Der Einsatz der Robotik in logistischen Prozessen. Potentiale und Herausforderungen relevanter Systeme

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Gendering
1.2 Motivation
1.3 Ausgangssituation
1.4 Zielsetzung
1.5 Bedeutung
1.6 Gliederung der Arbeit

2. Grundlagen
2.1 Logistik
2.1.1 Definition und Aufgaben
2.1.2 Prozess und Verrichtungen
2.1.2.1 Transport
2.1.2.2 Umschlag
2.1.2.3 Kommissionieren
2.1.2.4 Lager
2.1.2.5 Verpacken
2.1.2.6 Informationen
2.1.3 Stellenwert in der Ökonomie
2.1.4 Megatrends
2.1.4.1 Urbanisierung
2.1.4.2 Digitalisierung
2.1.4.3 Mobilisierung
2.1.4.4 Nachhaltigkeit
2.2 Robotik
2.2.1 Definition
2.2.2 Aufbau eines allgemeinen Robotersystems
2.2.2.1 Mechanik
2.2.2.2 Kinematik
2.2.2.3 Antrieb
2.2.2.4 Effektoren
2.2.2.5 Sensoren
2.2.2.6 Steuerung
2.2.3 Robotersysteme
2.2.3.1 Stationäre Roboter
2.2.3.2 Mobile Roboter
2.2.3.3 Kognitive Roboter

3. Status quo der Robotertechnologie in logistischen Prozessen
3.1 Einführung
3.2 Darstellung von Robotiklösungen in logistischen Prozessen
3.3 Auswertung
3.3.1 Transport
3.3.1.1 Stationär
3.3.1.2 Mobil
3.3.1.3 Autonom
3.3.1.4 Kooperativ
3.3.1.5 Kollaborativ
3.3.2 Umschlag
3.3.2.1 Stationär
3.3.2.2 Mobil
3.3.2.3 Autonom
3.3.2.4 Kooperativ
3.3.2.5 Kollaborativ
3.3.3 Kommissionieren
3.3.3.1 Stationär
3.3.3.2 Mobil
3.3.3.3 Autonom
3.3.3.4 Kooperativ
3.3.3.5 Kollaborativ
3.3.4 Lager
3.3.4.1 Stationär
3.3.4.2 Mobil
3.3.4.3 Autonom
3.3.4.4 Kooperativ
3.3.4.5 Kollaborativ
3.3.5 Verpacken
3.3.5.1 Stationär
3.3.5.2 Mobil
3.3.5.3 Autonom
3.3.5.4 Kooperativ
3.3.5.5 Kollaborativ

4. Fazit

5. Ausblick

Literaturverzeichnis

Anhangsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Logistische Prozesse

Abbildung 2: Gegenüberstellung logistischer Prozesse - Robotersysteme

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Einleitung

1.1 Gendering

In der gesamten Thesis wird aus Gründen der Lesbarkeit nur die männliche Form verwendet. Dennoch gelten alle Aussagen sowohl für das weibliche als auch für das männliche Geschlecht.

1.2 Motivation

„Die Megatrends Digitalisierung, Automatisierung und Autonomisierung werden zukünftig auch die Abläufe in der Logistik prägen. Immer präzisere Sensoren und leistungsfähigere Software werden dabei Systeme ermöglichen, die in immer mehr Bereichen die Arbeit menschlicher Fachkräfte erledigen.“ ^[1]

Das obige Zitat verdeutlicht die zunehmende Bedeutung von softwaretechnischen Anwendungen im Bereich der Logistik. Daher ist es für Unternehmen mit logistischen Anwendungen essentiell, sich mit dieser Thematik auseinanderzusetzen, um auch weiterhin wettbewerbsfähig zu bleiben. Die aus der Entwicklung leistungsfähigerer Software resultierenden (Roboter-) Systeme sind in der Lage, weiter in die Arbeit menschlicher Fachkräfte vorzudringen. Robotersysteme für logistische Anwendungen haben für die Mitarbeiter sowie für das Erscheinungsbild des Unternehmens zahlreiche Vorteile, wie sich im Verlauf dieser Thesis herausstellen wird.

Der Einsatz robotertechnischer Lösungen in Logistikunternehmen nimmt von Jahr zu Jahr weiter zu. So setzten 2007 41%, der in der Studie RoboScan`14 befragten Unternehmen, Robotertechnologien in logistischen Prozessen ein. Dieser prozentuale Anteil ist 2014 bereits auf 67% angestiegen.^[2]

1.3 Ausgangssituation

Der weitgreifende Einsatz von Robotersystemen wurde bislang durch die unzureichende Flexibilität dieser stark eingeschränkt. Robotersysteme erfahren durch Weiterentwicklungen in den Bereichen Steuerung, Sensorik und Greiftechnologie eine Steigerung der Flexibilität, womit sie für Anwendungen in der Logistikindustrie immer weiter in den Fokus rücken.

1.4 Zielsetzung

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit sollen logistische Verrichtungen auf den Einsatz von Robotertechnologien untersucht werden. Ziel ist es, Robotersysteme für logistische Anwendungen darzustellen und diese anhand von Einsatzbeispielen bzw. Berichten zu belegen. Dabei wird auf vorhandene Nachweise von Robotersystemen in logistischen Prozessen zurückgegriffen. Des Weiteren sollen die jeweiligen Potenziale sowie Herausforderungen relevanter Systeme erarbeitet werden, um eine Vergleichbarkeit der einzelnen Systeme zu ermöglichen.

1.5 Bedeutung

Die Bedeutung dieser Arbeit liegt in der Darstellung des Status quo (gegenwärtiger Zustand) der Robotertechnologie in logistischen Prozessen. Es soll dabei eine Übersicht über die in den logistischen Prozessen eingesetzten bzw. die in der Entwicklung befindlichen Robotersysteme geschaffen werden, um eine Basis für weitere Arbeiten zu schaffen.

1.6 Gliederung der Arbeit

Die Thesis ist in fünf Teile untergliedert: Einleitung, theoretische Grundlagen, Erhebung des Status quo, Fazit und Ausblick.

Der Hauptteil besteht aus den theoretischen Grundlagen und der Erhebung des Status quo sowie den jeweiligen Potenzialen und Herausforderungen. Da in dieser Thesis zwei Fachbereiche zusammentreffen, werden in Kapitel 2 die theoretischen Grundlagen der Logistik sowie der Robotik dargestellt, welche als Basis für das weitere Verständnis der Thesis dienen. Die Erhebung des Status quo in Kapitel 3 vereint beide Bereiche miteinander. Dabei werden diese zunächst in einer Tabelle gegenübergestellt, was einen ersten Einblick in die Thematik erlaubt. Die Darstellung des Status quo findet im Anschluss durch die Zuhilfenahme der derzeit vorhandenen Nachweise über die jeweiligen Systeme in den logistischen Verrichtungen statt. Dabei wird auf jedes System gleichermaßen bzw. je nach Umfang der Nachweisbarkeit eingegangen und individuell die Punkte Status quo, Potenziale und Herausforderungen erarbeitet. Anhand dieser Aufstellung soll ein umfänglicher Einblick in den Status quo der Robotertechnologie in logistischen Prozessen sowie deren Potenziale aufgezeigt werden. Im weiteren Verlauf der Arbeit wird in einem Fazit die Auswertung der in Kapitel 3 aufgestellten Tabelle reflektiert.

Der letzte Teil bildet ein Ausblick, welcher Beispiele möglicher Zukunftsszenarien beinhaltet. Dies rundet das Ergebnis der Thesis ab, da es die möglichen Potenziale der in Kapitel 3 erarbeiteten Systeme in verschiedenen Szenarien darstellt.

2. Grundlagen

Im folgenden Kapitel werden die theoretischen Grundlagen aufgeführt, um das Verständnis für das Kapitel 3 der Thesis zu gewähren. Die Theorie ist, wie bereits erwähnt, in zwei große Themengebiete untergliedert: Logistik und Robotik.

2.1 Logistik

„Logistik ist ein wesentlicher Treiber von wirtschaftlichem und gesellschaftlichem Fortschritt und Wohlstand“ ^[3], daher ist es erforderlich, den logistischen Prozess optimal auszulegen und ihn an die wachsenden Herausforderungen anzupassen.

2.1.1 Definition und Aufgaben

Unter Logistik wird meist der Transport von Gütern/Waren und Informationen verstanden^[4]. Für den Logistikbegriff gibt es demnach ein großes Spektrum an Definitionen.

Im Laufe meiner Recherche hat sich herausgestellt, dass in der einschlägigen deutschen Literatur die Definition der Bundesvereinigung Logistik e.V. (BVL) häufig genannt oder darauf verwiesen wird. Um den Logistikbegriff demnach deutlich auszudrücken, wird diese folgend aufgezeigt:

„Logistik ist die ganzheitliche Planung, Steuerung, Koordination, Durchführung und Kontrolle aller unternehmensinternen und unternehmensübergreifenden Informations- und Güterflüsse. Supply Chain Management (SCM), die intelligente Planung und Steuerung von Wertschöpfungsketten, wird synonym verwendet.“ ^[5]

Vereinfacht lässt sich also sagen, dass sich Logistik mit operativen Vorgängen im Güter- und Informationsfluss innerhalb des Unternehmens und dessen Geschäftspartnern beschäftigt. Dabei ist die Aufgabe,

- „die richtige Menge
- der richtigen Objekte
- am richtigen Ort
- zum richtigen Zeitpunkt
- in der richtigen Qualität
- zu den richtigen Kosten “ ^[6] ,

also die sechs R der Logistik, kontinuierlich zu erfüllen^[7]. Zu beachten ist, dass die aktuelle Aufgabe der Logistik um den Gesichtspunkt der ökologischen Ressourceneffizienz erweitert wird. Somit erweitert sich die sechs R Regel zu den sieben R der Logistik.^[8]

2.1.2 Prozess und Verrichtungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Logistische Prozesse

Die Logistik umfasst eine Reihe zusammenhängender Prozessschritte, die je nach Kundenanforderung ausgelegt werden. Für die Ausarbeitung in Kapitel 3 ist es wichtig, den logistischen Prozess in seinen Abläufen und jeweiligen Aufgaben zu verstehen. Der Fokus liegt hierbei auf der internen Logistik eines Unternehmens. Umgangssprachlich wird diese auch Intralogistik genannt. Um dennoch einen Blick für das Ganze zu schaffen, wird der Intralogistik Prozess um relevante Abläufe, wie zum Beispiel die letzte Meile ergänzt. Da es auch weiterhin gilt, den Grundaufgaben der Logistik, siehe die sieben R der Logistik, gerecht zu werden, erfordert es die Durchführung der logistischen Kernprozesse ^[9], die in Abbildung 1 aufgezeigt werden.

Quelle: Arnold et al. 2008, 6 f. ; eigene Darstellung

2.1.2.1 Transport

Transportsysteme und –mittel unterscheiden sich je nach Entfernung und Aufgabe. Bei der Entfernung wird zwischen innerbetrieblich, regional/lokal, kontinental/national und interkontinental/international unterschieden. Die Transportaufgabe wiederum ist abhängig von dem zu transportierenden Objekt. Geringe Transportkosten sind hierbei das Stichwort, um freien Warenverkehr, Spezialisierung und niedrige Preise zu gewährleisten.^[10] Grundlegend kann man den Transport in den innerbetrieblichen und den außerbetrieblichen Transport unterteilen. Der außerbetriebliche Transport tritt auf der Beschaffungsseite, also vom Lieferanten zum Unternehmen sowie auf der Distributionsseite, also vom Unternehmen zum Kunden, auch letzte Meile genannt, auf. Zudem kann er auch zwischen Betriebsstandorten oder bei der Entsorgungslogistik zum Tragen kommen.

Hingegen dazu befasst sich der innerbetriebliche Transport, auch Fördern genannt, mit den Materialbewegungen zwischen Produktionsstellen und Lager. Er findet also übergreifend zwischen Wareneingang und -ausgang innerhalb eines Unternehmens statt.^[11]

2.1.2.2 Umschlag

Der Umschlagprozess findet überall dort statt, wo das Transportmittel oder der Transport von innerbetrieblich zu außerbetrieblich gewechselt wird. Er beinhaltet demzufolge das Be- und Entladen von Transportmitteln und das Sortieren von Materialien^[12]. Das Sortieren oder Vorsortieren von Materialien reduziert im weiteren Verlauf demnach den Aufwand beim Kommissionieren. Um diesen Prozess möglichst kosten- und zeiteffizient zu gestalten, benötigt es internationale Standards. Diese Standards dienen dem Handling der Ware und sind beispielsweise Paletten, Container, Norm-Behälter usw.^[13]

2.1.2.3 Kommissionieren

Das Zusammenstellen von Ware für einen Kunden oder einen Auftrag wird als Kommissionieren bezeichnet. Hierbei wird Ware aus dem Lager oder aus Verpackungseinheiten entnommen und zusammengestellt. Da sich die zu entnehmenden Artikel hinsichtlich Form, Größe und Gewicht unterscheiden, kann dieser Prozess nur in Ausnahmefällen automatisiert werden. Hierbei gilt, dass die menschliche Hand aufgrund ihrer hohen Flexibilität bis dato der effizienteste Einsatz in diesem Prozess ist.^[14] Bei dem Kommissioniervorgang wird zwischen statischer und dynamischer Bereitstellung unterschieden. Die statische Bereitstellung funktioniert nach dem Prinzip Mann zu Ware. Dabei befindet sich die Ware an einem festen Lagerplatz und der Kommissioniermitarbeiter begibt sich direkt zu der Ware und sammelt sie ein. Die dynamische Bereitstellung funktioniert nach dem Prinzip Ware zu Mann. Die Ware wird in einen Kommissionierbereich transportiert, von wo aus diese durch das Personal entnommen wird.^[15] Die Kommissionieraufgabe Ware zu Mann überschneidet sich daher in gewisser Hinsicht mit dem innerbetrieblichen Transport, da bei diesem Prinzip die Artikel oder Ladungsträger von dem Lager zu dem Kommissioniermitarbeiter transportiert werden. Demnach bilden beide Aufgaben Transportaufgaben und eine klare Trennung beider ist daher schwer möglich. Dennoch werden sie für den weiteren Verlauf der Thesis getrennt betrachtet.

2.1.2.4 Lager

Das Lagern von Ware hat den Zweck der zeitlichen Überbrückung von eingehenden und abgehenden Gütern^[16]. Der Lagerprozess setzt sich aus den drei Teilprozessen Einlagern, Lagern und Auslagern zusammen. Betrachtet man die Lagerspezifikationen eines Einheitslagers, so beinhaltet dieses einen weiteren Schritt, nämlich das geordnete Auslagern und Zusammenführen ganzer Ladeeinheiten. Dieser wird auch Kommissionieren genannt^[17], siehe Kapitel 2.1.2.3.

2.1.2.5 Verpacken

Das Verpacken, also die Vereinigung von Packgut und Verpackung, kann automatisiert oder manuell erfolgen. Die Verpackung hat neben dem Schutz der Ware weitere logistische Funktionen, wie die Vereinfachung im Handling beim Umschlag und der Kommissionierung oder die effizientere Platznutzung bei Lagerung und Transport.^[18] Die Verpackung kann zudem Informationen über das verpackte Objekt, Zielort und Transportweg beinhalten. Informationen werden meist in Form von Barcodes, QR (Quick Response) -Codes oder RFID (Radio-Frequency Identification) - Etiketten an der Verpackung angebracht.^[19]

2.1.2.6 Informationen

Für die Planung und Steuerung aller Prozesse werden Informationen benötigt. Zu Beginn verfügt man über Ausgangsinformationen bzw. Kundeninformationen und Absatzprognosen. Aus diesen werden interne Aufträge für Produktion, Transport und Beschaffung gebildet. Informationen werden im weiteren Verlauf in vorauseilende, begleitende und nacheilende Informationen unterteilt. Dabei dienen vorauseilende Informationen zur Vorbereitung der Auftragsbearbeitung, begleitende als Anweisungen für die Abarbeitung und nacheilende der Fakturierung.^[20]

2.1.3 Stellenwert in der Ökonomie

Logistik prägt das alltägliche Leben in vielerlei Hinsicht. Beginnend bei der Industrie über die Fortbewegung bis hin zur Ernährung gibt es kaum mehr einen Bereich, der es schafft, ohne Logistik auszukommen. In der Logistik reicht es längst nicht mehr aus, Ware von A nach B zu transportieren. Vielmehr muss sie sich dem ständigen Wandel der Gesellschaft anpassen und über einen Rundumblick für potenzielle Technologien und Risiken verfügen. Bei der logistischen Lieferkette muss auf die gesetzten Standards zu minimalen Kosten und geringer Belastung für Mensch und Umwelt geachtet werden.^[21]

Nicht zuletzt hat sich durch die Globalisierung der Märkte und den zunehmenden Produktvarianten und –differenzierungen die Komplexität in der Logistikbranche deutlich erhöht. Daraus resultiert, dass Hersteller in einem weltweiten Wettbewerb stehen, was im Umkehrschluss ein erhöhtes Aufkommen von logistischen Dienstleistungen durch die weltweite Verfügbarkeit von Waren bedeutet. Die Anforderungen und Erwartungen der Kunden ändern sich bezüglich zwei wesentlicher Perspektiven: Kunden fordern sowohl verstärkt ausländische Alternativangebote als auch nachhaltige und ökologische Produkte und Dienstleistungen.^[22] Um diese logistischen Anforderungen zu bewältigen, müssen Logistikdienstleister ihre Aufgaben aktiver wahrnehmen und kontinuierlich nach innovativen Lösungen streben.^[23]

2.1.4 Megatrends

Die sogenannten Megatrends, von John Naisbitt (1982), einem US-amerikanischen Trendforscher^[24], haben ebenfalls Auswirkungen auf die Logistik sowie unser tägliches Leben^[25]. Die folgenden vier Megatrends stellen dabei wesentliche Herausforderungen an die Logistik.

2.1.4.1 Urbanisierung

Durch die zunehmende Verstädterung wird auch simultan die Komplexität der Infrastruktur in den urbanen Zonen zunehmen. Dieser Prozess tritt zunehmend weltweit auf, siehe hierzu Anhang 1. Dieses Phänomen liegt mitunter daran, dass in den Städten den Menschen neue Wohn- und Lebensmöglichkeiten geboten werden. Motiviert werden die Menschen hauptsächlich durch die ökonomische Erwägung und die daraus folgenden verbesserten Lebensbedingungen. Durch den enormen Anstieg der Bevölkerungsdichte in Städten steigt auch das Verkehrsvolumen stark an. Die Logistikunternehmen stehen vor großen Herausforderungen, da auf der einen Seite die Städte wachsen und auf der anderen die Besiedelung der ländlichen Regionen schwindet. Es gilt eine Lösung zu finden, mit der die Ware in verstopften Innenstädten sowie über weitere Entfernungen auf dem Land zeitnah, kostengünstig, ökologisch und kundenfreundlich ausgeliefert werden kann.^[26]

2.1.4.2 Digitalisierung

Durch den verstärkten Wandel hin zur vollständigen Digitalisierung und Vernetzung des Alltags ändert sich mit unter das Konsumverhalten der Menschen. Die Bequemlichkeit des Menschen und das große Onlineangebot, welches nur einen Mausklick entfernt ist, sind Gründe für diese enorme Steigerung des Onlinehandels. E-Commerce, also die elektronische Beschaffung, erleichtert den Kunden den Zugang zu ausländischen Produkten. So erwarten führende Experten, dass der Absatz von E-Commerce in den nächsten Jahren weltweit zunehmen wird.^[27] Doch die Digitalisierung betrifft nicht nur den Verbraucher und sein Konsumverhalten. Digitalisierung hält auch immer mehr Einzug in die Logistik. So können durch die Verbindung von Digitalisierung und RFID die Abläufe beispielsweise noch effizienter gestaltet und Container, Paletten usw. effektiver sowie transparenter nachverfolgt werden. Die Produktivität und Sicherheit würde sich dadurch erhöhen.^[28] Die globale Vernetzung, das Internet der Dinge und Big Data, welche alle unter den Oberbegriff Industrie 4.0 fallen, sind ebenfalls ein wesentlicher Treiber der zunehmenden Digitalisierung. Industrie 4.0 muss im Bereich der Digitalisierung aufgrund der Aktualität und des Einflusses auf die Wirtschaft genannt werden. Sie wird in dieser Arbeit aber nicht weiter behandelt.

2.1.4.3 Mobilisierung

In der heutigen Zeit ist die Mobilität eine beinahe unverzichtbare Voraussetzung für die Ausübung eines Berufes oder die Teilnahme am sozialen Umfeld. Ebenso wird durch die Mobilität eine leistungsfähigere Wirtschaft geschaffen.^[29] Um dem dadurch zunehmenden Verkehrsaufkommen Abhilfe zu schaffen, müssen die Infrastrukturen weiter ausgebaut werden. Wie in Kapitel 2.1.4.1 aufgezeigt, zieht es die Menschen immer mehr in städtische Regionen. Es gilt also Lösungen für dicht besiedelte Städte sowie für dünn besiedelte ländliche Gebiete zu finden. Im Zuge dessen werden neue Transportkonzepte und Antriebstechnologien benötigt, um den Anforderungen an die logistischen Aufgaben gerecht werden zu können.^[30] Diese neuen Konzepte müssen auch aufgrund ökologisch strenger werdenden Richtlinien, wie beispielsweise die Umweltzonen in Großstädten, in Angriff genommen werden. Im nächsten Unterpunkt wird dies näher beleuchtet. Neuentwickelte Technologien, wie beispielsweise autonome Fahrsysteme, gewinnen dabei immer mehr an Bedeutung. Der Logistikdienstleister Deutsche Post DHL Group (DPDHL) schrieb in einem Trend Research ^[31], dass er derzeit neue Konzepte, mit denen beispielsweise die letzte Meile oder intralogistische Prozesse effizienter gestaltet werden können, entwickelt und testet.

2.1.4.4 Nachhaltigkeit

Nachhaltigkeit betrifft Menschen und Unternehmen gleichermaßen. Unter dem Begriff der Nachhaltigkeit versteht man darauf zu achten, dass unser heutiges Handeln keine negativen Effekte auf das Leben zukünftiger Generationen hat. Das Prinzip geht dabei über den Schutz der Umwelt und den Umgang mit Ressourcen hinaus.^[32] Die Logistikdienstleistungen und -produkte haben einen großen Einfluss auf die Umweltbelastung, die nicht zuletzt durch die Schaffung eines globalen Marktes zustande gekommen ist. Erwartungen zufolge wird diese weiter steigen, was wiederum auch einen Anstieg von Energieverbrauch und Emissionsausstoß bedeutet. Das Projekt Green Logistics greift diese Handlungspunkte auf und stellt alternative Lösungen zur Problembehebung dar. Aus Gründen des Umfangs der Thesis wird an dieser Stelle lediglich auf das Projekt verwiesen.^[33]

2.2 Robotik

2.2.1 Definition

Für den Begriff Roboter gibt es keine eindeutige Definition. Es stellt sich immer die Frage, ab wann ist ein Roboter ein Roboter? Da der Begriff Roboter ein sehr weit gefasster Begriff ist, wird der Einfachheit halber der Industrieroboter für die Definition herangezogen. Der Verein Deutscher Ingenieure e.V. (VDI) hat in seiner Richtlinie 2860:1990-05 den Industrieroboter wie folgt definiert:

„Industrieroboter sind universell einsetzbare Bewegungsautomaten mit mehreren Achsen, deren Bewegungen hinsichtlich Bewegungsfolge und Wegen bzw. Winkeln frei (d.h. ohne mechanischen Eingriff) programmierbar und gegebenenfalls sensorgeführt sind. Sie sind mit Greifern, Werkzeugen oder anderen Fertigungsmitteln ausrüstbar und können Handhabungs- und/oder Fertigungsaufgaben ausführen.“ ^[34]

Diese Richtlinie entstand im Jahr 1990, sie wurde im Juni 2016 jedoch zurückgezogen, da sie als technisch veraltet gilt.^[35] Das Robot Institute of America (RIA) hat ebenfalls eine Definition aufgestellt, die im Vergleich zu der VDI Richtlinie 2860:1990-05 eher grob gefasst wurde, aber dennoch bis dato gültig ist. Wloka (1992) hat die Definition der RIA aufgeführt, welche wie folgt lautet:

„Ein Roboter ist ein programmierbares Mehrzweck-Handhabungsgerät für das Bewegen von Material, Werkstücken, Werkzeugen oder Spezialgeräten. Der frei programmierbare Bewegungsablauf macht ihn für verschiedene Aufgaben einsetzbar.“ ^[36]

Diese Definition zeigt die unterschiedliche Sichtweise der Länder und Autoren auf den Begriff (Industrie-) Roboter. Wloka führt ebenfalls die japanische Norm der Japan Industrial Robot Association (JIRA)^[37] auf. Diese wird in dieser Thesis aufgrund des Themenrahmens und -umfangs jedoch nicht weiter behandelt.

2.2.2 Aufbau eines allgemeinen Robotersystems

Um die Funktionen eines (Industrie-) Roboters zu beschreiben, muss man sich die einzelnen Funktionsbereiche anschauen. Diese lassen sich grob in Mechanik, Sensorik und Steuerung einteilen. Unterteilt man diese drei Bereiche weiter, so ergeben sich die in den folgenden Unterkapiteln genannten Bereiche.^[38]

2.2.2.1 Mechanik

Ein (Industrie-)Roboter ist durch seinen mechanischen Aufbau in der Lage, definierte Positionen in seiner Umgebung mit Effektoren, siehe Kapitel 2.2.2.4, zu erreichen bzw. eine Bewegungsbahn im dreidimensionalen Raum abzufahren. Die Mechanik ist in drei wesentliche Strukturen eingeteilt: Fahrzeug, Roboterarm und Effektor. Die gesamte Beweglichkeit eines Robotersystems setzt sich aus der Beweglichkeit der drei mechanischen Strukturen und ihren spezifischen Freiheitsgraden zusammen. Dabei ermöglicht eine kombinierte Nutzung der Freiheitsgrade eine beliebige Positionierung im dreidimensionalen Raum. Wie viele Freiheitsgrade ein Roboter aufweist, lässt sich über die Translation und Rotation der verfügbaren Achsen (x, y, z) bestimmen. Nicht jedes Robotersystem besitzt ein Fahrzeug zur Lokomotion des Gesamten. Es kann ebenso starr im Raum fixiert sein. Die Fortbewegung eines Robotersystems mit Fahrzeug findet mit Hilfe von Rädern, Ketten oder Beinen statt. Die Führung des Effektors übernimmt der Roboterarm, der aus einzelnen Gliedern besteht. Diese Glieder sind über Gelenke miteinander verbunden. Das äußerste Stück der mechanischen Struktur bildet der Effektor, siehe Kapitel 2.2.2.4. Dieser ist ein Greifsystem, das zu Handhabung und Manipulation von Objekten in seiner Umgebung dient. So kann er beispielsweise Werkzeuge zur Bearbeitung, Messmittel zur Prüfung oder eine Kamera zur Beobachtung tragen.^[39]

2.2.2.2 Kinematik

Wie in Kapitel 2.2.2.1 bereits erwähnt, hat ein starrer freibeweglicher Körper in dem uns umgebenden dreidimensionalen Raum sechs Freiheitsgrade. Drei über die Verschiebung entlang der x, y und z-Achsen und drei über die Drehung um diese Achsen. Bei Robotern wird daher in der Kinematik zwischen Translation und Rotation unterschieden. Industrieroboter geben ein leicht verständliches Abbild des mechanischen Aufbaus wieder. Hierbei werden von einem festen Basispunkt aus die Bewegungsachsen, über Translation und Rotation, zu einer kinematischen Kette zusammengesetzt.^[40] Je mehr Gliedelemente eine kinematische Kette enthält, desto größer ist ihre Beweglichkeit. Es wird dabei zwischen offener und geschlossener kinematischer Kette unterschieden, siehe Anhang 2. Der Industrieroboter hat demnach eine offene kinematische Kette. Im Gegenzug zur offenen kinematischen Kette, bei der jedes Glied ein bis zwei Gelenke aufweist, hat bei der geschlossenen kinematischen Kette jedes Glied zwei Gelenke. Die offene kinematische Kette weist eine hohe Beweglichkeit am Effektor auf, was aber auch ein beträchtlicher Nachteil zugleich ist. Jedes Glied der Kette muss das eigene Schwerkraftmoment überwinden und zusätzlich das der nachfolgenden Glieder, des Effektors, siehe Kapitel 2.2.2.4, und im Falle eines Greifers auch noch das des Werkstückes. Die geschlossene kinematische Kette verteilt die aufkommenden Kräfte und Momente auf die verfügbaren Fixpunkte.^[41]

2.2.2.3 Antrieb

Die Antriebe eines (Industrie-) Roboters dienen der Kraft- und Momenterzeugung. Die Kräfte und Momente, die durch das Gewicht der einzelnen Glieder und der Objekte im Effektor zustande kommen, müssen durch den Antrieb kompensiert werden. Somit wird Energie nicht nur dann benötigt, wenn der Roboter in Bewegung ist, sondern auch, wenn er nicht bewegt wird.^[42] Antriebe werden nach indirekten und direkten Antrieben unterschieden. Bei dem Prinzip des indirekten Antriebs wird durch mechanische Glieder die zumeist hohe Motordrehzahl umgewandelt und auf das anzutreibende Element übertragen. Für dieses Antriebsprinzip werden fast ausschließlich Elektromotoren verwendet.^[43] Direkte Antriebsverfahren sind hydraulische Antriebe, pneumatische Antriebe und elektrische Drehmoment Antriebe mit der Begründung, dass die Kraft bei diesen Verfahren direkt in das zu bewegende Element eingeleitet wird.^[44] Der hydraulische- und pneumatische Antrieb fallen unter die Bezeichnung der fluiden Antriebe.^[45] Aufgrund der Themengebung dieser Thesis wird auf eine genaue Beschreibung der Antriebsverfahren nicht weiter eingegangen. Es sei allerdings an dieser Stelle auf Hesse und Seitz (1996) verwiesen.

2.2.2.4 Effektoren

Ein Roboter selbst stellt keine wirtschaftliche Prozesslösung dar. Es bedarf einem Arbeitsgerät bzw. Effektor und der nötigen Programmierung, um die geforderten Aufgaben sicher und wirtschaftlich durchzuführen.^[46] Effektoren sind, wie bereits erwähnt, meist das letzte Glied in der kinematischen Kette. Der Übersicht halber wird im weiteren Verlauf bei der Bezeichnung von Effektoren von Endeffektoren ausgegangen, d.h. Effektoren, die das Ende der kinematischen Kette darstellen. Effektoren werden alle aktiven Elemente genannt, die an einem Objekt einen Effekt hervorrufen, so Hesse und Seitz. Zu diesen aktiven Elementen zählen Werkzeuge, Greifer und Wechselsysteme.^[47]

Werkzeuge

Bei einigen Anwendungen, bei denen Roboter eingesetzt werden, bedarf es der Führung eines Werkzeugs, wie beispielsweise Bohrspindel, Schweißpistole, Schleifgeräte, Farbspritzpistole u.a. Hesse und Seitz beschreiben einen Roboter, der ein Werkzeug führt, als „technologischen Arbeiter“ ^[48] . Dieser Bezeichnung fügen sie hinzu, dass ein Roboter mit Werkzeug eine Wertsteigerung am Produkt darstellt, da es dahingehend bearbeitet wird, dass es in der Prozesskette fortschreitet. Allerdings müssen diese Werkzeuge auf den Gebrauch abgestimmt und meist Modifizierungen vom Standardwerkzeug vorgenommen werden.^[49]

Greifer

In automatisierten Prozessen ersetzen Greifer die menschliche Hand und bilden somit das wichtigste Element eines Handhabungsroboters. Greifer bilden die Schnittstelle zwischen Roboter und Objekt. Der Begriff Greifer wird üblicherweise auch dann benutzt, wenn nicht direkt zugegriffen, sondern eher gehalten wird. Das Halten ist eine flächige Kraft, die durch Magnete oder Vakuum erzeugt wird.^[50] Daraus wird ersichtlich, dass der Begriff Greifer für verschiedene Anwendungen in der Handhabung verwendet wird. Hesse stellt dazu ein Gliederungsschema für den Begriff Greifer, wie in Anhang 3 dargestellt, zusammen. Gilt es eine Greifkonstruktion für ein Objekt auszuwählen, so kann es passieren, dass mehrere potenzielle Greifsysteme möglich sind. Grundlegend muss immer gefragt werden, unter welchen Bedingungen kann man das gewünschte Objekt überhaupt greifen? Die Auswahl des bestmöglichen Systems muss dann anhand der Aufgabenstellung, der Rahmenbedingungen und weiterer Einflussfaktoren getroffen werden.^[51] Speziell in der Logistik ist es aufgrund der hohen Variation der Objekte schwer, ein übergreifendes Greifsystem auszuwählen. Besondere Herausforderungen kommen dabei zustande durch:

- Enge Platzverhältnisse und die dadurch reduzierten Ausmaße und somit auch Funktionen des Greifers
- Hohe Variation der Oberfläche und Form von Objekten
- Greifzeiten für eine wirtschaftliche Auslegung^[52]

Wechselsysteme

Wechselsysteme kommen besonders bei der Montage kleiner Stückzahlen zum Einsatz. Durch die verschiedenen Arbeitsbereiche in einer Montagezelle muss das Greif- bzw. Fügewerkzeug öfters gewechselt werden. Die nötige Flexibilität wird dabei durch Wechselsysteme erreicht. Dieser Werkzeugwechsel läuft in der Regel automatisiert ab. Für eine sichere Arbeitsweise ist nicht nur die mechanische Kopplung wichtig. Ebenso muss bei jedem Wechsel eine Verbindung von Energie- und Informationsfluss hergestellt werden.^[53] Durch Wechselsysteme können (Industrie-) Roboter flexibler und effizienter in Prozesse eingebunden werden. Es kann dabei entweder der gesamte Effektor oder nur ein Teil ausgetauscht werden. Die Flexibilität durch Wechselsysteme beinhaltet allerdings den Nachteil des Platzbedarfes für Greifer und Werkzeuge.^[54]

2.2.2.5 Sensoren

Sensoren werden in Robotersystemen zur Erfassung von inneren Zuständen und physikalischen Eigenschaften in ihrer Umgebung eingesetzt. Werkstücke und Objekte, welche in einer Wechselwirkung mit dem Robotersystem stehen, werden von Sensoren identifiziert und Bewegungsabläufe daraufhin abgestimmt.^[55] Die Sensoren für Roboteranwendungen werden in interne und externe Sensoren unterteilt, siehe Anhang 4. Interne Sensoren sind in der Lage Gelenkwinkel und -position, Geschwindigkeit, Motordrehzahl u.a. zu erfassen. Externe Sensoren erfassen Informationen der Umgebung eines Robotersystems. Dies geschieht beispielsweise über Kameras, die die Lage von Werkstücken erfassen. Sensoren, die über eine Kamera verfügen, gehören der Gruppe der visuellen Sensoren an. Visuelle Sensoren und Positionssensoren, wie GPS und Lasersensoren, werden ebenfalls zur Positionsbestimmung angewendet und fallen unter die nicht taktilen externen Sensoren. Ist im Gegenzug von taktilen externen Sensoren die Rede, so sind Kraft-Moment-Sensoren oder Flächensensoren gemeint. Diese Sensoren sind in der Lage, die Kräfteentwicklung in beispielsweise einem Greifer oder die Oberflächenbeschaffenheit eines Werkstückes zu erfassen.^[56] Sensordaten können unpräzise oder mehrdeutig erfasst werden. Um dennoch eine bestmögliche Auswertung und Steuerung gewährleisten zu können, werden hohe Rechnerleistungen gefordert.^[57]

2.2.2.6 Steuerung

Das Zusammenspiel von Hard- und Software in Robotersystemen bezeichnet man als Robotersteuerung. Eine solche Steuerung beinhaltet folgende Funktionalitäten:

- Roboterbefehle und –programme ausführen
- Überwachung und Steuerung von Ablaufsequenzen
- Synchronisation des Roboters auf den Prozess
- Vermeidung oder Lösung von Problemsituationen^[58]

Dieses Zusammenspiel ist ein wesentlicher Teilaspekt, um die geforderten Aufgaben zu bewältigen. In Anhang 5 wird dieser schematisch dargestellt. Dabei fällt die Betrachtung auf einen Standard-Industrieroboter. Betrachtet man diesen Ablauf aus praktischer Sichtweise, so muss man erwähnen, dass ein Fahrbefehl immer gewollt der Programmierung nachläuft. Durch dieses Nachlaufen wird gewährleistet, dass für den aktuellen Fahrbefehl alle Informationen der Programmierung vorliegen.^[59] Robotersysteme verfügen zumeist, wie bereits erläutert, über eine einfache Programmierung. Im Gegensatz dazu gibt es auch intelligente Robotersysteme. Diese setzten allerdings eine freie Programmierung voraus. Die freie Programmierung erfordert zwei wesentliche Aspekte. Zum einen die Versorgung mit Algorithmen und Methoden und zum anderen die automatische softwaretechnische Anpassung, um auf wechselnde Anforderungen und Problemstellungen der Umwelt reagieren zu können.^[60]

2.2.3 Robotersysteme

Roboter können in vielen Bereichen des täglichen Lebens oder der Wirtschaft eingesetzt werden. Daraus resultiert eine Vielzahl verschiedener Roboter (-systeme), welche auf dem Markt verfügbar sind. Sie dienen beispielsweise dazu, dem Menschen schwere, körperlich anstrengende, gefährliche oder monotone Aufgaben abzunehmen. Roboter lassen sich zu Gruppen, sogenannten Robotersystemen, zusammenfassen. Durch die Vielzahl an Spezialentwicklungen im Militär- und Forschungsbereich ist eine umfangreiche Beschreibung dieser aber nicht möglich. Der Markt für kommerzielle Roboterlösungen hingegen lässt sich grob in die drei Robotersysteme stationär, mobil und kognitiv einteilen. Diese Einteilung erhebt aber keinesfalls einen Anspruch auf Vollständigkeit.^[61]

2.2.3.1 Stationäre Roboter

Unter einem stationären Roboter versteht man einen solchen, dessen Fußpunkt fix mit der Umgebung verbunden ist und er somit nur in einem festgelegten Arbeitsbereich agieren kann. Stationäre Roboter bestehen zumeist aus starren Gliedern, die über Gelenke miteinander verbunden sind. Dabei ermöglichen verschiedene Stellungen der Gelenke die Positionserreichung innerhalb des vorgegebenen Arbeitsraums.^[62] Weller bringt in diesem Zuge zum Ausdruck, dass Industrieroboter, wie sie vorzugsweise in der Automobilbranche Verwendung finden, die wesentlichen stationären Roboter darstellen. In der Automobilindustrie übernehmen diese routinemäßige Handhabungs-, Bearbeitungs- und Montageaufgaben. Die maschinelle Aufgabenbewältigung hat heutzutage auch Einzug in die Lebensmittelindustrie, Forschung, Medizin usw. erhalten.^[63] Für schwere Lasten ist der Industrieroboter bezüglich seines Hebelarmes nicht sonderlich gut geeignet, so Bartenschlager et al. Anders sieht es bei dem Lineararmroboter, auch Portalroboter genannt, aus. Dieser Roboter ist in der Portalbauweise weit verbreitet. Durch diesen Aufbau ist es ihm möglich, schwere Lasten zu heben und zu bewegen. Die Anordnung des Portalroboters begünstigt die Arbeitsweise in Zusammenarbeit mit anderen Maschinen, da der Bodenbereich, anders als bei dem Industrieroboter, frei bleibt.^[64] Eine Vereinigung zwischen Knickarm- und Portalroboter bildet der Parallelroboter. Dieser ist ebenfalls, wie der Portalroboter, über der zu bewegenden Ware angebracht, verfügt aber über mehrere Knickarme, die alle in einem gemeinsamen Effektor enden. Dieser Aufbau ermöglicht ein schnelles und präzises Arbeiten.^[65]

2.2.3.2 Mobile Roboter

Mobile Roboter sind im Gegenzug zu den stationären Robotern, wie die Bezeichnung schon verlauten lässt, mobil und verfügen zudem über eine eigene Energiequelle.^[66] Zunächst sollte jedoch der Unterschied zwischen fahrerlosen Transportsystemen (FTS) und mobilen Handhabungs-/ Assistenzrobotersystemen (im weiteren Verlauf werden diese mobile Roboter genannt) geklärt werden. FTS, wie die Bezeichnung bereits deutet, sind für Transportaufgaben zuständig. Sie agieren dabei automatisch und versorgen Arbeitsplätze und -linien mit Material. Die Führung wird häufig über in den Boden eingelassene Induktionsschlaufen oder über eine Lasernavigation gewährleistet. Mobile Roboter verfügen zusätzlich zur Lokomotionseinheit über eine Kamera, Werkzeuge oder Greifer zur Manipulation, mit welchen sie in der Lage sind, Objekte zu beobachten, zu bearbeiten oder zu bewegen.^[67] Neben den landgebundenen mobilen Systemen zählen Flugsysteme, wie Drohnen, oder Wassersysteme, wie Tauchroboter, ebenfalls zu den mobilen Robotern.^[68] Sie unterscheiden sich demnach durch die Art und Weise, wie das jeweilige System eingesetzt wird. Die Energieversorgung mobiler Systeme erfolgt zumeist durch einen Akku oder in neueren Systemen durch eine berührungslose Energieübertragung über Stromkabel, die im Fußboden eingelassen sind.^[69]

2.2.3.3 Kognitive Roboter

Durch kognitive Robotersysteme wird eine weitere Generation von Robotersystemen ermöglicht.^[70] Insgesamt lassen sich kognitive Robotersysteme in die Bereiche autonom, kooperativ und kollaborativ einteilen.^[71] Die Kernvoraussetzungen kognitiver Robotersysteme sind dabei einerseits die Fähigkeit des Erkennens von bekannten Abläufen bzw. Algorithmen und daraus Entscheidungen ableiten zu können. Andererseits wird das Bewegen bzw. Eingreifen in eine dynamische, sich ständig ändernde Umwelt durch maschinelles Lernen und sensorischer Unterstützung erst ermöglicht.^[72]

Autonome Robotersysteme

Autonome Roboter bilden eine Erweiterung zu den bereits genannten mobilen Robotern. Der Zusatz autonom zielt dabei auf die Eigenschaft ab, dass ein solches Robotersystem ohne Fernsteuerung oder physischer Kabelverbindung agieren kann.^[73] Gerke beschreibt autonome Roboter als die Erweiterung mobiler Roboter mit den Eigenschaften, sich mithilfe von Sensoren in ihrer Umgebung selbständig zu bewegen.^[74] Die Autonomie kommt ebenso bei FTS zum Einsatz^[75]. Wann jedoch ein autonomer Roboter oder ein autonomes FTS eingesetzt wird, ist von der auszuführenden Tätigkeit abhängig. Der Begriff autonom wird aufgrund unterschiedlicher Perspektiven und Standpunkten der jeweiligen Autoren verschieden ausgelegt. Diese werden allerdings an dieser Stelle nicht näher erläutert. Autonome Roboter benötigen keine Führungssysteme, welche eine fixe Route vorgeben. Die Route wird durch Sensordaten und einer Entscheidungslogik festgelegt, welche unter Berücksichtigung von Hindernissen bis hin zu einem Zielpunkt agiert. Ein solches System muss kognitive und planerische Fähigkeiten aufweisen, um beispielsweise plötzlichen Hindernissen auszuweichen oder Routen mit dem geringsten Energieaufwand festlegen zu können.^[76]

Kooperative Robotersysteme

Als kooperative Robotersysteme, auch Schwarmroboter^[77] genannt, bezeichnet man die synchrone Zusammenarbeit und Koordination von Robotersystemen, die der Aufgabenerfüllung oder Problemlösung dienen. Sie haben das Ziel, komplizierte Aufgaben- und Problemstellungen durch Aufgabenteilung im Team zu lösen. Somit müssen kooperative Robotersysteme über die Bewegungsinformationen anderer Roboter verfügen sowie über die Organisation, die Umgebung und die Kommunikation.^[78] Aufgrund des gemeinsamen Arbeitsraums und der dynamischen Interaktion zwischen Robotersystemen ist es umso wichtiger, dass die Systeme autonom auf plötzlich auftretende Hindernissituationen reagieren können, so Feldmann et al.^[79] Robotersysteme sollen nicht nur menschliche Arbeitsweisen nachahmen, um die geforderte Teilaufgabe im Anschluss autonom ausführen zu können. Sie sollen zudem in der Lage sein, Probleme lösen zu können. Die geforderten Fähigkeiten beschränken sich nicht nur auf einzelne Robotersysteme, sondern zielen auch auf Teams von kooperativen Robotersystemen ab, welche sich durch Kooperation selbst organisieren können.^[80]

Kollaborative Robotersysteme

Kooperation bezeichnet, wie oben erwähnt, die Zusammenarbeit von Robotersystemen. Im Gegenzug dazu beschreibt die Kollaboration die direkte Zusammenarbeit von Mensch und Roboter^[81]. Kollaborative Roboter arbeiten Hand in Hand mit Menschen, ohne eine trennende Schutzeinrichtung, die den Menschen vor mechanischen Einwirkungen und damit vor Verletzungen schützen würde. Durch die gesamte Vernetzung von Anlagen in einer Fabrik und der Weiterentwicklung der künstlichen Intelligenz können Mensch und Roboter zur selben Zeit, am selben Ort gemeinsame Arbeiten verrichten. Kollaborative Roboter, auch Cobot genannt, können problemlos neue Arbeitsschritte lernen und somit mit Menschen zusammen agieren.^[82] Die jeweiligen spezifischen Stärken können somit gebündelt werden, um die Arbeit effektiver und effizienter zu gestalten^[83]. Allerdings ist und bleibt das oberste Ziel, die Vermeidung von Zusammenstößen im Kollaborationsraum. Der Kollaborationsraum bezeichnet den Bereich, in dem die Gefahr besteht, dass sich Mensch und Roboter berühren bzw. sie kollidieren.^[84] Um eine Kollision sicher zu vermeiden, erfordert es eine sensorische Überwachung des Arbeitsraums. Optische Sicherheitskonzepte arbeiten nach dem Prinzip, dass alle Personen bzw. Objekte in dem relevanten Arbeitsbereich permanent überwacht werden. Das bedeutet, dass die Abläufe des Roboters vorab mit den erfassten Daten der Umgebung abgeglichen werden müssen, um dadurch eine Kollision zu vermeiden. Wird ein Hindernis erkannt, kann als Reaktion darauf der Roboter entweder stehen bleiben, bis der Mensch oder das Objekt kein Hindernis mehr darstellt oder es wird autonom nach einer alternativen Route gesucht.^[85] An dieser Stelle sei auf das Forschungsprojekt marion ^[86] verwiesen, auf welches an späterer Stelle präziser eingegangen wird.

3. Status quo der Robotertechnologie in logistischen Prozessen

In der Logistik gewinnt die Robotik immer mehr an Bedeutung. Sie ist in der vergangenen Zeit so rasant gewachsen, dass sich daraus ein eigener Markt entwickelt hat.^[87]

Die vorgelagerten Grundlagen (vgl. Kapitel 2.1 und 2.2) bilden die Basis für diesen Teil der Thesis. In der nun folgenden Ausarbeitung wird der Status quo der Robotertechnologie in logistischen Prozessen behandelt und auf Einsatzmöglichkeiten geprüft. Dabei wird zunächst der Begriff Logistikroboter näher behandelt und im Anschluss der Logistikprozess zu den aktuellen Robotermodellen in einer Tabelle gegenübergestellt.

3.1 Einführung

Robotersysteme für logistische Anwendungen, nachfolgend Logistikroboter genannt, müssen den Spagat zwischen der starren Arbeitsweise von Industrie-, Assistenz- und Handhabungsrobotern sowie den flexiblen Abläufen von logistischen Prozessen meistern.

Die technologische Weiterentwicklung der vergangenen Jahre führte zu einer Verbesserung der eingesetzten Robotersysteme. Es wurden neue Materialien zur Eigengewichtsreduktion, zur Erhöhung der Dynamik und neue Antriebskomponenten, welche bei gleichbleibender Leistung kompakter gebaut werden konnten, entwickelt. Zudem wurde der Arbeitsraum erweitert und die Bedienung bzw. die Steuerungstechnik verbessert. Robotersysteme können dank diesen technologischen Fortschritten effizienter eingesetzt werden.^[88]

Der logistische Einsatz von Robotern wird durch die hohe Varianz von Verpackung und Packformen erschwert. Daraus entsteht u.a. ein Bedarf an hochentwickelten Greifsystemen, siehe Kapitel 2.2.2.4, und Sensoren, siehe Kapitel 2.2.5.5, um variable Mengen und unterschiedliche Geometrien aufnehmen und erkennen zu können.^[89]

3.2 Darstellung von Robotiklösungen in logistischen Prozessen

Die folgende, in Abbildung 2 dargestellte tabellarische Gegenüberstellung veranschaulicht die in Kapitel 3.3 erarbeitete Auswertung. Ziel dieser Tabelle ist die einfache und schnelle Orientierung innerhalb der Robotersysteme in Bezug auf den jeweiligen logistischen Prozess. Dabei soll auf einen Blick die Eignung der verschiedenen Robotersysteme für die logistischen Aufgaben aufgezeigt werden bzw. der Status quo erkennbar sein.

Abbildung 2: Gegenüberstellung logistischer Prozesse - Robotersysteme

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten Quelle: eigene Darstellung

3.3 Auswertung

Für die folgende Auswertung der Tabelle wird für jedes Cluster der Status quo, Potenziale bei dem Einsatz und auftretende Herausforderungen anhand spezifischer Beispiele aufgezeigt. Somit wird eine einheitliche und vergleichbare Auswertung geschaffen.

Die in der Tabelle aufgeführten Aufgaben und Systeme sind in Kapitel 2 einzusehen.

Hinweis: Robotersysteme, bei denen der Einsatz aufgrund derzeit nichtvorhandener Nachweise nicht aufgezeigt werden kann, werden in der Auswertung hinsichtlich Potenziale und Herausforderungen mit n. v. (nicht vorhanden) gekennzeichnet.

Die Auswertung bezieht sich auf den Stand der Zeit der Anfertigung dieser Thesis.

3.3.1 Transport

3.3.1.1 Stationär

Status quo

Stationäre Robotersysteme sind aufgrund ihres physisch begrenzten Arbeitsraumes nicht für den Transport von Waren oder Materialien ausgelegt. Durch die feste Zuordnung einer Position in der Umgebung, die sie aus eigener Energie nicht verändern können, und aufgrund des beschränkten Bewegungsraums werden stationäre Roboter den Anforderungen logistischer Transportaufgaben, siehe Kapitel 2.1.2.1, nicht gerecht.

Potenziale

n. v.

Herausforderungen

n. v.

3.3.1.2 Mobil

Status quo

Durch den stetig zunehmenden Zuwachs in den Städten, siehe Kapitel 2.1.4.1, wird die städtische Infrastruktur in ihrer Komplexität ansteigen. Drohnen bzw. Flugsysteme bieten hierzu eine optimale Möglichkeit, dem wachsenden Verkehrsaufkommen zu entweichen. Es gilt allerdings zu beachten, dass in diesem Kapitel die Drohne als mobiles System verstanden wird, welches weitestgehend fest programmiert oder bedient werden muss, siehe Kapitel 2.2.3.2. Dies hat zur Folge, dass sich diese nicht effizient als Logistikdrohnen einsetzen lassen. Dennoch gibt es Händler, die es angehen, die Warenauslieferung per ferngesteuerter Drohne durchzuführen und somit einen neuen Weg der schnelleren Warenzustellung ergreifen. Ein Beispiel hierfür bietet der chinesische Online-Händler Alibaba, der seinen Kunden die Teezustellung per ferngesteuerter Drohne anbieten will. Es handelt sich dabei um kein individuell angefertigtes Modell, welches zum Transport von Waren ausgelegt wurde, sondern um eine herkömmliche Drohne, wie sie in jedem Spielwarengeschäft angeboten wird. In einer dreitägigen Testphase hat der Onlineshopbetreiber vorerst Ingwertee an freiwillige Testkunden ausgeliefert. In einem Werbevideo wurde die Auslieferung per ferngesteuerter Drohne vorgeführt, was ohne Komplikationen funktionierte.^[90]

Mobile Roboter werden derzeit nicht für Transportaufgaben eingesetzt. Durch die starre Bedienung sowie Programmierung lässt sich annehmen, dass mobile Roboter die Wirtschaftlichkeit des Prozesses nicht optimieren werden. Allerdings erhalten sie Einzug durch die Weiterentwicklung der Software hin zur Autonomie, wie es in Kapitel 3.3.1.3 aufgeführt wird.

Fahrerlose Transportsysteme werden überwiegend für den innerbetrieblichen Transport eingesetzt. So tragen sie effizient zu einer Optimierung im Bereich Materialfluss bei. FTS werden bereits in der spurgebundenen oder vollbedienten Ausführung in der heutigen Logistikindustrie erfolgreich eingesetzt.^[91] Die Fritz Schäfer GmbH (SSI Schäfer) hat in Zusammenarbeit mit dem belgischen Unternehmen MoTuM N.V. ein flurgebundenes FTS entwickelt, welches bereits seit einigen Jahren bei diversen Unternehmen, wie beispielsweise der Hermes Fulfilment GmbH oder der NextLevel Logistik GmbH, zum Einsatz kommt. Das FTS, Weasel genannt, befördert dabei flexibel Kartons, Behälter oder andere Güter innerhalb des Unternehmens. Die Navigation erfolgt dabei entlang einer optischen Fahrspur, die individuell angebracht werden kann. Mithilfe spezieller Handlingsvorrichtungen ist Weasel in der Lage, durch Unterfahren Ware aufzunehmen oder durch Aufschieben diese an eine Fördertechnik zu übergeben. Die Fahraufträge erhalten die Weasel durch einen sogenannten Flottenmanager, welcher an das hauseigene Materialflusssystem gekoppelt wird. Die FTS verfügen zudem über eine interne kleine Steuerung, mit welcher sie die Fahrbefehle bzw. die vorgegebenen Wegpunkte abarbeiten können. Allerdings stellen die Unternehmen SSI Schäfer und MoTuM N.V. nur eines von mehreren Unternehmen dar, die ein solches System anbieten.^[92]

Potenziale

Der Online-Händler Alibaba testet eine Drohne in einer ferngesteuerten einfachen Ausführung. Speziell in Peking, eine der bevölkerungsreichsten Städte der Welt, ist die Urbanisierung weit vorangeschritten^[93]. Durch die Zustellung auf der letzten Meile per Drohne weicht der Online-Händler dem enorm hohen Verkehrsaufkommen der Stadt Peking aus und bietet gleichzeitig seinen Kunden eine schnellere Alternative. Da allerdings die eingesetzte Drohne ferngesteuert werden muss, benötigt man weiterhin Mitarbeiter für die Steuerung dieser. Wie sich in dem ersten Feldversuch bereits gezeigt hat, kann ein wirtschaftlicherer Weg der Zustellung durch den Einsatz einer Drohne gewährleistet werden, dadurch besteht ein großes Potenzial zur Weiterentwicklung hin zur Autonomie, welche in Kapitel 3.3.1.3 behandelt wird.^[94]

Der Einsatz von FTS im internen Transport reduziert nicht unbedingt die Transportzeit, jedoch kann die Ware kosteneffizienter von A nach B befördert werden, da man kein Personal zur Bedienung dieser benötigt. Sie bieten die Möglichkeit, speziell das im Beispiel genannte Weasel, sich durch weitere Applikationen selbst zu be- bzw. zu entladen, was für die Mitarbeiter eine ergonomischere und entlastendere Arbeitsweise bedeutet. Die Fahrrouten können bei diesem System schnell und einfach geändert bzw. erweitert werden, da sie entweder auf den Boden geklebt oder geschraubt werden. Dennoch besteht ein Weiterentwicklungspotenzial hin zur Autonomie, was die vorgegebenen Fahrrouten überflüssig macht und die Flexibilität des gesamten Systems ungemein steigert^[95], siehe Kapitel 3.3.1.3.

Herausforderungen

Drohnen können aufgrund der noch unklaren Rechtslage nicht für den kommerziellen Betrieb in Städten eingesetzt werden, da es noch keine klaren gesetzlichen Regelungen für beispielsweise die Flughöhe oder die Haftung für Schäden gibt (Stand 2016). Die Herausforderung bezieht sich demnach nicht auf die Technologie, sondern auf die Gesetzeslage für den kommerziellen Einsatz.^[96]

Die Herausforderung bei FTS liegt darin, dass diese aufgrund einer zu engen Bahnführung oder eines Systemfehlers einfach zusammenstoßen können. Flurgebundene FTS verfügen noch nicht flächendeckend über weitere externe Sensoren zur Überwachung der Umgebung. Dadurch können Zusammenstöße zwischen diesen durch die interne Steuerung nicht vermieden werden. Genauer betrachtet bedeutet das, dass die Bahnplanung der Fahrrouten eine der größten Herausforderungen an das System stellt. Eine Kollision zwischen Mitarbeiter und FTS muss daher noch durch Zäune oder Sensorik vermieden werden.^[97]

3.3.1.3 Autonom

Status quo

Amazon, DPDHL, Google u.a. bringen die Warenlieferung zum Verbraucher auf ein neues Level der Zustellung. Ein vergangenes Forschungsprojekt der DPDHL zeigt auf, zu was ein autonomes Flugsystem in der Lage ist. So ging es in dem Projekt von 2013/14 um die Zustellung eiliger Medikamente oder dringlich benötigter Waren von der niedersächsischen Hafenstadt Norden zu der Nordseeinsel Juist.^[98] Die DPDHL bezeichnet diese Drohne als Paketkopter 2.0, wobei sie in aktuellen Presseberichten bereits von einem Paketkopter 3.0 berichten. Neben einigen Verbesserungen des Paketkopters wurde zusätzlich ein sogenannter SkyPort entwickelt. Der SkyPort stellt eine zentrale Paketstation dar, in welcher Pakete durch den Paketkopter 3.0 bereitgestellt bzw. abgeholt werden sollen.^[99]

Amazon hat hingegen in seiner neusten Entwicklung eine Drohne vorgestellt, die Pakete von einem Warenlager direkt zum Endkunden liefern kann. Dabei wird die bis zu 2,3kg schwere Ware über ein Förderband direkt zur Drohne geliefert. Diese nimmt die Ware auf und beginnt mit der Zustellung. Der Kunde kann dabei die Lieferung verfolgen und die genaue Zustellzeit ermitteln. Hat die Drohne den Zielbereich erreicht, so wird durch die integrierte Kameratechnologie ein ausreichend großer, möglichst nicht durch Hindernisse bedeckter Landplatz bestimmt. Nach der Landung legt sie das Paket ab und beginnt mit dem Rückflug. Amazon bezeichnet diesen Dienst als Prime Air. Die sogenannte letzte Meile, siehe Kapitel 2.1.2.1, könnte somit durch den Einsatz von Drohnen optimiert werden und Sendungen schneller und kostengünstiger bei den Verbrauchern ankommen.^[100] Ebenso wie für den außerbetrieblichen Transport bestehen Konzepte für den Einsatz von Drohnen im innerbetrieblichen Transport. Ein Beispiel hierfür bietet die Audi AG. Die Audi AG konzipiert und testet derzeit zwei Drohnen Modelle. Das eine ist eine kleine leichte Drohne mit der beispielsweise Autoantennen transportiert werden können. Das andere Modell hingegen kann bis zu 2kg schwere Lasten heben, wie beispielsweise Lenkräder.^[101] Beide Drohnen wurden bereits an einem arbeitsfreien Tag im Werk der Audi AG in Ingolstadt erfolgreich getestet. Im Verlauf des Tests stand die Sicherheit unangefochten an erster Stelle. Weitere Versuche sollen im laufenden Produktionsbetrieb folgen.^[102]

Die Firma Neobotix GmbH entwickelt autonom agierende mobile Roboter. Die Roboter verfügen über eine mobile autonome Einheit zur Lokomotion sowie über einen Manipulator zur Interaktion mit der Umwelt. Dank neuester Sensortechnologie und einer ausgeklügelten Steuerungssoftware, PlatformCtrl genannt, ist es den mobilen Robotern möglich, autonom Routen zu planen und Hindernissen auszuweichen.^[103] Die mobilen Roboter der Neobotix GmbH sind für Handhabungs- sowie Transportaufgaben geeignet und können sich dabei mit Hilfe des Manipulators eigenständig be- bzw. entladen.^[104]

Der Versandriese Amazon hat durch den Aufkauf des Lager-Roboterherstellers KIVA und den Einsatz der Roboter, laut eigenen Aussagen, die Produktivität der Mitarbeiter um das Vierfache steigern können. KIVA ist ein autonomes FTS. Das System hat dabei die Aufgabe, die in den Regalen befindliche benötigte Ware den Lagermitarbeitern bereitzustellen. KIVA, nun Amazon Robotics genannt, hebt die Regale durch Unterfahren an und transportiert sie an die benötigte Position. Dieses System ist allerdings nur für den innerbetrieblichen Transport ausgelegt.^[105]

Das britische Unternehmen Starship Technologies hingegen hat ein autonomes System entwickelt, das für die letzte Meile Zustellung ausgelegt ist. Die Roboter sollen dabei Pakete oder Lebensmittel auf öffentlichen Gehwegen zum Kunde befördern. Mittels Sensoren erkennt der Roboter Hindernisse und Menschen. Diese können dann aufgrund der entwickelten Software umfahren werden. Die Ware wird dabei in den Körper des Systems geladen und mit einem Deckel verschlossen. Der derzeitige Prototyp hat noch keine Bezeichnung, aber klar ist, dass der rollende Roboter eine Konkurrenz gegenüber der Zustellung per Drohne darstellt.^[106]

Neben diesen beiden Beispielen für die Zustellung auf der letzten Meile bestehen auch Konzepte für die Autonomie im Gütertransport auf der Straße. So hat beispielsweise der Fahrdiensvermittler Uber in Kooperation mit der Technologie-Startup-Tochter Otto in einem Feldversuch 2016 einen autonomen LKW über 200km durch den Bundesstaat Nevada auf öffentlichen Straßen fahren lassen. Dennoch kann das System nur auf zuvor exakt vermessenen Stecken oder Straßen mit einfacher Führung eingesetzt werden. Der Einsatz in urbanen Zonen ist daher noch nicht ersichtlich und muss vorerst weiterhin von Fachpersonal ausgeführt werden.^[107]

Potenziale

Die Potenziale von Drohnen, mobilen Robotern und fahrerlosen Transportsystemen überschneiden sich in vielerlei Hinsicht. Daher wird auf eine Unterteilung der Systeme im Folgenden verzichtet und nur die Gesamtpotenziale aufgezeigt.

Autonome Systeme stecken noch in den Kinderschuhen. Sie weisen ein hohes Potenzial zur Verbesserung der logistischen Transportprozesse hinsichtlich Effizienz, Effektivität, Nachverfolgbarkeit u.a. auf. Durch die Zunahme der Urbanisierung, siehe Kapitel 2.1.4.1, werden autonome Systeme für die Zustellung auf der letzten Meile durch Drohnen und FTS oder zu Warenhäusern durch FTS, immer interessanter. Speziell die Zustellung auf der letzten Meile nimmt viel Zeit in Anspruch und ist daher auch sehr kostspielig, siehe Kapitel 2.1.2.1. Durch den Einsatz autonomer Systeme können Kosten reduziert und beispielsweise Kundenbestellungen schneller abgewickelt werden. In der Hinsicht, dass autonome Systeme ohne einen Bediener auskommen, können diese Systeme rund um die Uhr (24/7) eingesetzt werden und müssen keine Pausenzeiten, speziell bei FTS oder im Güterverkehr auf öffentlichen Straßen, einhalten.^[108]

Herausforderungen

Speziell die Faktoren Sicherheit und Reichweite stellen eine große Herausforderung für autonome Systeme dar.

Die Reichweite ist dabei technisch von der Akkulaufzeit der Drohne oder die des FTS begrenzt, die sich derzeit noch in einem überschaubaren Rahmen befinden. Zudem spielt der Sicherheitsfaktor eine große Rolle. So steht man vor dem Problem, dass speziell bei der Drohne herunterfallende Waren einen Schaden verursachen können. Bei dem Einsatz von autonomen FTS, welche inner- sowie außerbetrieblich eingesetzt werden, muss eine Kollision mit Personen und Gegenständen vermieden werden. An dieser Stelle sei auch die softwaretechnische Herausforderung erwähnt. Diese Systeme handeln autonom und steuern sich selbständig durch ein Netzwerk, welches, wie jedes IT-Netzwerk, anfällig für Hackerangriffe ist.^[109]

3.3.1.4 Kooperativ

Status quo

Kooperative Robotersysteme werden bereits in Form von FTS in der Logistik eingesetzt. Kooperierende Robotersysteme fallen ebenso unter die autonomen Robotersysteme, da sie in der Lage sind, Objekte in ihrer Umgebung zu identifizieren und individuell darauf zu reagieren. Das in Kapitel 3.3.1.3 beschriebene System Amazon Robotics ist ein solches autonomes kooperatives FTS. Um eine Wiederholung des Systems zu vermeiden, wird an dieser Stelle auf das Kapitel 3.3.1.3 verwiesen.

Potenziale

n. v.

Herausforderungen

n. v.

3.3.1.5 Kollaborativ

Status quo

Aus aktuellen Berichten lässt sich der Einsatz von kollaborativen Robotern in logistischen Transportprozessen nicht nachweisen. Allerdings werden kollaborative Roboter die logistischen Prozesse, unter anderem auch den Transport, in naher Zukunft verändern.^[110] Zur Unterstützung des Menschen werden Cobots nach und nach Einzug in logistische Prozesse erlangen. Da diese Roboter bisher keinen nachweisbaren Einsatz in logistischen Transportaufgaben erhalten haben, birgt der Transportprozess aktuell nur geringe bis keine nachweisbaren Potenziale. Dafür werden in anderen Prozessschritten bereits Feldversuche mit diesen Robotern durchgeführt.

Potenziale

n. v.

Herausforderungen

n. v.

3.3.2 Umschlag

3.3.2.1 Stationär

Status quo

Der Umschlag beinhaltet das Sortieren bzw. Vorsortieren sowie das Be- und Entladen von Ware, siehe Kapitel 2.1.2.2. Der Umschlagprozess kann standardisierte Behälter oder loses Stückgut, wie Pakete, umfassen. Somit variiert die Aufgabe in ihrer Komplexität.

Der Einsatz von stationären Robotersystemen im Bereich der Sortierung bzw. Vorsortierung hat sich bereits in der Logistikindustrie bewährt. Das Unternehmen Getzner Textil AG mit Sitz in Österreich setzt seit Herbst 2012 einen stationären Portalroboter zur Sortierung von Textilien ein, die zur Herstellung renommierter Marken, wie beispielsweise Boss, Armani, Lacoste u.a. verwendet werden. Die Textilrollen werden zunächst gemischt auf Paletten eingelagert. Der Roboter fordert die Paletten mit den Textilrollen aus dem automatisierten Lager an und sortiert diese sortenrein.^[111]

Für das Be- und Entladen von Ware, speziell für das Entladen bzw. Depalettieren, hat die DPDHL in Zusammenarbeit mit dem Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH (BIBA) eine stationäre Roboterzelle entwickelt, welche 2009 auf der Messe Logintern in Nürnberg für Begeisterung sorgte. Das System ist speziell zum Depalettieren von einheitlichen Kartonagen entwickelt worden. Die Roboterzelle muss vom Personal mit Paletten bestückt werden, damit ein Flächensauger diese lagenweise depalettieren kann. Das System ist im weiteren Verlauf an eine Rollenbahn oder ein Förderband gekoppelt, um die Ware im Anschluss vereinzeln, sortieren oder einlesen zu können.^[112] Dem Beladen bzw. Palettieren hat sich beispielsweise die Kuka AG angenommen, wobei diese in ihrem Portfolio auch Depalettierroboter aufweisen. Die Palettierung der Ware erfolgt je nach Ware lagenweise oder einzeln. Der stationäre Roboter wird zumeist von einem Förderband mit der zu palettierenden Ware beliefert, nimmt diese auf und legt sie an einer definierten, passenden Position auf der Palette ab.^[113]

Potenziale

Die Potenziale bzw. die Verbesserungen der Prozesse zeigen sich durch den bewährten Einsatz der Systeme in Prozessabläufen, wie aus dem Status quo zu entnehmen ist. Durch die De- bzw. Palettierung durch Robotersysteme kann dem Personal die Arbeit ungemein erleichtert werden, da ein Teil der körperlich anstrengenden/belastenden Arbeit abgenommen wird.^[114] Dennoch können diese Systeme durch eine Weiterentwicklung in der Programmierung und mit verbesserter Sensorik in weiteren Umschlagprozessen eingesetzt werden, wie sich in den nachfolgenden Robotersystemen herauskristallisieren wird.

Herausforderungen

Die Etablierung stationärer Robotersysteme in laufende Prozesse benötigt unter Umständen eine Umstrukturierung der Fördereinheiten, welche im Anschluss an das System folgen oder von welchem sich der Roboter bedienen soll. Stationäre Roboter arbeiten immer in einem definierten Arbeitsbereich, der entweder eine abgeschottete Zelle oder einen von Sensortechnologie gesicherten Bereich darstellt. Diese Sicherheitseinrichtungen werden allerdings zumeist von den Herstellern in Kombination mit einem Roboter angeboten.^[115]

3.3.2.2 Mobil

Status quo

Mobile Roboter werden der Recherche zufolge derzeit nicht in logistischen Umschlagprozessen eingesetzt. Dies kann mitunter daran liegen, dass die zu de- bzw. palettierende oder sortierende Ware von einer Palette auf ein Förderband oder von einem Förderband auf eine Palette umgeschlagen wird. Dabei ist anzunehmen, dass ein höherer wirtschaftlicher Erfolg erzielt wird, wenn die Palette und die Fördereinheit nahe beieinander positioniert werden, um lange Fahrwege zwischen den Stationen zu vermeiden. Diese Annahme wird durch die derzeitige Handhabung dieses Prozesses bestärkt, siehe Kapitel 3.3.2.1.

[...]

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^[1] Intralogistik 2016

^[2] vgl. Rohde und Pfeffermann 2014, 10 f.

^[3] Lehmacher 2013, S. 1

^[4] vgl. Dr. Thomas + Partner GmbH & Co. KG 2013

^[5] Bundesvereinigung Logistik e.V. (BVL) o. J.

^[6] Koether und Augustin 2008, S. 21

^[7] vgl. Koether und Augustin 2008, S. 21

^[8] vgl. Schuh und Stich 2013, S. 8

^[9] vgl. Schuh und Stich 2013, S. 8

^[10] vgl. Koether und Augustin 2008, S. 48

^[11] vgl. Arnold et al. 2008, S. 6

^[12] vgl. Arnold et al. 2008, S. 7

^[13] vgl. Schuh und Stich 2013, S. 9

^[14] vgl. Koether und Augustin 2008, 51 f.

^[15] vgl. Arnold et al. 2008, 673 ff.

^[16] vgl. Schuh und Stich 2013, S. 10

^[17] vgl. Gudehus 2011, S. 565

^[18] vgl. Schuh und Stich 2013, S. 10

^[19] vgl. Arnold et al. 2008, S. 7

^[20] vgl. Arnold et al. 2008, S. 7

^[21] vgl. Lehmacher 2015, S. 1

^[22] vgl. Lehmacher 2013, S. 4

^[23] vgl. Lehmacher 2013, S. 39

^[24] vgl. Naisbitt 1982

^[25] vgl. Lehmacher 2015, S. 1

^[26] vgl. Lehmacher 2015, 3 ff.

^[27] vgl. Lehmacher 2013, S. 93

^[28] vgl. Lehmacher 2013, S. 138

^[29] vgl. Göpfert 2016, S. 365

^[30] vgl. Lehmacher 2013, S. 43

^[31] vgl. Tom Bonkenburg 2016

^[32] vgl. Lehmacher 2015, S. 2

^[33] vgl. Fraunhofer-Institut für Materailfluss und Logistik IML 2010

^[34] Richtlinie VDI 2860:1990-05, S. 15

^[35] vgl. Beuth Verlag GmbH o. J.

^[36] Wloka 1992, S. 4

^[37] vgl. Wloka 1992, 3 f.

^[38] vgl. Haun 2013, S. 21

^[39] vgl. Haun 2013, 21 f.

^[40] vgl. Kreuzer 1994, 33 f.

^[41] vgl. Hesse und Seitz 1996, 55 f.

^[42] vgl. Haun 2013, S. 23

^[43] vgl. Kreuzer 1994, S. 201

^[44] vgl. Kreuzer 1994, S. 222

^[45] vgl. Hesse und Seitz 1996, 82 f.

^[46] vgl. Hesse 2011, S. 1

^[47] vgl. Hesse und Seitz 1996, 105 ff.

^[48] Hesse und Seitz 1996, S. 108

^[49] vgl. Hesse und Seitz 1996, S. 108

^[50] vgl. Hesse 2011, S. 1

^[51] vgl. Hesse 2011, 10 f.

^[52] vgl. Robotik und Logistik 2010

^[53] vgl. Hesse und Seitz 1996, S. 110

^[54] vgl. Hesse 2011, S. 211

^[55] vgl. Haun 2013, S. 24

^[56] vgl. Gerke 2015, S. 272

^[57] vgl. Haun 2013, S. 25

^[58] vgl. Haun 2013, S. 25

^[59] vgl. Gerke 2015, 230 f.

^[60] vgl. Haun 2013, 25 f.

^[61] vgl. Haun 2013, S. 18

^[62] vgl. Haun 2013, S. 18

^[63] vgl. Weller 2008, S. 15

^[64] vgl. Bartenschlager et al. 1998, 48 f.

^[65] vgl. Hesse und Seitz 1996, 78 f.

^[66] vgl. Kummer et al. 2013, S. 294

^[67] vgl. Milberg und Naber 1991, S. 10

^[68] vgl. Haun 2013, S. 18

^[69] vgl. Gerke 2015, S. 286

^[70] vgl. Haun 2016, S. 9

^[71] vgl. Haun 2013, S. 18

^[72] vgl. Haun 2016, S. 9

^[73] vgl. Hertzberg et al. 2012, S. 4

^[74] vgl. Gerke 2015, S. 107

^[75] vgl. logistikknowhow.com 2016

^[76] vgl. Gerke 2015, S. 107

^[77] vgl. Dr. Thomas + Partner GmbH & Co. KG 2016

^[78] vgl. Haun 2013, S. 28

^[79] vgl. Feldmann et al. 2014, S. 537

^[80] vgl. Haun 2013, S. 29

^[81] vgl. Botthof und Hartmann 2015, S. 63

^[82] vgl. Anja Schlatt 2016

^[83] vgl. Botthof und Hartmann 2015, S. 63

^[84] vgl. Gerke 2015, S. 121

^[85] vgl. Schenk 2015, 53 f.

^[86] vgl. Tschirner-Vinke et al. 2013

^[87] vgl. BIBA-Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH 27.04.2007

^[88] vgl. Molzow-Voit et al. 2016, S. 32

^[89] vgl. Wöltje und Fritsch 2006, S. 624

^[90] vgl. Kempkens 2015

^[91] vgl. Jörgel et al. 2016b

^[92] vgl. materialfluss 2015

^[93] vgl. Erling 2013

^[94] vgl. Kempkens 2015

^[95] vgl. materialfluss 2015

^[96] vgl. Kempkens 2015

^[97] vgl. materialfluss 2015

^[98] vgl. Deutsche Post AG 24.09.2014

^[99] vgl. Deutsche Post AG 09.05.2016

^[100] vgl. Kontio 2013

^[101] vgl. Vetter 2016

^[102] vgl. Audi AG 17.11.2016

^[103] vgl. Neobotix GmbH o. J.b

^[104] vgl. Neobotix GmbH o. J.a

^[105] vgl. TUP - Redaktion 2016

^[106] vgl. Schoenebeck 2015

^[107] vgl. Jörgel et al. 2016a

^[108] vgl. Deutsche Post AG 2014, 3 ff.

^[109] vgl. Kleemann- von Gersum 2015

^[110] vgl. Deutsche Post AG 2016

^[111] vgl. CIM GmbH Logistik-Systeme 14.02.2013

^[112] vgl. BIBA-Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH 2013

^[113] vgl. KUKA Roboter GmbH o. J.

^[114] vgl. KUKA Roboter GmbH o. J.

^[115] vgl. KUKA Roboter GmbH o. J.