Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Potentielle Einsatzbereiche mobiler Kommissionierroboter im Vergleich zu klassischen Person-zur-Ware- und Ware-zur-Person-Kommissioniersystemen

Ca. 80 % aller Kommissionierlager in Europa werden nach wie vor manuell nach dem Person-zur-Ware-Prinzip betrieben. Obwohl Automatisierung prinzipiell die Produktivität erheblich steigern kann, stehen bislang u. a. häufige Änderungen im Artikelsortiment, eine volatile Nachfrage oder uneinheitliche Verpackungsträger einem wirtschaftlichen Einsatz entgegen. Als neue Systemvariante wollen mobile Kommissionierroboter, welche ganze Regale mitsamt Artikeln zu stationären Kommissionierstationen transportieren, eine Automatisierung bei hoher Flexibilität und moderaten Investitionskosten ermöglichen. Aufgrund des neuartigen Kommissionierprinzips sind die Leistungskennzahlen (erzielbarer Lagerdurchsatz) in Abhängigkeit der Basisdaten eines Lagers (Charakterisierung von Artikelsortiment und Aufträgen) für Lagerbetreiber jedoch nur sehr schwer fundiert zu bestimmen.

Besonders für KMU stellen größere Investitionen in Automatisierung aber ein vergleichsweise höheres Risiko dar. Sie müssen folglich genau prüfen, ob der Einsatz mobiler Kommissionierroboter wirtschaftlich vorteilhaft ist oder ob ein etabliertes Kommissioniersystem bevorzugt werden sollte. Daher wird im Vorhaben roboKOM durch einen systematischen Vergleich der Kommissionierroboter mit alternativen, etablierten Kommissioniersystemen der Einsatzbereich des neuen Kommissioniersystems in Abhängigkeit der Basisdaten definiert. Hierfür werden zunächst Optimierungsverfahren zur effizienten Steuerung mobiler Kommissionierroboter entwickelt und darauf basierend der nötige Ressourceninput (Anzahl an Kommissionierrobotern/-stationen) zur Erzielung eines gegebenen Lagerdurchsatzes mittels Simulationsexperimenten bestimmt. Durch einen webbasierten Demonstrator sollen Lagerbetreiber bestimmen können, ob mobile Roboter als Alternative in weiteren Planungsschritten bei der Gestaltung von Kommissioniersystemen berücksichtigt werden sollten.

Ergebniszusammenfassung:

Zwar sind zum jetzigen Zeitpunkt bereits erste Systeme mit mobilen Kommissionierrobotern in der Praxis im Einsatz, so stellte sich dennoch die Frage, wie groß das Einsatzpotenzial für eine derartige Technologie ist. Das Ziel des Forschungsprojektes war es, mögliche Einsatzbereiche zu identifizieren und interessierten KMUs Handlungsweisungen zum Kosten-Nutzen-Verhältnis zu geben.

Das Projekt befasste sich inhaltlich mit der Analyse verschiedener Produktions-/Distributionslager mit unterschiedlichem Artikelsortiment und dem Vergleich bestehender Kommissioniersysteme mit mobilen Kommissionierrobotern. Seit einigen Jahren werden mobile Kommissionierroboter vermehrt in der Logistik, insbesondere, dem e-Commerce eingesetzt werden. Hierbei sind kleine Auftragsgrößen durch Same-Day-Delivery oder Just-in-Time-Abwicklungen typisch. So konnte im Projekt nachgewiesen werden, dass Kommissioniersysteme, wie das Robotic Mobile Fulfillment System, sich bei kleinen Auftragsgrößen als am geeignetsten erweisen. Bestandteil der Ergebnisse war ebenfalls die Entwicklung eines Optimierungsverfahren zu auftretenden Zuweisungsproblemen im Lagerhaus. Dieses bedingt bei einem höheren Produktassortiment einen höherer Lagerdurchsatz bei gleichbleibender Personal- und Ressourcenanzahl. Mithilfe der im Projekt erstellten Simulationsmodelle (inkl. dem Optimierungsverfahren) wurde ein Demonstrator entwickelt, der über die Anylogic-Cloud der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt wird. Dieser kann KMUS bei Entscheidungen für oder

gegen mobile Kommissionierroboter unterstützen. Bis auf das im Projekt entstandene Optimierungsverfahren sind alle implementierten Lösungen der auftretenden Planungsprobleme beim Einsatz mobiler Kommissionierroboter bereits Stand der Technik und in der Software führender Hersteller mobiler Kommissionierroboter enthalten. Das Projekt geht somit im Einklang mit der Praxis und bietet einen Mehrwert für neue Betrachtungsmöglichkeiten im frühen Stadium der Planung.