Fahrerlose Transportsysteme

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Fahrerlose Transportsysteme – Freie Fahrt ohne Fahrer

Die ersten fahrerlosen Transportsysteme (FTS) wurden vor mehr als 50 Jahren in den USA vorgestellt, in Deutschland begann ihre Entwicklung im Jahr 1963 und bis heute werden Technik und Fahrzeuge stetig weiterentwickelt. Sie werden eingesetzt, um Materialien mit aktiven oder passiven Lastaufnahmegeräten automatisiert zu transportieren und umzuschlagen. Anders als beispielsweise automatische Krananlagen sind FTS flurgebunden und können sowohl innerhalb als auch außerhalb von Gebäuden eingesetzt werden.

Automatisierte Elektro-Hochhubwagen
Automatisierte Elektro-Hochhubwagen © Toyota

Die VDI-Richtlinie 2510 „Fahrerlose Transportsysteme“ definiert die Komponenten, aus denen ein solches System besteht:

  • ein oder mehrere fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF),
  • eine Leitsteuerung,
  • Einrichtungen zur Standortbestimmung und Lageerfassung,
  • Einrichtungen zur Datenübertragung sowie
  • Infrastruktur und periphere Einrichtungen.

FTS werden zur Optimierung und Beschleunigung des innerbetrieblichen Transportes eingesetzt, wobei sich ihre jeweiligen Eigenschaften an dem jeweiligen Einsatzzweck orientieren. So kann die Tragfähigkeit eines einzelnen fahrerlosen Transportfahrzeuges von einigen Kilogramm (Fahrzeuge für den KLT-Transport) bis zu etwa 50 Tonnen (Unterfahrschlepper, Schwerlast-FTF) betragen. Die Geschwindigkeit liegt typischerweise bei etwa 1 m/s in Umgebungen mit Personenverkehr, in komplett automatisierten Bereichen können auch höhere Geschwindigkeiten erzielt werden, allerdings ist die Höchstgeschwindigkeit immer auch durch die Bremskraft und damit durch die zu verfahrende Last begrenzt.

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Vorteile von fahrerlosen Transportsystemen

Unter sämtlichen automatisierten Transportsystemen gelten FTS als eine Lösung, die ein Höchstmaß an Flexibilität verspricht. Sie lassen sich gut in bestehende Strukturen (Lageraufbauten, Fahrwege, Arbeitsflächen) integrieren und eignen sich für den Transport unterschiedlicher Güter. Zudem lassen sich Änderungen am Lagerlayout auch im laufenden Betrieb umsetzen oder das gesamte Fördersystem komplett verlagern. Und auch im operativen Ablauf bieten FTS Vorteile, denn eine Änderung der Förderreihenfolge oder dynamische Anpassungen an schwankende Leistungsanforderungen (wie sie beispielsweise im Schichtbetrieb oft auftreten) bereiten den Systemen in der Regel keine Probleme.

Jungheinrich fahrerlosen Transportsysteme
Jungheinrich fahrerlosen Transportsysteme © Jungheinrich

Eine Hauptmotivation für die Nutzung von fahrerlosen Transportsystemen ist jedoch generell die Automatisierung von Arbeitsabläufen und damit die Verringerung von manuellen Arbeiten. Denn anders als ein menschlicher Kollege macht ein fahrerloses Transportfahrzeug keine Pausen und ist immer einsatzbereit und stellt damit eine kontinuierliche Ver- und Entsorgung der Arbeitsplätze sicher. Gerade in den Bereichen Logistik und Produktion lassen sich durch die Umstellung auf FTS signifikante Produktivitätssteigerungen erzielen und damit den Personalkostenanteil deutlich senken.

Technische Umsetzung im Betrieb

Die Navigation und räumliche Orientierung ist für FTS besonders wichtig, denn nur wenn diese vollständig autonom, sicher und fehlerfrei funktioniert, kann die Anlage wie gewünscht betrieben werden. Es gibt unterschiedliche Ansätze, um die Navigation zu ermöglichen, beispielsweise über Leitlinien am Boden. Diese können entweder optisch, induktiv oder magnetisch ausgeführt werden, erfordern jedoch bei Änderungen von Fahrstrecken einen relativ hohen Aufwand.

Bei der Rasternavigation wird nicht der gesamte Weg mit einer Leitlinie markiert, vielmehr werden diskontinuierliche (unterbrochene) Leitlinien durch in den Boden eingelassene Transponder, Magnete oder optische Raster definiert. Dadurch sind Veränderungen von Fahrwegen mit wenig Aufwand zu realisieren und auch die Kosten für Pflege und Erhaltung sind deutlich geringer als bei kontinuierlichen Leitlinien.

Noch einen Schritt weiter gehen FTS mit Lasernavigation. Diese orientieren sich mit einem auf dem Fahrzeug montierten Laserscanner und stationären Referenzpunkten, die zur Peilung genutzt werden. Die Fahrzeuge bewegen sich dann frei auf den Verkehrswegen, wodurch Veränderungen des Fahrkurses mit geringem Aufwand realisiert werden können. Auf der anderen Seite ist diese Navigation mit relativ hohen Kosten für die Anschaffung und Montage verbunden.

Unter freiem Himmel ist zudem auch eine Navigation per Funkpeilung mit GPS möglich, allerdings ist hiermit nur eine Genauigkeit von +/- 10 m zu erreichen. Mit Differential Global Positioning System (dGPS) lässt sich die Genauigkeit um den Faktor 10 verbessern, mit dGPS mit Phasenauswertung sogar um den Faktor 100, womit eine ausreichende Feinjustierung möglich ist.

FTS in der Kommissionierung

Galten FTS lange Zeit als nur für den innerbetrieblichen Transport geeignet, zeigen Hersteller wie Crown, Toyota, STILL, Linde MH oder Jungheinrich mit neuen Modellen, dass fahrerlose Transportsysteme auch im personalintensiven Bereich der Kommissionierung sinnvoll eingesetzt werden können, etwa im Groß- und Einzelhandel. Hier müssen oft große Mengen verschiedener Artikel von unterschiedlichen Lagerplätzen kundenindividuell kommissioniert und verladen werden. Die Wegzeiten zum Fach machen hier bis zu 50 Prozent der Arbeitszeit aus, diese lassen sich durch automatisierte Stapler deutlich verkürzen. Rund 10 Prozent Produktivitätssteigerung lassen sich so erzielen, wodurch eine schnelle Amortisation der Investitionskosten erzielt wird, bei gleichzeitiger Entlastung der Mitarbeiter, die geringere Lasten über kürzere Strecken tragen müssen und so Rücken und Gelenke schonen.

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