Hersteller, die sich effizient und wettbewerbsstark aufstellen und gleichzeitig die Hürden der kundenspezifischen Herstellung und des Fachkräftemangels bewältigen wollen, sollten ihre Nachschubsysteme an den Produktionslinien überdenken. AMR und Cobots könnten hier Schützenhilfe leisten.
Der Individualisierungs- und Personalisierungstrend in der Fertigungsindustrie bringt viele betriebliche Herausforderungen mit sich. Hersteller müssen eine immer breitere Palette von Komponenten und Materialien vorhalten. Das wiederum führt zu Schwankungen, die herkömmliche Systeme oft nur schwer bewältigen können. Die Folgen sind höhere Lagerkosten, längere Vorlaufzeiten und Produktionsverzögerungen, wie auch in einer PwC-Umfrage aus dem Mai 2024 deutlich wurde: 50 Prozent der Hersteller gaben an, dass die kundenspezifische Anpassung von Produkten Vorlaufzeiten deutlich verlängere. 45 Prozent verzeichneten zudem einen Anstieg der Produktionskosten. Innovative Ansätze zur effizienten Bewältigung dieser Komplexität sind deshalb notwendig.
Nachschub an der Produktionslinie rationalisieren
Der Waren- und Materialnachschub, zu dem Aufgaben wie die Just-in-time-Lieferung von Verbrauchsmaterialien und ein verbesserter Transport von Waren, Kisten und Paletten gehören, stellt diesbezüglich eine besondere Herausforderung dar. Der Fachkräftemangel verschärft die Situation zusätzlich, da viele Nachschub- und Auffüllaufgaben noch immer manuell ausgeführt werden. Weil immer weniger Mitarbeiter zur Verfügung stehen, um Materialien zu und von den Produktionslinien zu transportieren und den Bestand zu verwalten, müssen Hersteller nach effizienteren und weniger arbeitsintensiven Lösungen suchen.
AMR und Cobots sind insbesondere für den Einsatz in kritischen Umgebungen prädestiniert. (Bild: Omron)
In pharmazeutischen Unternehmen kommt es beispielsweise immer wieder zu kritischen Engpässen beim Transport von sauberen, leeren Primär- und Sekundärverpackungen zu den Produktionslinien. Das ist in erster Linie darauf zurückzuführen, dass nicht genügend Mitarbeiter zur Verfügung stehen. Diese Herausforderung ist noch ausgeprägter in Umgebungen, in denen Gabelstapler und andere mechanische Geräte aufgrund strenger Hygienevorgaben und räumlicher Beschränkungen, die für den Pharmabereich typisch sind, nicht eingesetzt werden können.
Automatisierte Lösungen mit AMR und Cobots
Unternehmen, die diese miteinander verknüpften Schwierigkeiten angehen wollen, benötigen einen ganzheitlichen und innovativen Ansatz. Automated Mobile Robots (AMR) und Cobots können die Arbeitsintensität und den Aufwand des Nachschubs minimieren und die Variabilität der kundenspezifischen Produktion berücksichtigen. Zu den Vorteilen dieser Robotertechnologien gehören:
- Verbrauchsmaterialien auf Abruf: AMR können so programmiert werden, dass sie Materialien genau dann und dorthin liefern, wo sie benötigt werden. So lassen sich unnötige Lagerbestände in der Produktion und die körperliche Belastung der Mitarbeiter reduzieren. Der Einsatz von AMR für die Lieferung von Verpackungsmaterial oder unfertigen Erzeugnissen (WIP) unterstützt eine unterbrechungsfreie Produktion, bei der Schwankungen bei den Lagerhaltungseinheiten (SKUs) ausgeglichen werden.
- Flexibilität und Skalierbarkeit: Im Vergleich zu herkömmlichen Fördersystemen sind AMR flexibler und dynamischer. Sie lassen sich nahtlos in Manufacturing Execution Systeme (MES) integrieren und sind auf bis zu 100 Roboter oder mehr skalierbar. Dank dieser Flexibilität eignen sie sich besonders für Umgebungen, in denen sich Produktspezifikationen häufig ändern, sodass Unternehmen ihre Fertigung schnell an neue Kundenanforderungen anpassen können, ohne Kompromisse bei Effizienz oder Sicherheit eingehen zu müssen.
- Kein Spielraum für Fehler: Die Präzision, mit der AMR Verbrauchsmaterialien, Teile und unfertige Produkte an die Linien liefern, minimiert das Fehlerrisiko.
- Vorausschauender Nachschub: Innovative Automatisierungssysteme können reaktiv und auch proaktiv Verbrauchsraten überwachen und vorhersagen, wann Materialien aufgebraucht sein werden.
- Arbeitssicherheit: AMR gehen auch eine der drängendsten Herausforderungen an, die mit der Automatisierung von Nachschubaufgaben an der Produktionslinie verbunden ist: die Sicherheit der Mitarbeiter. AMR und Cobots so konzipiert sind, dass sie Hand in Hand und harmonisch mit den Mitarbeitern zusammenarbeiten.
Aufbruch in ein neues Effizienzzeitalter
„Die Integration von AMR bei der Zustellung und Cobots bei der Materialzufuhr hat das Potenzial, die Art und Weise, wie Materialien verwaltet werden, zu revolutionieren.“
Peter Lange, Business Development Manager Robotik bei Omron Industrial Automation
(Bild: Omron)
Die Forschung auf dem Gebiet der modernen Fertigung unterstreicht die Wirksamkeit der Integration von AMR in die Herstellung. Eine Studie, die im Journal of Manufacturing Systems im April 2024 veröffentlicht wurde, zeigt beispielsweise auf, dass die Implementierung von AMR in Produktionsumgebungen die Zeit für das Materialhandling um bis zu 30 Prozent reduzieren kann. Hersteller profitieren hierdurch von einem Plus an Effizienz und Planbarkeit. AMR- und Cobot-Flotten sorgen für eine pünktliche, genaue und effiziente Auffüllung der Produktionslinien. Im Zusammenspiel mit leistungsstarken Flottenmanagementtechniken helfen sie, Engpässe aufgrund von Fachkräftemangel und Anpassungsbedarf zu beseitigen.
Beispiel aus der Praxis
Die mobilen LD-90-Roboter von Omron sind völlig autonome, intelligente Fahrzeuge, die helfen, den Durchsatz zu erhöhen, Maschinenverweilzeiten zu reduzieren, Fehler zu vermeiden und die Rückverfolgbarkeit zu verbessern. Im Gegensatz zu herkömmlichen fahrerlosen Transportsystemen (FTS) orientieren sich die AMR von Omron an den natürlichen Gegebenheiten einer Anlage.
So hatte sich auch Hipra, ein biotechnologisch-pharmazeutisches Unternehmen mit Sitz im spanischen Amer (Girona), für diesen AMR entschieden, um die internen Logistikprozesse zu transformieren. Ziel war es, mithilfe automatisierter Abläufe die Flexibilität und Effizienz zu erhöhen. Dies sollte in einer zu 100 Prozent kollaborativen und flexiblen Umgebung geschehen, die hohe Produktionsraten ermöglicht. Wichtige Vorgabe: Die mobilen Roboter sollten harmonisch mit den Mitarbeitern agieren, die im selben Bereich tätig waren.
„Die Integration des neuen Systems in den Produktionsprozess ermöglicht bei Hipra vollautomatisierte Abläufe“, betont Carlos Roncero, Projektleiter bei Omron. Hipra profitiert nun von den Navigationsfähigkeiten der AMR ohne jegliche Hilfsmittel. Hinzu kommen alle notwendigen Funktionen für einen sicheren Einsatz in Räumen, die von Menschen und Maschinen gemeinsam genutzt werden.
“Es gab aber auch ein paar Herausforderungen wie enge Korridore oder das gesteuerte Öffnen und Schließen der Türen und außerdem der starke Verkehr während der Produktionsspitzen. Wir haben innovatives Flottenmanagement und Roboterintelligenz eingesetzt, um sicherzustellen, dass die AMR im gesamten Werk verlässlich und korrekt navigieren.“
