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Roboter und die Zukunft von Handelslogistik und Fulfillment

robots move packages in warehouse setting

Der Online-Handel nimmt enorm zu und macht derzeit einen Anteil von 20 % am gesamten Handelsumsatz aus. Verbraucher*innen erwarten heutzutage eine Lieferung in ein bis zwei Tagen und wollen dafür nicht extra zahlen. Händler, die mit Amazon im Wettbewerb stehen, probieren neue Vertriebsmodelle aus, wie zum Beispiel „online kaufen, im Store abholen“ (buy online, pick up in-store, BOPIS).

Diese Nachfrage stößt durch die Einschränkungen der gegenwärtigen Automatisierung in Verteilzentren, die immer noch eine erhebliche manuelle Komponente aufweist, an ihre Grenzen. Kommissionier-, Verpackungs-, Sortier- und Versandvorgänge stehen alle unter dem Druck höherer Effizienz, und Einstellungsschwierigkeiten machen eine entsprechende personelle Ausstattung zu einer Herausforderung.

Zeit für Roboter

Verteil- und Fulfillmentzentren sehen ihre Rettung in der Robotertechnik. Verschiedene Robotikformen ersetzen Menschen bei wiederkehrenden, körperlich anstrengenden Aufgaben immer häufiger, damit das Personal für wertvollere Aufgaben eingesetzt werden kann. Roboter können rund um die Uhr arbeiten, verlieren gegen Ende der Schicht nicht an Leistungsfähigkeit und können sich nicht verletzen. Sie lassen sich bei Bedarf auch anpassen und nachrüsten.

Die Implementierung von Robotertechnik beruht auf erstklassiger industrieller Bildverarbeitung, Produktprüfungen und Navigation.

Roboter in Lagerhäusern sind für spezifische Aufgabengruppen konzipiert und sind daher in unterschiedlichen Typen erhältlich. Es lohnt sich, die verschiedenen Richtungen der Robotertechnik anzusehen, um zu erfahren, wie schnell sich Abläufe in Verteilzentren ändern und in welche Richtung sie gehen.

Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF)

Für die Beförderung schwerer Materialien in einem Lager wurden üblicherweise ein Mensch und ein Gabelstapler verwendet. Seit Jahrzehnten befördern nun jedoch FTF Waren in großen Mengen. Sie folgen festgelegten Tracks, die ursprünglich Magnetstreifen auf dem Boden waren, inzwischen kommen häufig LiDAR-Systeme zum Einsatz. Laser-Tracks lassen sich bei sich änderndem Bedarf leichter umgestalten und im heutigen Wettbewerbsumfeld ist dies häufig der Fall.

Nachdem FTF vorwiegend die Aufgabe von Gabelstaplern übernommen hatten, dienen sie heute als alternatives Medium für Förderbänder, indem sie Warenregale zu Kommissionierstationen ziehen. Einige lesen Barcodes und können jede Ausleitungs- oder Einspeisestation entlang ihres Weges anfahren. Ihre Fahrwege können viel einfacher angepasst werden als Förderbandanlagen.

Mit Barcode-Lesegeräten von Cognex ausgestattete FTF mit steuerbaren Hochgeschwindigkeitsspiegeln können Paletten genau und effizient scannen.

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Autonomer mobiler Roboter (AMR)

Ein AMR verfügt über eine Vielzahl an Sensoren, Karten und Prozessorleistung, die es ihm ermöglichen, seine eigenen Wege zum erforderlichen Ziel zu erstellen und diese sofort neu zu berechnen, wenn er auf Hindernisse stößt. Er ist nicht auf vordefinierte Wege wie ein FTF beschränkt. AMRs können industrielle Bildverarbeitung zum Lesen von 2D-Codes am Boden einsetzen und wissen genau, wo diese sind.

AMRs zur Zonenkommissionierung mit Zugang zu Standortdaten fahren mit einem Auftragsbehälter durch das Verteilzentrum von einem Warenstandort zu einem anderen. Sie zeigen den Mitarbeitern mit einem als Pick-to-light-System bezeichneten Licht an, wo sich die gewünschten Kommissionierwaren befinden. Anschließend fahren Sie zu einem anderen Standort weiter, bis sie die gesamte Bestellung kommissioniert und zur Verpackungsstation gebracht haben.

Ware-zur-Person-AMRs (G2P) bewegen dagegen mobile Regale mit der korrekten SKU zu einer Kommissionierstation, wo Mitarbeiter wieder mit dem Pick-to-light-System Artikel aus dem Regal nehmen und in den Auftragsbehälter legen.

Die Roboterart, die Sie wahrscheinlich eher an vorderster Front im Laden als im Lager antreffen, ist ein AMR, der durch die Gänge fährt, um Stellen zu lokalisieren, an denen Artikel nicht vorrätig sind. Darüber hinaus erkennen sie gefährliche Verschmutzungen durch Flüssigkeiten, die zu kostspieligen Unfällen durch Ausrutschen und Stürze führen können, und werden bewusst als freundliche „Mitarbeiter“ eingesetzt.

Ein bildverarbeitungsgestützter AMR mit integriertem bildbasiertem Barcode-Lesegerät kann Objekte mittels Barcode identifizieren oder nur – mit maschinellem Lernen – durch Ansicht. Dadurch sind die Systeme in der Lage, die gewünschten SKUs aus einer Gruppe ähnlicher, aber leicht unterschiedlicher Produkte effektiver herauszugreifen, als es Menschen können.

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Roboterarm

Fabriken sind seit langem mit vielen Roboterarmen ausgestattet, die schrauben, schweißen und lackieren. Logistikzentren sind jedoch weniger vorhersehbar und komplexer als Montagelinien, daher hat es länger gedauert, bis sie auch in Verteilzentren vorgedrungen sind. Inzwischen kommen sie dort immer häufiger zum Einsatz.

Sie wurden anfänglich verwendet, um Menschen bei körperlich anstrengenden, wiederkehrenden Aufgaben zu ersetzen, wie zum Beispiel beim Beladen leerer Kartons auf eine Hängebahn, beim Entpalettieren und Einlagern von eintreffenden Produkten, dem Palettieren von großen Aufträgen für den Versand und beim Sortieren von Einheiten in ausgehende Versandzonen.

Sie werden zunehmend an der Seite von menschlichen Arbeitskräften als kooperative Roboter (Kobots) an G2P-Arbeitsstationen eingesetzt. Je nach Art der Waren – Greifer von Roboterarmen haben immer noch Schwierigkeiten mit schweren und unregelmäßig geformten Artikeln – können FTF ihre mobilen Regale für die Auftragskommissionierung zu Roboterarmen befördern, ohne dass dazu Menschen benötigt werden.

Bildverarbeitungssysteme führen die Arme, damit sie Objekte in verschiedenen Formen und Ausrichtungen trotz Spiegelungen und visueller Verwirrung finden und aufnehmen können.

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Automatisierte Regalbediengeräte (ASRS)

Automatisierte Regalbediengeräte (ASRS), die mittlerweile in vielen Verteilzentren und auch in immer mehr Ladengeschäften zu finden sind, sind im Wesentlichen große, enorm leistungsfähige Warenautomaten. In einem Verteilzentrum können sie viele Stockwerke hoch sein und Hunderttausende Lagerzellen enthalten, in einem lokalen Bedarfsartikel- oder Lebensmittelgeschäft sind sie kleiner und im Hintergrund versteckt. Sie erhöhen die Lagerbestandsdichte in platzbeschränkten Stadtlagen, verbessern die Kommissioniergenauigkeit und steigern den Durchsatz.

ASRS sind in vielen Konfigurationen verfügbar, einschließlich vertikaler und horizontaler Karusselle, die das Produkt zu menschlichen Arbeitskräften befördern, analog zu Hemden in einer Reinigung, Schwergutmodulen mit großem Fassungsvermögen, stationärer und beweglicher Paletten-Gangsysteme sowie Systemen, die entweder spurgeführte Shuttles oder AMRs verwenden, die Trays aus den Regalsystemen zu menschlichen Arbeitskräften weiterleiten, die wiederum mittels Pick-to-light-System die Produkte wählen.

ASRS-Anwendungen nutzen viele bildbasierte Barcode-Lesegeräte, um die richtigen Produkte und Lagerorte zu erkennen. Ein 3D-Messsystem oberhalb der Einfahrgasse gewährleistet, dass Packungen nicht blockieren, wenn sie vom Shuttle platziert werden.

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Gewöhnen Sie sich an sie, denn sie sind schon da

Roboter sind eine immer kostengünstigere Möglichkeit zur Bewältigung der Anforderungen des Omni-Channel-Vertriebs, sogar wenn die Zahl von SKUs steigt und Einzelstückbestellungen immer üblicher werden. Mit steigender Leistungsfähigkeit und fallenden Preisen werden sie in Verteilzentren zwangsläufig mehr Aufgaben übernehmen.

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