundsätzlich müssen die Aufgaben, aus denen sich der Produktionsprozess zusammensetzt, automatisiert werden können. Ansonsten braucht es für komplexe Aufgaben mehrere FTS oder weitere Mitarbeiter, damit der Durchsatz des Prozesses gesteigert wird.
Grundsätzlich müssen die Aufgaben, aus denen sich der Produktionsprozess zusammensetzt, automatisiert werden können. Ansonsten braucht es für komplexe Aufgaben mehrere FTS oder weitere Mitarbeiter, damit der Durchsatz des Prozesses gesteigert wird.
(Bild: tarent solutions)

Was zeichnet ein fahrerloses Transportsystem (FTS) aus und wo ist es zu finden? Ein FTS ist ein Fahrzeug, das sich ohne den Einsatz eines Bedieners oder Fahrers bewegt. FTS sind meist auf Werks- oder Lagerflächen zu finden, bei Außeneinsätzen meist auf einem befestigten, begrenzten Gelände. Das FTS besteht aus einem oder mehreren computergesteuerten, radbasierten Ladungsträgern und wird in der Fertigung von industriellen Prozessen eingesetzt – ob für die Rohstoffförderung, die Bewegung von Arbeitsprozessen, die Lieferung von Teilen und Werkzeugen, die Bewegung von Fertigprodukten und die Entsorgung von Abfällen zum Recycling.

Verschiedene Typen für verschiedene Anforderungen

Produktionsunternehmen verfügen über eine große Auswahl an fahrerlosen Transportsystemen auf dem Markt mit verschiedenen Optionen hinsichtlich der Art und des Gewichts der Ladung. Wir unterscheiden heute drei Kategorien an FTS:

  • 1. Der erste Typ, der sogenannte Tugger, besteht aus einem Zugfahrzeug mit einem oder mehreren Anhängern. Dieser Typ wird eingesetzt, wenn es um das Bewegen schwerer Nutzlasten über große Entfernungen in Lagern oder Fabriken geht. Tugger sind für diese Fälle sowohl mit als auch ohne Zwischenabnahme und -abgabe entlang der Strecke geeignet.
  • 2. Die zweite Kategorie sind Gabelstapler. Sie werden verwendet, um palettierte Ladungen entlang vorgegebener Routen zu bewegen. Ein fahrerloser Gabelstapler hat eine Tragfähigkeit von bis zu mehreren tausend Kilogramm und kann diese Lasten über vertikale Bewegungen in Regale koordinieren.
  • 3. Mit der dritten Kategorie, der Einheitsladung, können Stückgüter von einer Station zur anderen bewegt werden. Diese Art von FTS werden auch für die automatische Be- und Entladung von Paletten mittels Rollen eingesetzt und sind insbesondere für das Bewegen kleinerer Lasten ausgelegt.

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Welches FTS ist das "richtige"?

Die Wahl des richtigen FTS hängt nicht nur vom Typ ab, sondern wird aufgrund weiterer Faktoren und Technologien getroffen, mit denen FTS verbunden sind. Dazu gehören das FTS-Leitsystem, Navigationsmethoden, eine Hindernisvermeidung, Sicherheit, Batterien und Ladevorgänge.

Unabhängig davon, welches fahrerlose Transportsystem mit welcher Technologie gewählt wird, braucht jedes FTS ein Steuerungssystem. Mit Hilfe dessen kann das FTS mit neuen Arbeitsaufgaben beauftragt und untereinander verfolgt werden. Dieses stellt sicher, dass Lasten mit einer FTS-Verbindungslösung (in der Regel ein Wi-Fi-Netzwerk) zum richtigen Ziel transportiert werden.

Für den effizienten Transport all dieser Materialien wird das FTS von einem vorprogrammierten Leitsystem gesteuert. Dieses bestimmt den Weg und die Art und Weise, wie sich das FTS um die Anlage herum bewegt und kennt jederzeit dessen genauen Standort.

Präzision und Flexibilität der Umgebung bestimmen die Navigationstechnologie

Die Auswahl der Technologieanwendungen für die Navigation richtet sich nach der auszuführenden Funktion und der Umgebung, in der das FTS betrieben wird. Für eine präzise Navigation durch ein überfülltes Gebiet, ein räumlich sehr begrenztes Gebiet oder für Räume, die häufig die Architektur wechseln, ist es hilfreich, kamerageführte oder lasergeführte FTS zu verwenden. Für die Anwendungen, die keine große Flexibilität erfordern, werden Festwegsysteme eingesetzt. In diesem Fall ist das FTS mit Sensoren ausgestattet, die auf einen eingebetteten Draht, ein Magnetband oder eine Farbe reagieren, die den Fahrplan bestimmt.

In einer industriellen Umgebung, in der Fußgänger oder manuell angetriebene Gabelstapler unterwegs sind, erfordert die Integration von fahrerlosen Transportsystemen den Einsatz einer Hindernisvermeidungsfunktion. Das Problem daran: Hindernisvermeidungsfunktionen machen das Verhalten von FTS unvorhersehbar und verringern die Effizienz und Zuverlässigkeit des Systems. Stattdessen sollten mögliche Hindernisse der FTS beseitigt werden, um eine geordnetere Produktionsanlage zu schaffen. Dadurch wird die Hindernisvermeidung, die in anderen Anwendungsbereichen viel mehr Vorteile bringt, auch in einer industriellen Umgebung überflüssig.

Darüber hinaus müssen die Aufgaben, aus denen sich der Produktionsprozess zusammensetzt, automatisiert werden können. Ansonsten braucht es für komplexe Aufgaben mehrere FTS oder weitere Mitarbeiter, damit der Durchsatz des Prozesses gesteigert wird.

Was die Sicherheit von fahrerlosen Transportsystemen betrifft, so wird empfohlen, die vom gewählten Lieferanten empfohlene Sicherheitsausrüstung zu wählen. Daneben ist es jedoch auch wichtig, dass Nutzer von FTS Studien durchführen bzw. ihre FTS genau beobachten, um die potenziellen Risiken zu erkennen, die in ihrem spezifischen Umfeld entstehen können.

Umwelt- und Finanzaspekte nicht vergessen!

Neben den technologischen Aspekten sind auch Produkt-, Umwelt- und Finanzaspekte für eine erfolgreiche Integration des FTS in einen industriellen Prozess relevant. So ist das Volumen des Materialflusses ein entscheidender Faktor zur Senkung der Produktionskosten, denn ein höheres Volumen ist gleichzeitig ein Hinweis darauf, dass ein Arbeitsprozess viel Zeit in Anspruch nimmt. Damit sich die Einführung eines FTS wirtschaftlich auch wirklich lohnt, sollte sichergestellt sein, dass dadurch möglichst viele Mitarbeiter sinnvoll in anderen Bereichen eingesetzt werden. Es bringt am Ende nichts, wenn das Unternehmen nicht von den gestiegenen Personalkapazitäten profitiert und die Mitarbeiter ihre zusätzliche Arbeitszeit nicht sinnvoll nutzen können.

So werfen FTS Gewinne ab

Um den Return on Invest zu maximieren, ist ein hoher Standardisierungsgrad für die Palette der Ladungsträger und für die Produktvarianten entscheidend. Die Prozesse sollten einfach gehalten werden, denn je komplexer ein Prozess ist, desto notwendiger wird ein fortschrittlicheres und somit auch kostenintensiveres FTS. Zudem sollten sich die Unternehmen um den Zustand des Bodens bemühen, auf dem die FTS betrieben werden, da schlechte Bedingungen die Präzision beeinträchtigen und durch Vibrationen die empfindlichen und teuren Geräte beschädigt werden können.

All diese Faktoren zahlen darauf ein, dass sich der Einsatz von fahrerlosen Transportsystemen für kleine und mittelständische Hersteller sowie für großen Unternehmen lohnt. Wenn FTS sinnvoll und richtig eingesetzt werden, steigern Unternehmen ihre Produktivität, erhöhen ihre Sicherheit und reduzieren Ausfallkosten aufgrund von Produktschäden oder anderen Fehlern, die nicht selten durch menschliches Versagen entstehen. Nicht zuletzt kann die Anlage mit bemerkenswerter Koordination bei reduzierten Arbeitskosten betrieben werden. An dieser Stelle wird auch klar, warum der Einsatz von FTS für sich wiederholende Aufgaben am sinnvollsten ist.

Oumaima Tiati ist Embedded und Mobile System Engineer der höheren nationalen Schule für Informatik und Systemanalyse in Marokko. Derzeit ist sie als Austauschstudentin für den Masterstudiengang Autonome Systeme an der Fachhochschule Bonn/Rhein-Sieg und Praktikantin der tarent solutions GmbH.
Oumaima Tiati ist Embedded und Mobile System Engineer der höheren nationalen Schule für Informatik und Systemanalyse in Marokko. Derzeit ist sie als Austauschstudentin für den Masterstudiengang Autonome Systeme an der Fachhochschule Bonn/Rhein-Sieg und Praktikantin der tarent solutions GmbH.
(Bild: Tarent)

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