Robotik Einzelstücke mit Robotern kommissionieren

Autor / Redakteur: Melanie Kämpf / Dipl.-Betriebswirt (FH) Bernd Maienschein

Vollautomatisierte Konzepte, die nahtlos in die intralogistischen Prozesse integriert werden, schaffen die ideale Grundlage für ein passgenaues, schonendes und zuverlässiges Produkthandling. SSI Schäfer liefert für diesen Einsatzzweck maßgeschneiderte modulare Lösungen zur robotergestützten Palettierung und Kommissionierung sowie hochperformante Robotikapplikationen zur Einzelstückkommissionierung im Lager.

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Prozesssicheres und schonendes Produkthandling unter Einsatz intelligenter Softwaretechnologien steht im Mittelpunkt der Piece-Picking-Lösungen.
Prozesssicheres und schonendes Produkthandling unter Einsatz intelligenter Softwaretechnologien steht im Mittelpunkt der Piece-Picking-Lösungen.
(Bild: SSI Schäfer)

Die Anforderungen an die Logistik steigen permanent: Trends wie die zunehmende Individualisierung von Produkten, Losgröße 1, schnelle Lieferfähigkeit und kurze Auftragsdurchlauf- und Lieferzeiten, aber auch äußere Einflüsse wie der demografische Wandel und der dadurch bedingte Rückgang an Arbeitskräften erfordern eine hochperformante Intralogistik. Viele Handelsunternehmen, aber zunehmend auch die Industrie setzen verstärkt auf Robotikanwendungen in der Logistik. Auf diese Weise lassen sich für den Menschen wenig ergonomische und körperlich schwere Aufgaben automatisieren und ein Mehrschichtbetrieb bis hin zur 24/7-Verfügbarkeit realisieren. Ob Depalettieren, Palettieren oder Kommissionieren: Hochperformante Robotertechnologie ist aus vielen Lagern nicht mehr wegzudenken und bei hohen Durchsätzen unerlässlich.

Picking-Technologien von SSI Schäfer

SSI Schäfer bietet sowohl Piece-Picking- als auch Case-Picking-Lösungen an. Die Case-Picking-Kommissionierung kommt meist in Distributionszentren zum Einsatz, die Einzelhandelsgeschäfte mit filialgerechten Paletten beliefern. Je nach Applikationsfall werden dabei in der Praxis bewährte Greifprinzipien gemeinsam mit intelligenter Objekterkennung eingesetzt, und dies für sämtliche Temperaturbereiche (auch Tiefkühl bei minus 28°C) und Durchsätze.

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Ein weiterer, sehr häufiger Anwendungsfall ist das Piece Picking, die Einzelstückkommissionierung in ein Versandbehältnis. Piece Picking zählt zu den kostenintensivsten Vorgängen und erfordert für eine höchst effiziente Abwicklung besonderes Augenmerk. Dabei stehen vor allem zwei Herausforderungen im Mittelpunkt: ein prozesssicheres und schonendes Produkthandling sowie der optimale Einsatz intelligenter Softwaretechnologien.

Smart und flexibel

Maschinelles Lernen und speziell optimierte, äußerst leistungsfähige Algorithmen sind wesentliche Faktoren für die Produktivität von Kommissionierrobotern. Mit aktuellen Algorithmen dank künstlicher Intelligenz (KI) und 3D-Bildverarbeitung können Roboter nicht nur mehr vordefinierte Bewegungsabläufe wiederholen, sondern auch komplexere Tätigkeiten übernehmen. So können sie mittlerweile situationsbedingt reagieren und handeln, was sie zunehmend für noch komplexere intralogistische Anwendungsszenarien qualifiziert. In der Intralogistik ist jede einzelne Lieferung ein Unikat und das Ergebnis eines individuellen Kommissioniervorgangs. Durch automatische und teilautomatische Lösungen steht dabei neben Effizienzsteigerungen die ergonomische Entlastung des Menschen – vor allem bei gesundheitsschädlichen, repetitiven Tätigkeiten – im Vordergrund. Dank dieser Lösungen können einzelne Prozesse fließend ineinandergreifen. Geht es um Performance, Robustheit und Qualität, hat Kollege Roboter im Vergleich zu manuellen Lösungen einige Vorteile – sofern ein geeignetes Spektrum an Versandartikeln gegeben ist und er im entsprechenden Automatikumfeld eingesetzt wird. Hier konnten deutliche Entwicklungsschritte gesetzt werden, denn heute erlauben spezielle Algorithmen, was vor Jahren noch undenkbar war. Roboter eignen sich für das Greifen verschiedenster Formen wie zum Beispiel zylindrisch, kubisch oder konisch.

Integrator-Kompetenz als Erfolgsfaktor

Standardisierte Piece-Picking-Roboterapplikationen decken nicht nur die Anforderungen unterschiedlichster Auftragsstrukturen ab, sie können auch branchenübergreifend eingesetzt werden. SSI-Schäfer-Piece-Picking-Applikationen werden zudem problemlos in bestehende Systeme integriert. Abhängig von Einsatzgebiet und Prozessumfeld erreichen Hochleistungs-Pickroboter eine Leistung von bis zu 900 Picks pro Stunde bei gleichzeitig 100-prozentiger Produktverifizierung. Das Ziel jeder Applikation ist stets dasselbe: das Erreichen maximaler Performance – selbstverständlich immer bei gleichzeitiger Sicherstellung maximaler Prozesssicherheit. Auf dem Weg zu diesem ambitionierten Ziel vertraut SSI Schäfer vor allem auf folgende Erfolgsfaktoren: eine umfassende Integrator-Kompetenz für Piece-Picking-Anwendungen wie AI Vision (Bilderkennung in Produktion und Logistik), bewährte Scanning-Technologien und die detaillierte Analyse von Roboterzellen mittels Echtzeit-Anlagenvisualisierung durch die Software Wamas Lighthouse. Letztere kann durch die Erfassung wichtiger Betriebsdaten vorausberechnen, wann eine Wartung durchgeführt werden muss. Diese Predictive-Maintenance-Methode macht Wartung planbar, kalkulierbar und vermeidet Ausfälle.

Die daraus resultierenden Vorteile:

  • Smarte Robotiklösungen für hohe Systemverfügbarkeit bei konstanter Leistung
  • nahtlose Integration des Warehouse-Management-Systems Wamas in die vorhandene Infrastruktur
  • maximale Leistung aufgrund hoher Prozesssicherheit durch optimales Greifen und produktgerechte Roboterbeschleunigungen, die sowohl Spitzenzeiten als auch saisonale Schwankungen bewältigen
  • flexible und skalierbare Lösungen

Maßgeschneiderte Lösungen in der Praxis

Seit 2020 laufen die ersten SSI-Schäfer-Piece-Picking-Zellen bei einem Pharmaziegroßhändler in Nordamerika. Die Zellen werden über eine Behälterfördertechnik versorgt. Dabei handelt es sich um Multiorder-Ausführungen, bei welchen der Roboter zeitgleich mehrere Aufträge aus zwei Quellbehältern in drei Zielbehälter kommissioniert. Die erste Installation der Zelle kommissioniert im Bereich von Drogerieprodukten. Zudem sind bereits sieben weitere Instanzen dieses Zellentyps, die Medikamente kommissionieren werden, in Betrieb gegangen. Obwohl sich beide Projekte auf den ersten Blick ähneln, verschiebt sich aufgrund des Produktspektrums der Fokus der Entwicklung. So orientiert sich das Design von Drogerieprodukten an den Erwartungen und Ansprüchen der Endkunden im Geschäft. Eine Verpackung, welche die Aufmerksamkeit des Verbrauchers auf sich ziehen soll, bringt für so manches System eine nicht zu unterschätzende Hürde mit sich. Das von SSI Schäfer auf KI-Basis installierte System meistert solche Herausforderungen jedoch mit Bravour.

Im Vergleich zu Drogerieprodukten kommen Medikamente meist in weniger aufwendigen Verpackungen auf den Markt. Diese können zwar auch optische Fallstricke in sich bergen, doch die Schwierigkeit bei Medikamenten ist eine ganz andere – nämlich die 0-Fehler-Toleranz beim Picken. Die Prozesssicherheit beim Picken wird maßgeblich durch die Wahl der Greifpositionen bestimmt. Eine möglichst breit aufgestellte Sensorik überwacht sie zusätzlich. Ausgefeilte Statistiken und tiefreichende Analysewerkzeuge machen die Abläufe in der Roboterzelle transparent. Simulationen und Verfahren des Machine Learnings optimieren diese Abläufe über das Produktspektrum.

Piece-Picking-Roboterzellen von SSI Schäfer bieten standardisierte Lösungskonzepte für die Kleinteilekommissionierung in Behälter- oder Pouch-Loading-Systemen. Die höchst flexible Wamas-Vision-Software kommt auch in anderen logistischen Kontexten zum Einsatz. Dieses Jahr ist die Piece-Picking-Applikation Teil des Votums um den Best of Industry Award 2021 in der Kategorie „Betriebstechnik & Materialfluss“. ■

Ergänzendes zum Thema
Zwei Fragen an Peter Berlik zu den Vorteilen von Robotik in der Kommissionierung:

Herr Berlik, wie profitieren Anwender von der Piece-Picking-Roboterapplikation und was zeichnet diese besonders aus?

Die Piece-Picking-Applikation zeichnet sich besonders durch ihre Leistung aus – denn mit 900 Picks pro Stunde ermöglicht SSI Schäfer die höchste am Markt verfügbare Leistung in der Einzelstückkommissionierung bei gleichzeitig 100-prozentiger Produktverifizierung. Integrierte Kameras erfassen jedes einzelne Produkt und gewährleisten so ein lückenloses Tracking & Tracing beispielsweise von Rx-Pharma-Artikeln. Anwender profitieren dank der integrierten Intelligenz von einer präzisen Identifikation der Produkte bei gleichzeitig hohen Durchsatzraten. Darüber hinaus tragen neu integrierte Waagen an Stellplätzen von Quell- beziehungsweise Zielbehältern zur nachhaltigen Verbesserung der Kommissionierqualität bei. Denn durch das Wiegen erkennen erweiterte AI-Technologien bereits während des Pick-Vorgangs, ob die richtigen Artikel in der korrekten Menge kommissioniert wurden, und können bei Bedarf entsprechend gegensteuern. Die dafür notwendige Software ist integraler Bestandteil dieses hochkomplexen Systems aus Sensor- und Robotertechnologie. Die intelligente Pick-Strategie garantiert Fehlerfreiheit und damit maximale Prozess­sicherheit in der Kommissionierung – ganz ohne Leistungseinbußen.

Was gab den Ausschlag für die Weiterentwicklung des Produkts?

Der Onlinehandel boomt und immer mehr Konsumenten genießen die Anytime-Anywhere-Verfügbarkeit und tätigen ihre Einkäufe im Internet. Speziell der Gesundheitssektor ist geprägt von einer Vielzahl an Vorschriften rund um die Arzneimittelsicherheit, die letztlich dem Schutz der Patienten dient. Parallel gilt es, im Zuge des implementierten Qualitätsmanagements eine lückenlose Nachverfolgbarkeit der Waren sicherzustellen. In diesem herausfordernden Umfeld punktet moderne Robotik als fester Bestandteil effizienter und wirtschaftlicher Logistik 4.0. SSI Schäfer entwickelte eine hochleistungsfähige Piece-Picking-Applikation, um für dieses Anforderungsprofil eine vollautomatisierte Lösung zur Kommissionierung, Identifizierung, Dokumentation und Kontrolle anbieten zu können. Ein Treiber für die Weiterentwicklung war auch die Anforderung eines Kunden, Betäubungsmittel und rezeptpflichtige Medikamente komplett fehlerfrei zu kommissionieren.

* Melanie Kämpf ist Senior Global Communications Manager bei der SSI Schäfer Fritz Schäfer GmbH in 57290 Neunkirchen, Tel. +49 2735 701, info@ssi-schaefer.com

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