Stück für Stück – Einzelstückkommissionierung von SSI SCHÄFER

Vollautomatische Konzepte, die sich nahtlos in intralogistische Prozesse integrieren, bieten die ideale Basis für ein maßgeschneidertes, schonendes und zuverlässiges Produkthandling. SSI SCHÄFER bietet hierfür maßgeschneiderte, modulare Lösungen für das robotergestützte Palettieren und Kommissionieren sowie leistungsstarke Robotik-Anwendungen für die Einzelstückkommissionierung im Lager.

Der Markt gibt die Richtung vor

Die Roboterdichte, also die Kennzahl für Roboterinstallationen pro 10.000 Mitarbeiter, steigt jährlich. Mit aktuell 113 Robotern pro 10.000 Mitarbeiter hat die Roboterdichte einen neuen Weltrekord erreicht. Deutschland liegt mit 346 Einheiten (Roboter) weltweit auf Platz vier und führt die europäische Rangliste vor Schweden und Dänemark an.[1] Aktuell ist der Großteil aller Installationen noch dem produzierenden Gewerbe zuzuordnen, doch die Logistik holt auf.

Tatsächlich hält diese Entwicklung auch zunehmend Einzug in intralogistische Prozesse. Ob Depalettieren, Palettieren oder Kommissionieren, leistungsstarke Robotertechnik ist aus vielen Lagern nicht mehr wegzudenken und für hohe Leistungsraten unabdingbar.

Kommissioniertechnologien von SSI SCHÄFER

SSI SCHÄFER bietet sowohl Piece-Picking- als auch Case-Picking-Lösungen an. Case Picking wird in der Regel in Verteilzentren eingesetzt, die Einzelhändler mit filialgerechten Paletten beliefern. Je nach Anwendung kommen bewährte Greifprinzipien zusammen mit intelligenter Objekterkennung zum Einsatz – für alle Temperaturbereiche (auch Tiefkühlung bei minus 28° C) und alle Leistungsstufen.

Eine weitere, sehr häufige Anwendung ist das Piece Picking, also das Kommissionieren einzelner Teile in einen Versandbehälter. Die Stückkommissionierung ist einer der kostspieligsten Prozesse und erfordert besondere Aufmerksamkeit für eine hocheffiziente Verarbeitung. Die beiden größten Herausforderungen sind: sicheres und schonendes Produkthandling und optimaler Einsatz intelligenter Softwaretechnologien.

Stückkommissionierung – smart und flexibel

Maschinelles Lernen und besonders optimierte, extrem leistungsfähige Algorithmen sind die wesentlichen Faktoren für die Produktivität von Kommissionierrobotern. Roboter mit aktuellen Algorithmen können nicht nur vordefiniertere Bewegungsabläufe wiederholen, sondern dank künstlicher Intelligenz (KI) und 3D-Bildverarbeitung auch komplexere Aufgaben übernehmen. Sie können nun situativ reagieren und handeln, was sie zunehmend für noch komplexere Anwendungsszenarien in der Intralogistik qualifiziert. In der Intralogistik ist jede einzelne Lieferung ein Unikat und das Ergebnis einer individuellen Kommissionierung. Automatische und halbautomatische Lösungen fokussieren neben der Effizienzsteigerung auf die ergonomische Entlastung des Bedienpersonals, insbesondere bei sich wiederholenden, gesundheitsschädlichen Tätigkeiten. Dank dieser Lösungen lassen sich einzelne Prozesse nahtlos ineinander greifen. In puncto Leistung, Robustheit und Qualität haben Roboter gegenüber manuellen Lösungen einige Vorteile – vorausgesetzt, es gibt ein passendes Sortiment an Versandstücken und sie werden in der entsprechenden automatisierten Umgebung eingesetzt. In diesem Zusammenhang wurden bedeutende Entwicklungsschritte unternommen, denn heute ermöglichen spezielle Algorithmen, was vor einigen Jahren noch undenkbar war. Roboter eignen sich zum Greifen verschiedenster Formen wie zylindrisch, kubisch, konisch etc.

Integratorenkompetenz als Erfolgsfaktor

Standardisierte Piece-Picking-Robotics-Anwendungen erfüllen nicht nur die Anforderungen unterschiedlicher Auftragsstrukturen, sondern können auch branchenübergreifend eingesetzt werden. SSI SCHÄFER Piece Picking Applikationen lassen sich nahtlos in bestehende Systeme integrieren. Hochleistungs-Kommissionierroboter erreichen je nach Einsatzgebiet und Prozessumgebung eine Leistung von bis zu 1.000 Picks pro Stunde.

Das Ziel jeder Anwendung ist immer das gleiche: Maximale Performance zu erreichen – natürlich muss immer maximale Prozesssicherheit gewährleistet sein. Auf dem Weg zu diesem ehrgeizigen Ziel setzen wir vor allem auf folgende Erfolgsfaktoren: umfassende Integratorenkompetenz für Piece-Picking-Anwendungen wie AI Vision (Bilderkennung in Produktion und Logistik), erprobte Scan-Technologien und die detaillierte Analyse von Roboterzellen durch Echtzeit-Systemvisualisierung mit unserer Software WAMAS® Lighthouse. Letzterer ist in der Lage, durch das Sammeln wichtiger Betriebsdaten die notwendigen Wartungsintervalle zu berechnen. Diese Predictive-Maintenance-Methode macht die Wartung planbar, kalkulierbar und hilft Stillstandszeiten zu vermeiden.

Die daraus resultierenden Vorteile liegen auf der Hand:

• Smarte Robotik-Lösungen für hohe Anlagenverfügbarkeit bei konstanter Leistung.

• Nahtlose Integration des Lagerverwaltungssystems WAMAS in die bestehende Infrastruktur.

• Maximale Performance durch hohe Prozesssicherheit durch optimiertes Greifen und produktspezifische Roboterbeschleunigungen, die sowohl Spitzenzeiten als auch saisonale Schwankungen meistern.

• Flexible und skalierbare Lösungen.

Die Welt durch die Augen der Software

Die Software der SSI SCHÄFER Piece Picking Applikationen kann als vollintegrierter Bestandteil einer WAMAS Installation betrieben werden. Es lässt sich aber auch als autarkes Stand-Alone-System nahtlos mit Warenwirtschafts- und Materialflusssystemen von Drittanbietern koppeln. Kernelement der Piece-Picking-Software ist das Softwaremodul WAMAS® Vision. Es erkennt die Artikel in einem Behälter und identifiziert den idealen Greifbereich. Dazu kommen modernste Bildverarbeitungsalgorithmen sowie smarte KI-Methoden zum Einsatz. Die Augen der Software in die „reale Welt“ sind 3D-Kamerasysteme, die den Inhalt der Tonne abbilden. Um mit der „realen Welt“ interagieren zu können, übermittelt WAMAS Vision die Daten an die Robotersteuerung. Dort werden die Daten unter Berücksichtigung der Mobilität sowie der physikalischen Eigenschaften des Greifers für eine optimale Kommissionierung verarbeitet. Die Software ist in ein hochkomplexes System aus Sensor- und Robotertechnik integriert. SSI SCHÄFER hat durch das Schäfer Case Picking wertvolle Erfahrungen im Umgang mit Kamera- und Sensortechnologien gesammelt. Dieses einzigartige Technologie-Know-how der automatisierten Kommissionierung stärkt SSI SCHÄFER durch die in diesen Anwendungsbereichen stets erforderliche Prozesskompetenz – also das Wissen um die umgebenden Prozesse, in die die automatisierte Kommissionierzelle integriert werden muss.

Maßgeschneiderte Lösungen in der Praxis

Die ersten Stückkommissionierzellen von SSI SCHÄFER sind seit 2020 bei einem Pharmagroßhändler in Nordamerika im Einsatz. Die Zellen werden von einer Behälterfördertechnik versorgt. Sie haben ein Multi-Order-Design, bei dem der Roboter mehrere Aufträge gleichzeitig aus zwei Quellbehältern in drei Zielbehälter kommissioniert. Die Erstinstallation der Zelle dient der Kommissionierung von Drogerieartikeln. Mittlerweile sind bereits sieben weitere Instanzen dieses Zelltyps zur Kommissionierung von Medikamenten in Betrieb gegangen. Obwohl die beiden Projekte ähnlich zu sein scheinen, verschiebt sich der Fokus der Entwicklung je nach Produktpalette. Die Gestaltung von Drogerieprodukten orientiert sich an den Erwartungen und Ansprüchen der Endkunden im Laden. Verpackungen, die die Aufmerksamkeit des Verbrauchers wecken sollen, stellen viele Systeme vor große Herausforderungen. Das von SSI SCHÄFER installierte KI-basierte System meistert solche Herausforderungen jedoch mit Bravour.

Medikamente werden im Vergleich zu Drogerieprodukten meist in weniger aufwendigen Verpackungen verkauft. Diese können zu optischen Fallstricken führen, aber die Schwierigkeit bei Medikamenten ist eine ganz andere – nämlich Null-Fehler-Toleranz bei der Kommissionierung. Die Wahl der Greifposition beeinflusst maßgeblich die Prozesssicherheit beim Kommissionieren. Zur zusätzlichen Überwachung wird eine Vielzahl von Sensoren eingesetzt. Ausgefeilte Statistiken und tiefgreifende Analysetools machen die Abläufe in der Roboterzelle transparent. Simulationen und maschinelle Lernverfahren optimieren die Prozesse im Produktsortiment.

Stückkommissionier-Roboterzellen von SSI SCHÄFER bieten standardisierte Lösungen für die Kleinteilekommissionierung in Behälterförderanlagen sowie für Beutelbeschickungssysteme. Die hochflexible Software WAMAS Vision kommt auch in anderen Logistikkontexten zum Einsatz.

Über den Autor:

Armin Grüb absolvierte sein Studium der Elektrotechnik/Automatisierungstechnik an der Hochschule Würzburg-Schweinfurt. Er arbeitete lange im Bereich der Automatisierung von Kran- und Intralogistiksystemen und entwickelte dann als selbstständiger Unternehmer Software für Lagerverwaltung, Bildverarbeitung und Visualisierung.

Seit 2006 ist Armin für die Entwicklung von Case-Picking- und Piece-Picking-Systemen verantwortlich. Gemeinsam mit seinem Team entwickelt er praxisnahe Produktlösungen in den Bereichen Bildverarbeitung, Packmusterberechnung und Integration von Robotik in komplexe Intralogistiksysteme.

[1] https://ifr.org/ifr-press-releases/news/robot-race-the-worlds-top-10-automated-countries