2021-09-07

LoadRunner: KION und Fraunhofer IML entwickeln Schwarmroboter für Lagerhäuser der Zukunft

Um die Zukunft der Intralogistik mitzugestalten, braucht es Pioniergeist und Innovationskraft. Dass diese Eigenschaften in der KION Group fest verankert sind, zeigt unter anderem unsere Partnerschaft mit dem Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik (IML). Gemeinsam gehen wir als Pioniere mit einem spannenden Projekt namens „LoadRunner“ voran. Unser Ziel: den Weg zu ebnen für eine neue Generation autonomer Transportfahrzeuge, die die Intralogistik mit Künstlicher Intelligenz (KI) revolutionieren soll.

„LoadRunner“ – futuristisch und dynamisch klingt der Name des Prototypen, den das Frauenhofer IML entwickelt hat. Das kleine Transportfahrzeug tritt allerdings nicht allein, sondern gleich im Schwarm auf – und schlägt dabei in mehrfacher Hinsicht ein neues Kapitel der Lagerlogistik auf. Allein die Geschwindigkeit von bis zu zehn Metern pro Sekunden ist revolutionär. Die Fahrzeuge sind allerdings nicht nur schneller, sondern in einem entscheidenden Punkt intelligenter als alle bisherigen autonomen Transportmittel: Sie sind in der Lage, sich mit Hilfe von verteilter KI als Schwarm intelligent zu koordinieren. Somit sind sie ideal geeignet für Sortieraufgaben, wie sie zum Beispiel in Paketzentren vorkommen. Doch sie können sich nicht nur perfekt koordinieren, sondern auch kollaborieren: Bei Bedarf können sich mehrere Fahrzeuge und bis zu vier passive Anhänger untereinander magnetisch zusammenkoppeln, um große und sperrige Teile zu transportieren. Die Schwarmrobotik hält damit Einzug ins Warenlager – mit KION als exklusivem Begleiter der neuen Technologie.

Innovation für Revolution in der Intralogistik

Video von LoadRunners im Einsatz

Aufwendige Entwicklung, überragende Ergebnisse

Die bisherige Entwicklung des LoadRunners war aufgrund der hohen Geschwindigkeiten und der Autonomie des Schwarms sehr komplex. Ein interdisziplinäres Team von Wissenschaftlern des Fraunhofer IML erarbeitete viele Neuentwicklungen – zum Beispiel Kameras, die bis zu 400 Bilder pro Sekunde aufnehmen und die Fahrzeuge so trotz ihrer hohen Geschwindigkeit tracken können. Seinen ersten Auftritt hatte der vom Fraunhofer IML entwickelte LoadRunner im Rahmen eines vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) geförderten Projekts beim Digital-Gipfel 2019. Im September 2020 lieferte dann ein Einsatztest in der Paketsortierung die ersten vielversprechenden Ergebnisse: Mit nur 60 Fahrzeugen lassen sich theoretisch deutlich über 10.000 Sendungen pro Stunde sortieren, was dem Leistungsbereich von klassischen Sortiersystemen entspricht.

KION Group und das Fraunhofer IML: eine bewährte Partnerschaft

Für die KION Group ist der LoadRunner nicht das erste Projekt, bei dem ein Prototyp aus der Hand des Fraunhofer IML zu einem marktfähigen Produkt weiterentwickelt wird: Denn genau aus der gleichen Kollaboration heraus hatte vor 20 Jahren die Erfolgsgeschichte des Dematic Multishuttle begonnen. Die KION Tochtermarke entwickelte es seit 2001 stetig weiter und revolutionierte mit ihm Lagerlogistik wie Kommissionierung. Somit markiert das Multishuttle einen ersten Meilenstein für Automatisierung und Digitalisierung in der Intralogistik – dem nun mit dem KI-gesteuerten LoadRunner ein weiterer folgen soll.

Künstliche Intelligenz weist den Weg in die Zukunft

Der tatsächliche Paradigmenwechsel dieser Technologie ist, dass Künstliche Intelligenz erstmalig für das Traffic Management eingesetzt wird. So kommunizieren die Roboter untereinander über 5G, koordinieren ihre Laufwege selbst und sind auch in der Lage, selbstständig Aufträge anzunehmen und zu verhandeln. Auf diese Weise vereint der LoadRunner erstmalig die Fähigkeiten von leistungsfähiger Sortier- und Fördertechnik mit den Potenzialen autonomer KI-basierter Systeme. Darüber hinaus benötigt er weniger fest installierte Infrastruktur als herkömmliche Systeme und bietet eine deutlich schnellere Inbetriebnahme, dynamische Leistungsanpassung und höhere Skalierbarkeit. Ein weiterer Vorteil ist die unkomplizierte Wartung und Reparatur: Fällt in einem normalen Distributionszentrum ein Förderband aus, steht unter Umständen der ganze Betrieb still. Bleibt aber ein LoadRunner stehen, muss nur ein einzelner Roboter ausgetauscht werden – während der restliche Schwarm unbeirrt weiterarbeitet. Jede Menge Vorteile also, die die Abläufe in Warenlagern noch einfacher, schneller und effizienter machen können – und die nun in der Zusammenarbeit zwischen der KION Group und dem Fraunhofer IML für Endkunden zugänglich gemacht werden sollen.

Gemeinsam vom Prototyp zum marktfähigen Produkt

Um die Industrialisierung des LoadRunner voranzutreiben, hat Anfang September das „Enterprise Lab“ am Fraunhofer IML in Dortmund seinen Betrieb aufgenommen. Hier werden ein Dutzend Expert*innen von KION und dem Fraunhofer IML gemeinsam an der Weiterentwicklung der Technologie arbeiten – vom Sensor bis zur überlagerten Plattform. Am Dortmunder Institut ist eine umfangreiche Testumgebung installiert worden, um den LoadRunner in zahlreichen Versuchen und Anwendungsszenarien vom bahnbrechenden Prototyp zum ausgereiften Serienprodukt weiterzuentwickeln.

Das Fraunhofer IML

Das 1981 gegründete Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik (IML) befasst sich mit aktuellen logistischen Fragestellungen, die eine hohe ökonomische, ökologische und gesellschaftliche Relevanz aufweisen. In Deutschland hat sich das Institut einen Namen als führende Instanz einer ganzheitlich ausgerichteten Logistikforschung gemacht. Ein Großforschungsprojekt des Fraunhofer IML ist die „Silicon Economy“, in der verteilte Künstliche Intelligenzen als wesentlicher Treiber agieren. Hier sollen sich Fahrzeugschwärme selbst organisieren und mit Menschen, anderen Schwärmen und Plattformen verbinden.

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