Zum Inhalt springen

Produkte

Machen Sie Ihre Smart Factory auch zur Clean Factory

Was Sie beim Einsatz von FTS nicht vergessen dürfen!

  • Veröffentlicht am: 17.10.2019
  • Autor:
  • Beitrag teilen:
Reinigung, Rolle, Reifen, FTS, FTF, Sauberlaufzone

Industrie 4.0 ist heutzutage „das“ Schlagwort für Verantwortliche von Geschäftsprozessen jeglicher Art. Jedes Unternehmen möchte so schnell wie möglich in der Zukunft und der vierten industriellen Revolution ankommen. Der Wunsch nach stärkerer Automatisierung führt in der Logistik zu einem verstärkten Einsatz von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS). Diese bringen viele Vorteile für die Produktion. Sie haben allerdings auch Nachteile, zum Beispiel den Schmutz, den sie auf ihren Routen einfahren. Dieses Problem bleibt trotz aktueller Technik bestehen oder verstärkt sich sogar, wenn man keine vorbeugenden Maßnahmen trifft.

Was ist ein Fahrerloses Transportsystem (FTS)?

Das gesamte System, zum Transportieren mit automatisch gesteuerten Fahrzeugen, besteht aus mehreren Komponenten. Diese sind in der VDI-Richtlinie 2510 vom Verein Deutscher Ingenieure festgelegt worden. Ein FTS besteht immer aus:

  • einem oder mehreren fahrerlosen Transportfahrzeugen,
  • einer Leitsteuerung,
  • einer Technik zur Datenübertragung zwischen den Fahrzeugen und dem Leitrechner (und den Fahrzeugen untereinander),
  • einer Sensorik zur Standortbestimmung und Lageerfassung,
  • einer Infrastruktur und peripheren Einrichtungen.

Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) werden, wie der Name bereits sagt, durch einen eigenen Fahrantrieb automatisch betrieben und bedürfen keiner Berührung, um ihren Weg zu finden. Sie sind Fördermittel, transportieren also Lasten und bewegen sich dabei nur auf dem Boden (flurgebunden). Man unterscheidet bei FTF zwischen lastziehenden FTF (z.B. Schlepper & Unterfahrschlepper) und lasttragenden FTF. Letztere können noch weiter in FTF mit einer aktiven oder FTF mit einer passiven Lastaufnahme unterteilt werden.
Die Leitsteuerung verwaltet und kontrolliert das gesamte System. Sie übernimmt die administrativen Aufgaben wie beispielsweise die Auftragsdisposition, Parkvorgänge, Flottenmanagement und Wegeoptimierung. Die Datenübertragung zwischen FTF und Leitsteuerung (und teilweise auch der FTF untereinander) kann über unterschiedliche Technologien erfolgen:

  • eine Kommunikationsschleife im Boden,
  • Schmalbandfunk,
  • Breitbandfunk,
  • Infrarot.

Allerdings wird es immer kritischer gesehen, dass alle Aufgaben von einer zentralen Steuerung durchgeführt werden, da dadurch häufig Funktionalität und Flexibilität leiden. In einem gemeinsamen Projekt von OFFIS (Institut für Informatik e.V.) und IPH (Institut für Integrierte Produktion Hannover) wurde beispielsweise schon im Jahr 2013 ein Gesamtkonzept zu einer dezentralen Steuerung von FTS erarbeitet.
Damit die FTF in einer Produktionsumgebung immer den richtigen Weg finden, gibt es verschiedene Arten der Navigation. Die drei Hauptarten sind (1) Leitlinien, (2) eine Raster- oder eine (3) Lasernavigation. Unter freiem Himmel ist auch eine Navigation per GPS möglich. Jede Navigationsart hat Vor- und Nachteile.

Leitlinien (optisch, induktiv oder magnetisch)Raster (Transponder, magnetische oder optische Raster)Laser
Anschaffungskostengeringe Kostenmittlere Kostenhohe Kosten
Wartung (Pflege & Erhaltung)hohe Kostenmittlere Kostenhohe Kosten
Flexibilität bei Veränderung / Erweiterunghoher Aufwandmittlerer Aufwandgeringer Aufwand

Die Orientierung an den Leitlinien erfolgt entweder über Kameras und das Erkennen von Farbkontrasten, Hallsensoren, die Magnetfelder lokalisieren oder Antennen, die elektrische Wechselfelder wahrnehmen. Die Erstellung der Leitlinien ist aufwendig und von der Bodenbeschaffenheit abhängig. Leider stellt bei der optischen Leitlinie außerdem die schnelle Abnutzung durch Überfahren und Verschmutzung eine Herausforderung dar. Bei der induktiven Spurführung folgt das FTF einem Leitdraht im Boden, der auch zur Übertragung von Energie genutzt werden kann. Als größter Nachteil wird die fehlende Flexibilität angesehen, da nur der bestehende Fahrweg existiert und keine zeitnahe Möglichkeit zur Reaktion auf Veränderungen im Lagerumfeld gegeben ist. Bei der Rasternavigation sind Transponder, Magnete oder optische Raster (Farbkontraste) in den Boden eingelassen. Sie bilden ebenfalls Leitlinien, allerdings nicht kontinuierlich, sondern von Punkt zu Punkt. Dies ermöglicht eine einfachere Anpassung der Fahrwege, da keine komplett neue Leitlinie erstellt werden muss, sondern nur die Vorgaben innerhalb des Rasters. Eine Navigation per Laser ist zwar in der Anschaffung teuer, bietet aber die größte Flexibilität bei Veränderungen in der Lagerumgebung. Hier werden am Rand der Wegstrecke Reflektormarken angebracht, an denen sich der Laserscanner orientiert. Bei dieser Navigation muss allerdings darauf geachtet werden, dass die Reflektoren nicht verdeckt oder beschädigt werden.

Fahrerloses Transportfahrzeug mit optischer Leitlinie, Rasternavigation und Lasernavigation.

Zu einem Fahrerlosen Transportsystem (FTS) gehört auch die Berücksichtigung der Schnittstellen des Systems zur Infrastruktur bzw. den peripheren Einrichtungen wie Türen & Toren, Brandschutztoren und Aufzügen. Auch diese Anforderungen sind in einer Richtlinie des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI 2510 Blatt 3) festgelegt.

Was macht ein FTS?

FTS regeln den Transport unterschiedlicher Waren in einer Lager- oder Produktionsumgebung. Je nach Anforderungen können sie Lasten mit wenigen Kilogramm (z.B. Fahrzeuge für KLT-Transport) oder Lasten mit einem Gewicht von bis zu 50 Tonnen (z.B. Unterfahrschlepper, Schwerlast-FTF) bewegen. Ihre Geschwindigkeit variiert abhängig vom Einsatzbereich. Gibt es Personenverkehr, liegt die vorgegebene Geschwindigkeit meist bei 1m/s. In gänzlich automatisierten Bereichen kann die Geschwindigkeit höher sein, da die Unfallgefahr dort geringer ist.
Natürlich bringt die Automatisierung von Transportwegen einige Vorteile für mit sich. Fahrerlose Transportfahrzeuge eignen sich je nach Typ für den Transport unterschiedlicher Waren. Sie optimieren und beschleunigen den innerbetrieblichen Transport. Dadurch kann eine Produktionssteigerung bei zeitgleicher Senkung der Personalkosten erreicht werden. Die Fehlerquote sinkt durch FTS und ein dauerhafter Einsatz, sogar rund um die Uhr, ist möglich. Dabei sind sie in bestehende Strukturen gut integrierbar und können auch, je nach Leitsystem, mehr oder weniger gut an sich ändernde Bedingungen angepasst werden.

Welches Problem wird häufig vergessen?

Ein Problem, das sich auch durch fahrerlose Flurförderzeuge nicht verändert, ist der Eintrag von Schmutz in die Lager- oder Produktionsumgebung durch Reifen, Rollen und Räder der Fahrzeuge. Durch das Pendeln auf der immer gleichen Fahrspur, wird Schmutz verschleppt, z.B. aus der Logistik in die Sauberzonen. Dies wiederum führt zu erhöhten Reinigungskosten, möglicher Kontamination von Produkten, Oberflächen-Verschmutzungen und gerade bei FTS zu einer schnelleren Abnutzung von Leitlinien oder Rastern im Boden. Außerdem zeigt sich bei FTS-Fahrspuren besonders deutlich der Rollenabrieb, speziell in Kurven und auch im Rangierbereich. Durch die immer gleiche Spur wird der Abrieb erhöht und das Drehen / Rangieren der Fahrzeuge auf den immer gleichen Stellen führt zu punktuellen Beschädigungen des Hallenbodens.

Reifenabrieb auf FTF-Route in Industriegebäuden.

Die Lösung bietet das Reinigungssystem ProfilGate®, das in die Lager- oder Produktionsumgebung integriert werden kann. Hierbei handelt es sich um Segmente, die aus Wannen mit Gitterrosten bestehen. In die Gitterroste sind Bürstenleisten eingespannt, die aktiv durch ihre Vorspannung und die schräge Anordnung der Borsten arbeiten und das rein mechanisch. So nehmen sie den Schmutz von Reifen und auch Sohlen ab. Dieser fällt durch die Roste in die Wannen und wird dort gesammelt. Die patentierten Bürstenleisten weisen viele Konstruktionsdetails, wie beispielsweise die schräge Beborstung, die Vorspannung, die Dach- und Profilform sowie spezifisches Material, auf, die eine hocheffiziente Funktionalität des Gesamtsystems garantieren.

Explosionszeichnung, schematische Zeichnung, ProfilGate, Reifenreinigung

Für die unterschiedlichen Reifen-, Räder- oder Rollengrößen gibt es ProfilGate® in diversen Ausführungen. Für Fahrerlose Transportsysteme nutzt man die st Serie. Sie hat feinmaschige Roste für schmalere Rollen, sowie eine hohe Stabilität bei hohen Gewichten und ist daher das Produkt für  FTF, aber auch die Rollen von Routenzügen, Rollwagen und Handwagen werden hier zuverlässig gereinigt. Die st Serie ist durch laufruhige glatte Rostoberflächen ideal für den Innenbereich und schmale, harte Rollen.

Sollten Sie die Anforderungen eines Hygienekonzepts erfüllen müssen, ist auch eine sti Serie erhältlich. Der Unterschied besteht darin, dass hier auch die Gitterroste komplett aus Edelstahl gearbeitet sind.  Diese Variante wird häufig in der Lebensmittelverarbeitung gewählt, da in dieser Branche strenge Standards wie beispielsweise der IFS Food oder der BRC Global Standard for Food Safety gelten.

FTS, FTF, Rollenreinigung, Leitlinie, Führungslinie, optische Leitlinie

Für FTS ist auch die ProfilGate® k Serie im Angebot. Sie bietet feinmaschige und absolut glatte Kunststoff-Roste, die für eine laufruhigere Überfahrt sorgen. Der Kunststoff der Gitterroste macht sie besonders leicht, außerdem ist es antibakteriell und daher sogar für die Lebensmittelindustrie zugelassen.
Die Leitlinien für FTS können entweder zwischen die Wannen gesetzt werden oder  auf den Rosten mit einer FTS-Führungsschiene angebracht werden. Diese Schiene kann auch bei bereits bestehenden Feldern nachgerüstet werden. Sollten Sie also bereits eines unserer Reinigungsfelder betreiben oder aktuell noch keine FTS nutzen, können Sie sicher sein, dass Ihnen diese Option immer zur Verfügung steht. Auch bei Rasterführung lässt sich das Reinigungsfeld anpassen. Durch die Teilung kann ein Rasterpunkt zwischen die Felder gesetzt werden, so dass das fahrerlose Transportfahrzeug den leitenden Impuls weiterhin erhält.

Die Vorteile von ProfilGate® für FTS auf einen Blick:

  • weniger Schmutz in Produktions- oder Lagerumgebung,
  • geringere Reinigungskosten,
  • Leitlinien werden geschont,
  • Fahrspur-Oberfläche wird geschont,
  • geringerer Rollenabrieb,
  • geringerer Verschleiß.

Rufen Sie uns an und machen auch Sie aus Ihrer Smart Factory eine Clean Factory!

Quellenverzeichnis des Artikels einblendenQuellenverzeichnis des Artikels ausblenden

Quellen und weiterführende Literatur:


  • Bendel, Prof. Dr. Oliver: Industrie 4.0. Definition, Gabler Wirtschaftslexikon, 07.01.2019.
  • Breitenfeldt, Vincent: Eignung der Navigationstechnologien, in Xing Gruppe „Forum FTS- Fahrerlose Transportsysteme“, 20.06.2018.
  • Gleißner, Harald, Möller, Klaus: Fallstudien Logistik: Logistikwissen in der praktischen Anwendung, Gabler 2009, S. 55-57.
  • Holtschulte, Andreas: Führerlos durch die Gänge. Mit Unabhängigkeit und reduzierten Steuerungsebenen zu neuen Einsatzszenarien von FTS, in: Hebezeuge Fördermittel. Flurförderzeuge 2018/2019.
  • Michalek, Raphael: Fahrerlose Transportsysteme. Was sind fahrerlose Transportsysteme? Definition & Vorteile, 16.01.2019.
  • Müller, Christof: Einsatz fahrerloser Transportsysteme in der Pharmabranche, in TechnoPharm  1, Jr. 2, S. 162-167 (2011).
  • Niemann B, Baum M, Fricke D, Overmeyer L (2006). Aufbau von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) durch eine dezentrale Datenstruktur. Logistics Journal : nicht-referierte Veröffentlichungen, Vol. 2006. www.logistics-journal.de/not-reviewed/2006/10/618 (01.02.2019)
  • Schwarz C, Schachmanow J, Sauer J, Overmeyer L, Ullmann G (2013). Selbstgesteuerte Fahrerlose Transportsysteme. Logistics Journal, Vol. 2013.
  • Ullrich, Günter: Nächste Entwicklungsstufe bei Fahrerlosen Transportsystemen. Zukunftsvision „Drive Safe“, in Hebezeuge Fördermittel, Berlin 48 (2008), S. 328-331. [Zeichnung in Anlehnung an diesen Bericht]

VDI-Richtlinien


  • VDI 4451 Blatt 7 Kompatibilität von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) - Leitsteuerung für FTS
  • VDI 2510 Blatt 3 Fahrerlose Transportsysteme (FTS), via: Technische Universität München

Webseiten


Der Blogeintrag hat Ihnen gefallen? Jetzt teilen!

Haben Sie Fragen oder Anregungen zum Thema?

Wir freuen uns auf Ihre Nachricht.

Cornelius Dübbert

Specialist Automotive & Suppliers

E-Mail schreiben