Planbare Autonomie
Was bedeutet Autonomie für Fahrerlose Transportsysteme
In den letzten Jahren hat sich der Begriff AMR, „Autonomer Mobiler Roboter“ stark durchgesetzt. Der Unterschied zum Fahrerlosen Transport-Fahrzeug (FTF) ist die Autonomie mit der das Fahrzeug Aufgaben erledigen kann. Dabei können verschiedene Abstufungen in Bezug auf die Autonomie realisiert werden. In den meisten Fällen handelt es sich um situationsbedingte Reaktionen auf sich ändernde Umwelt-/Rahmenbedingungen und Systemzustände, die mit Hilfe von mehrdimensionalen Sensorinformationen erfasst und ausgewertet werden.
Planbare Autonomie
Planbare Autonomie ist ein Begriff, der bei DS Automotion geprägt wurde. Gemeint ist damit die Möglichkeit, mit Fahrzeugen sowohl (virtuell) spurgeführt als auch autonom navigieren zu können. Die grundlegenden Bausteine dafür sind sogenannte Autonomiezonen, in denen sich die Fahrzeuge autonom bewegen dürfen. Viele FTS-Hersteller navigieren ausschließlich spurgeführt, die meisten AMR-Hersteller navigieren vollständig autonom. Unser Ansatz ist, die Welt der FTF mit der Welt der AMRs zu kombinieren, um die Vorteile beider Ansätze zu bieten.
Die planbare Autonomie ermöglicht es, autonome Funktionen gezielt dort einzusetzen, wo sie Vorteile bringen. Umgekehrt können autonome Funktionen bewusst dort verhindert werden, wo sie Nachteile haben.
Autonomie, Flexibilität und Effizienz
Autonom navigierende Fahrzeuge ermöglichen eine höhere Flexibilität gegenüber Störungen oder Behinderungen in der Arbeitsumgebung. Lässt zum Beispiel das Reinigungspersonal einen Reinigungswagen am Fahrweg stehen, so kann das autonome Fahrzeug diesen umfahren, sofern genug Platz vorhanden ist. Hindernisse und Störungen senken immer die Effizienz eines Systems und es sinkt daher die Transportleistung des Gesamtsystems. Störungen werden zum Beispiel in der hochautomatisierten Produktion mittels organisatorischer Maßnahmen bestmöglich verhindert. Tritt trotzdem mal ein Hindernis auf, so kann dies durch die Autonomie gelöst werden. Um höchstmögliche Effizienz mit einem guten Maß an Flexibilität erreichen zu können, muss die Autonomie kontrollierbar sein. Dazu wurde von DS Automotion das Konzept der planbaren Autonomie entwickelt.
Reaktive und kooperative Navigation
Dynamische Objekte, die sich am Fahrweg befinden, werden durch Sensoren erfasst. Dies sind zum Beispiel Menschen oder manuell geführte Arbeitsmaschinen (Stapler, Hubwagen, Transportwagen …), die sich im gleichen Arbeitsbereich bewegen. Mittels reaktiver Navigation können diese als Hindernisse wahrgenommen und umfahren werden. Damit an Kreuzungen keine Kollisionen oder Blockierungen zwischen autonomen Fahrzeugen auftreten, müssen die Fahrzeuge über kooperative Navigation verfügen. Dies bedeutet, dass sie die Vorfahrt selbstständig klären, ohne dabei auf ein zentrales Verkehrssteuerungssystem vertrauen zu müssen.
Vorteile
Autonome Funktionen wie die freie Bahnplanung zum Umfahren von Hindernissen erhöhen die Flexibilität im Hinblick auf eine sich dynamisch verändernde Arbeitsumgebung und die darin befindlichen Menschen und Betriebsmittel.
Fest geplante Abläufe wie befahrbare Fahrspuren und eine detailliert geplante Verkehrssteuerung, machen die Auftragsabwicklung garantiert kollisionsfrei, staufrei und möglichst vorhersehbar. So kann höchste Effizienz erreicht werden.
Die Fahrzeugautonomie muss plan- und steuerbar sein, um eine manuelle Planung je nach Bedarf zu ermöglichen, von einer zentralen Steuerung mit vordefinierten Fahrspuren und Verkehrssteuerung bis hin zur vollständigen Autonomie in verschiedenen Bereichen einer Einrichtung.
Unsere Fahrzeuge treffen ihre Entscheidungen nicht nur auf Grund ihrer eigenen Sensordaten, sondern kommunizieren auch mit dem zentralen Flottenmanager und anderen Fahrzeugen, um stets alle aktuellen Geschehnisse in die Routenplanung einzuberechnen.
Häufige Fragen
Die Sensoren des Fahrzeugs erfassen das Umfeld. Mittels reaktiver Navigation kann auf die Sensordaten reagiert werden und zu jedem Zeitpunkt die geplante Fahrspur sowie die Geschwindigkeit angepasst werden.
Bei der Pfadplanung versteht man unter kooperative Navigation die Berücksichtigung der Fahrbewegungen anderer Fahrzeuge. Damit können Fahrzeuge nicht zur selben Zeit denselben Ort befahren und Kollisionen können sicher verhindert werden.
Mit vollständiger Autonomie erhält man die höchste Flexibilität, verliert aber so gut wie immer an Effizienz. Gibt es zum Beispiel ständig Störungen in Form von Hindernissen am Fahrweg, so muss ein AMR ständig ausweichen und die Abarbeitung eines Auftrags wird ineffizient. Es sollte daher genau überlegt werden, welche autonomen Funktionen bei einem AMR benötigt werden und wo man diese Autonomie einsetzen will um die notwendige Flexibilität zu bekommen.
Nicht an jeder Stelle einer Anlage bringt die Autonomie Vorteile. An Engstellen oder Stellen mit hohem Verkehrsaufkommen können mit festen Fahrspuren und festen Verkehrsregeln bessere Lösungen erreicht werden. Mit planbarer Autonomie können autonome Funktionen ein- und ausgeschaltet werden. Damit kann das gewünschte Verhalten eines AMRs in der Planung bereits festgelegt werden.
