© Yara Birkeland, Foto: Knut Brevik Andersen

Beim autonomen Fahren denken viele an Autos, die ihre Passagiere eines Tages sicher und bequem durch den quirligen Stadtverkehr oder über viele Autobahnkilometer fahren werden. Doch in der Logistik werden fahrerlose Fahrzeuge schon seit Jahrzehnten eingesetzt und aktuell mit großen Schritten weiterentwickelt. Ein Blick auf die verschiedenen Streckenabschnitte der Logistikkette.

Von Nicolas Uphaus

Ganz allein – so könnte sich heute schon ein Paket auf den Weg vom Versender zum Empfänger machen, und kein Mensch müsste in diese Transportkette direkt involviert sein. Ein Blick auf die einzelnen Stationen dieser hypothetischen Reise des Bluetooth-Lautsprechers „Tinnitus 2.0“ mit Einsatz aktueller und zukünftiger autonomer Logistik.

Atonome Logistik in sicherer Umgebung

Der hohe Anteil an Standardisierung in der Logistik ist die ideale Grundlage für zunehmende autonome Anwendungen; zudem gibt es geschützte Räume, in denen autonome Systeme sicher navigieren können. Dies sind insbesondere Betriebsgelände, auf denen keine fremden oder zu viele Fahrzeuge unterwegs sind: Warenlager, Baustellen, Betriebshöfe und Logistikzentren bieten die richtigen Rahmenbedingungen.

Diese Erkenntnisse sind nicht neu – schon in den 1950er Jahren kamen in den USA die ersten fahrerlosen Transportsysteme (FTS, auf englisch Automated Guided Vehicles – AGV) von Barrett Vehicle Systems zum Einsatz, die durch einen magnetischen Sensor selbständig der vorgezeichneten Route folgen und an Stationen anhalten konnten. Seitdem wurden die Systeme immer weiterentwickelt, orientierten sich aber in der Regel an vorgegebenen Routen oder Gitterrastern im Boden. Im Container Terminal Altenwerder in Hamburg sind die riesigen, selbständig fahrenden Container-Mover schon seit 2002 im Einsatz, ein ausgemustertes Gerät der ersten Serie wurde bereits 2019 dem Hafenmuseum Hamburg vermacht.  

Erst mit dem deutlichen Fortschritt der Sensorik und der Algorithmen zur Berechnung der Routen kam in den vergangenen Jahren viel Schwung in die Branche. Amazon übernahm schon 2012 das Unternehmen Kiva Systems für 775 Mio. US-Dollar, das heute als Amazon Robotics firmiert und FTS für die Logistikniederlassungen des Onlinegiganten entwickelt und fertigt. FTS sind heute rund um die Welt in verschiedenen Bereichen im Einsatz, sowohl für die Intralogistik in der Produktion, als auch für Kommissionierung oder Paketverteilung.

© Jungheinrich AG

Die aktuellen Roboter für die Intralogistik sind hochkomplex: Jungheinrich, schon seit den 1960er Jahren im Bereich der FTS aktiv, hat inzwischen eine ganze Produktfamilie an autonomen Fahrzeugen, die verschiedene Hub- oder Schleppaufgaben übernehmen können. Das jüngste und kleinste Mitglied der Familie ist der Arculee, realisiert über eine Unternehmensakquisition; 2021 wurde das Münchner Start-up Arculus, nur fünf Jahre nach seiner Gründung, von Jungheinrich übernommen.

Die Intralogistik bietet noch weitere spannende Produktentwicklungen: Der Roboter SqUID des 2014 gegründete israelische Unternehmens BionicHIVE kann nicht nur auf dem Boden rollen, sondern über Schienen auch senkrecht und waagerecht an Hochregallagern entlangfahren und Ware entnehmen oder einlagern.

© BionicHIVE Ltd
Start einer fiktiven Reise
: Der Bluetooth-Lautsprecher „Tinnitus 2.0“ wird in der Fabrik größtenteils automatisch montiert und verpackt, kleine und flinke fahrerlose Transportsysteme (FTS) bringen Komponenten und fertige Produkte zum nächsten Prozessschritt.

Auf die direkte Zusammenarbeit von Mensch und Roboter hat sich 6 River Systems mit dem Fulfillment-Cobot Chuck konzentriert (Fulfillment bezeichnet die komplette Auftragsabwicklung von Kommissionierung bis Retourenmanagement). Das Unternehmen wurde von ehemaligen Kiva Systems Mitarbeitern gegründet und gehört heute zu Shopify. Ziel der Roboter in der Intralogistik ist es zum einen, durch Automatisierung Kosten zu senken und Abläufe zu beschleunigen, zum anderen werden während des Einsatzes auch Daten für die Optimierung der Prozesse generiert.

Raus aus der Halle

© Volvo Trucks
Weiter geht die fiktive Reise:
Schließlich liegen jeweils acht Einheiten verpackt in Kartons, diese werden in einen Seecontainer verladen. Der Container wird von einem autonomen LKW abgeholt und zum nächstgelegenen Hafen gefahren, wo er von einem Kran automatisch abgeholt und ins richtige Schiff verladen wird.

Wenn die Waren die geschützte Halle verlassen, können weitere autonome Systeme zum Einsatz kommen, die aktuell in Pilotversuchen erprobt werden. Der erste Schritt erfolgt zunächst in der begrenzten Umgebung eines Containerdepots oder eines Betriebshofes, auf denen aber schon straßentaugliche LKW zum Einsatz kommen können. ZF und das Schweizer Softwareunternehmen Embotech sind zu diesem Zweck im vergangenen Jahr eine strategische Partnerschaft eingegangen und haben sich vorgenommen, die Automatisierung von Betriebshöfen anzugehen.

In den USA arbeiten aktuell mehrere Unternehmen oder Konsortien an Lösungen für autonome LKW, die auch schon im Testbetrieb auf den Straßen unterwegs sind. Zu nennen sind hier Daimler Truck mit seiner Tochtergesellschaft Torc Robotics sowie Kodiak und TuSimple. In allen Fällen arbeiten die Fahrzeughersteller in der Entwicklung der Produkte und Systeme eng mit Logistikunternehmen zusammen.

Auch in Schweden wird mit Hochdruck an autonomen LKW gearbeitet: Einride stellte im März den Job des Remote Pod Operators vor – die elektrisch angetriebenen Fahrzeuge, genannt Einride Pods, sollen aus einem Kontrollstand aus der Ferne beaufsichtigt werden. Mit seinen Pods schlägt Einride auch gestalterisch neue Wege ein: Wo keine Tür ist, kann auch kein Fahrer einsteigen. Vollautonome Zugmaschinen können tatsächlich ganz anders aussehen als bisherige Fahrzeuge, denn eine Fahrerkabine wird nicht mehr benötigt. Ebenfalls aus Schweden stellten Volvo mit Vera und Scania mit AXL bereits 2019 zwei Ansätze dafür vor.

Zu Wasser und in der Luft

Der autonome Warentransport ist aber nicht nur auf festen Boden beschränkt. Schon vor einigen Jahren sorgten Lieferdrohnen, zum Beispiel für Medikamente, für Schlagzeilen. Inzwischen sind sie insbesondere in entlegenen und schwer erreichbaren Gegenden im Einsatz, spielen aber für dicht besiedelte Gebiete aktuell eher keine Rolle. Auf dem Wasser geht es auch einige Nummern größer: In Norwegen ist das Containerschiff Yara Birkeland nach seiner Jungfernfahrt im November 2021 in kontinuierlichem Einsatz.

Letzte Kilometer


© DroidDrive GmbH / Markus Werle
Eine fiktive Reise kurz vorm Ziel
: Der Kommissioniervorgang wird durch FTS unterstützt. Die schon bekannten selbstfahrenden LKW kommen nun wieder ins Spiel und bringen die Pakete ins Verteilzentrum, wo sie in Zustellfahrzeuge umgeladen werden. Und auch auf den letzten Kilometern kommt ein kleiner Zustellroboter zum Einsatz, der das Paket mit dem Lautsprecher sicher im persönlichen Pakettresor an der Haustür verstaut.

An effizienten Lösungen für die letzte Meile, der eigentlichen Zustellung, wird intensiv gearbeitet. Der Hauptfaktor für die hohe Motivation: über die Hälfte der Logistikkosten fallen auf diesem letzten Stück Weg an. Allein in den USA befinden sich zig Lieferroboter in der Entwicklung oder im Probeeinsatz. In Europa sind es zumindest noch einige, ein Vertreter ist das Schweizer Unternehmen TeleRetail, das zudem an Lieferkonzepten für ländliche Regionen arbeitet.

Neue Erkenntnisse werden im städtischen Umfeld auch über Partnerschaften erreicht. So haben beispielsweise Ford und Hermes 2021 in einem gemeinsamen Projekt in London ein Konzept für die autonome Zustellung auf der letzten Meile getestet. Um die Reaktionen der Menschen auf das selbständig agierende Fahrzeug zu testen, war ein Fahrer bei den Einsätzen nur versteckt mit an Bord. Neben der Aufrüstung und Optimierung bestehender Fahrzeuge und Logistikkonzepte gibt es auch ganz neue Ansätze, die die innerstädtische Logistik anders aufstellen wollen. Duck Train aus Aachen hat den urbanen Mini-Güterzug konzipiert, dabei folgen die Anhänger dem Hauptfahrzeug eigenständig mit geringem Abstand – wie die Entenküken ihrer Mutter.

Übermorgen

Wenn auch unsichtbar: Teile der Logistikkette funktionieren schon heute weitgehend autonom, weitere Elemente befinden sich in der Entwicklung und Erprobung. Wann und wie weit autonome Systeme im öffentlichen Raum eingesetzt werden können, ist nicht nur von den technischen Möglichkeiten und der Effizienzsteigerung, sondern auch von der Gesetzgebung abhängig. Wir können uns ja schon einmal mit dem Gedanken beschäftigen, dass uns übermorgen eventuell ein kleiner Roboter ein Paket in die Hand drückt.


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