Die Automatisierung fördertechnischer Prozesse ist seit jeher Innovations- und Investitionstreiber der Intralogistik. In vielen Bereichen lassen sich Prozesse über unterschiedliche fördertechnische Lösungen automatisieren und Material- und Warenflüsse beschleunigen und Arbeitsprozesse verkürzen. Es gibt aber auch Bereiche, die sich nicht ohne Weiteres über fest installierte Fördertechnik automatisieren lassen. Nicht jedes Lager kann also ein automatisiertes Hochregallager werden. So etwas lohnt sich nur, wenn die vergleichsweise hohen Investitionskosten auch zum Durchsatz passen und weitestgehend standardisierte Lagerplätze genutzt werden können.
Die Werbemittel bei der Ratiopharm-Tochter Transpharm Logistik wechseln jedoch häufig, haben unterschiedliche Formen, Größen und Gewicht. Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter kommissionieren sie daher stets individuell für die jeweiligen Empfänger. Dennoch sollte Martin Zwiebel, Supply Chain Analyst bei Transpharm, auch diesen Werbemittelversand weiter verbessern. „Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter kommissionierten Werbeartikel früher mithilfe sperriger Kommissionierwagen“, beschreibt Zwiebel die Situation. Mit Tablets ausgerüstet und teils durch Pick-by-Light-Systeme unterstützt, suchten sie die Ware aus dem gesamten Lager zusammen und fuhren den fertig kommissionierten Wagen eigenständig in die Packerei, wo die Werbemittel versandfertig gemacht wurden. „Auf der Suche nach einer schnelleren und einfacher zu handhabenden Lösung stellte sich heraus, dass ein fahrerloses Transportsystem deutliche Vorteile versprach“, so der Analyst weiter. Gefunden werden musste also ein bezahlbarer Roboterwagen, der selbstständig seinen Weg zum nächsten Lagerplatz findet, dabei einer festgelegten Route folgt und so zum ständigen Begleiter der Mitarbeitenden wird, der eigenständig fährt.
Herstellerunabhängige Plattform
Martin Zwiebel entschied, mit Xito eine offene, herstellerunabhängige Plattform zu testen. Xito ist ein modulares Baukastensystem und Software-Ökosystem des Anbieters Toolify Robotics für Konzeption, Schnittstellenmoderation, Umsetzung und Betrieb von maßgeschneiderten autonomen Intralogistikfahrzeugen und -Robotern. Entstanden ist es aus einem gemeinsamen Projekt mehrerer Universitäten. Das Startup Toolify hat dieses Konzept nun als Spin-off der Technischen Hochschule Ulm bis zu einer marktreifen Lösung weiterentwickelt. Mit ihr hat sich Martin Zwiebel seinen autonom fahrenden Kommissionierwagen nach eigenen Vorstellungen und Anforderungen zusammengesetzt.
„Ich kann mir jeweils die besten Komponenten vom Xito-Marktplatz raussuchen und sie miteinander verbinden“, schwärmt Zwiebel. Der Xito-Marktplatz bietet mittlerweile über 50 Hardware-Bausteine für unterschiedliche autonome Transportlogistik und mobile Pick&Place-Robotikanwendungen: Navigation, Augmented- oder Virtual-Reality, Lokalisierung, intelligente Hindernisvermeidung, Sprach- und Objekterkennung sowie RFID-Leser. Sogar Greifen und Positionieren wäre möglich.
Dr. Dennis Stampfer, Geschäftsführer und Mitgründer von Toolify Robotics hat die hierfür notwendige Software des Baukastensystems mit seinem Team entwickelt. „Wir bieten leicht zu bedienende Werkzeuge, um Plug&Play-Komponenten zu schaffen, mit denen man vergleichsweise einfach auch durchaus komplexe Robotikanwendungen realisieren kann“, sagt Dr. Stampfer. Die Programmierung von Roboteranwendungen wird durch Xito stark vereinfacht und beschleunigt, ohne dass Expertenwissen notwendig ist. „Das Gesamtsystem besteht aus vielen unterschiedlichen Teilsystemen und Geräten. Wir sind mit unserer herstellerunabhängigen Plattform die Dolmetscher.“
Modularer Baukasten braucht modularen Prozessor
„Die Integrationsfähigkeit und fortschrittliche Modularität von Xito benötigen als eine der Kernkomponenten auch eine modulare und flexible Hardwarearchitektur“, erklärt Dr. Stampfer. Die Anforderungen der Xito-Lösungen an die Rechenperformance sind je nach Zusammenstellung der Baukastenkomponenten schließlich unterschiedlich hoch. Die Plattform ermöglicht es deshalb, mittels Computer-on-Modules die Rechenleistung bedarfsgerecht zu skalieren. Neben dem aufgabenspezifischen Loadbalancing wird so auch das applikationsspezifische Preis- und Performance-Balancing ermöglicht.
Die Computer-on-Modules sind jetzt auch z.B. auf Basis des Com-Express-Compact-Formfaktors mit Intel-Core-Prozessoren der 11. Generation (Tiger Lake) verfügbar. Sie sind bis hin zur höchst performanten Intel-Core-i7-Performance skalierbar. Für low-power oder kostensensitive Applikationen gibt es Module auf Basis der Intel-x6000-Intel-Atom-Celeron- und Pentium-Prozessoren (Elkhart Lake). Entwickler können ihre Applikationen schon alleine auf Basis dieser neuen Prozessoren in insgesamt 15 unterschiedlichen Leistungsstufen skalieren. Weitere Varianten sind mit vielen weiteren Prozessorplattformen möglich, die über den Modulstandard COM Express quasi Pin-kompatibel gemacht werden und so über alle Prozessorarchitekturen hinweg skaliert werden können. Für Robotikapplikationen mit besonders rauen Einsatzbereichen stehen sogar Module für den erweiterten Temperaturbereich mit Umgebungstemperaturen von -40 bis 85°C zur Verfügung. Das erweitert das Einsatzfeld für Logistikapplikationen z.B. von Kühlhäusern bis hin zu Großbäckereien, um Stikkenwagen mit heißen Backwaren in unmittelbarer Nähe zu den Öfen zu verfahren.
Erweitert werden diese Optionen zudem durch echtzeitfähige Hypervisor-Technik, wie die von Real-Time Systems, die Congatec standardmäßig auf all seinen x86-Computer-on-Modules unterstützt. Mit dem innovativen Hypervisor von Real-Time Systems können mehrere Betriebssysteme – sowohl Echtzeitbetriebssysteme (RTOS) als auch Standardbetriebssysteme (GPOS) wie Microsoft Windows oder Linux – gleichzeitig auf x86-Multicore-Prozessoren ausgeführt werden. Die Betriebssysteme laufen parallel auf einem x86-Computer und behalten dabei die harten Echtzeiteigenschaften bei. Die modularen Systeme für die Xito-Roboter sind somit flexibel auslegbar, um verschiedene Aufgaben und Subsysteme integrieren zu können.