Was sind Autonome Mobile Roboter (AMRs)?

Was sind Autonome Mobile Roboter (AMRs)

Autonome Mobile Roboter sind hochentwickelte mobile Fahrzeuge, die für die nahtlose Navigation in Lagern und Abwicklungszentren entwickelt wurden. Im Gegensatz zu ihren Vorgängern – den autonom geführten Fahrzeugen (AGVs), die auf externe Führungsmechanismen und vordefinierte Pfade angewiesen sind – operieren AMRs ohne solche Beschränkungen.

Die Agilität und Effizienz der mobilen Roboter machen sie zu unverzichtbaren Elementen in der modernen Logistik.

Autonome Navigation

AMRs können sich im Lager frei bewegen, ohne auf physische Schienen oder elektromechanische Führungen angewiesen zu sein, wodurch sie sich in Echtzeit an veränderte Bedingungen anpassen können.

Sensor-basiertes Mapping

AMRs sind mit fortschrittlichen Sensoren und Kameras ausgestattet. Sie erstellen eine digitale Karte ihrer Umgebung und können sich so frei und sicher in einer Einrichtung bewegen.

Dynamische Anpassung

Autonome Mobile Roboter passen ihre Pfade dynamisch an, um Kollisionen zu vermeiden und Hindernisse geschickt zu umfahren. Diese Anpassungsfähigkeit ermöglicht es ihnen, eine Vielzahl von Orten schneller zu erreichen und selbst in den komplexesten Umgebungen einen unterbrechungsfreien Betrieb zu gewährleisten.

Ein wachsender Markt

Bis 2025 wird der AMR-Markt voraussichtlich um 45 % wachsen (CAGR 2022-2025).

Warum Autonome Mobile Roboter unverzichtbar sind

In den letzten Jahren hat der E-Commerce einen enormen Aufschwung erlebt, was die Supply Chain-Branche vor eine Vielzahl neuer Herausforderungen stellt. Die kontinuierlich steigende Nachfrage nach schneller Lieferung bei gleichzeitig wachsender Anzahl von Lagerhaltungseinheiten (SKUs) erfordert eine flexiblere und skalierbarere Auftragsabwicklung. Angesichts begrenzter Personalressourcen sind herkömmliche Skalierungsmethoden jedoch nicht praktikabel. Manuelle Abläufe sind zudem kostenintensiv, ineffizient und fehleranfällig.

Die folgenden Herausforderungen zwingen die Logistikmanager dazu, kreative technologische Lösungen zu suchen:

Arbeitskräftemangel

Weltweit stellt der Mangel an Arbeitskräften, insbesondere für manuelle Tätigkeiten, ein erhebliches Hindernis für Wachstum dar. Dieses Problem verschärft sich bei saisonalen Spitzen oder unerwarteten Nachfrageschüben, da kurzfristige Zeitarbeitskräfte nicht nur höhere Kosten verursachen, sondern auch eine beträchtliche Einarbeitungszeit benötigen, um ihre maximale Produktivität zu erreichen.

Saisonale Spitzen

Lagerhäuser sehen sich während der Hochsaisons mit einer Vielzahl von Herausforderungen konfrontiert, die von der Einstellung und Schulung von Zeitarbeitskräften bis hin zur Erfüllung gestiegener Kundenerwartungen innerhalb immer kürzerer Lieferfristen reichen. Wenn es nicht gelingt, diese Spitzen zu bewältigen, kann dies die bereits bestehenden betrieblichen Herausforderungen noch verschärfen und zu Ineffizienz und Unterbrechungen führen.

Bedarf an skalierbaren und flexiblen Lösungen

Die Dynamik des Lagerbetriebs erfordert flexible Lösungen. Obwohl herkömmliche Automatisierung erhebliche Effizienzgewinne bietet, geht sie oft mit hohen Vorabinvestitionen und mangelnder Anpassungsfähigkeit einher, was sie für kleine und mittlere Unternehmen oder Betriebe, die mit ihrem Wachstum Schritt halten wollen, weniger rentabel macht.

Verbesserung von KPIs

Lagerbetriebe sind kontinuierlich auf der Suche nach Möglichkeiten, wichtige Leistungsindikatoren (KPIs) wie Produktivität und Genauigkeit zu verbessern. Selbst geringfügige Verbesserungen in diesen Bereichen können sich signifikant auf die Gesamtleistung auswirken, was die Implementierung von technologischen Lösungen vorantreibt.

Welche Aufgaben kann ein Autonomer Mobiler Roboter erfüllen?

Autonome Mobile Roboter (AMR) fungieren als dynamische Helfer im Lager und tragen zur Verbesserung der Logistik und Gesamteffizienz bei. Mobile Roboter sollen die menschliche Arbeitskraft nicht ersetzen, sondern ergänzen. Sie werden für die monotonen, zeitintensiven und gefährlichen Aufgaben eingesetzt.

AMRs können beispielsweise folgende Lageraufgaben übernehmen:

• Kommissionierung von Waren
• Einlagerung und Nachschub
• Bewegung von schwerem und sperrigem Material
• Transport von Komponenten in andere Lagerbereiche, die für Menschen unangenehm sind (Klimaraum)
• Sortierung (auch außerhalb der Arbeitszeit)

Außerdem können sie den Betriebsablauf durch fortschrittliche Methoden verbessern:

Schwarmverhalten

Der Einsatz eines AMR-Schwarms optimiert den Kommissionierprozess, indem eine Flotte von koordinierten Lagerrobotern die Bewegungen der Mitarbeiter minimiert. AMRs, die vom Warehouse Management System gesteuert werden, treffen sich mit den Arbeitern an spezifischen Kommissionierplätzen, um sicherzustellen, dass die Artikel effizient entnommen werden und der Warenfluss nicht unterbrochen wird.

Folge dem Bot

Bei dieser Methode kooperieren die Mitarbeiter mit einem autonomen Roboter, der sie entlang des optimalen Entnahmepfads führt. Nach Abschluss eines Kommissioniervorgangs wechselt der Arbeiter nahtlos zu einem anderen Lagerroboter, wodurch ein kontinuierlicher und rationalisierter Entnahmeprozess ohne die Ausfallzeiten herkömmlicher Methoden gewährleistet wird.

Ware zu Mensch

Bei diesem Ansatz transportieren Lagerroboter mobile Regale mit Produkten zu stationären Kommissionierern. Die Mitarbeiter verbleiben an einem Ort und entnehmen die Artikel, sobald sie von den Robotern gebracht werden. Dies führt zu einer signifikanten Steigerung der Kommissioniergeschwindigkeit und reduziert die körperliche Belastung, die mit dem Bewegen durch das Lager einhergeht.

Mensch zu Ware

Mensch zu Ware-AMRs, auch Co-Bots genannt, unterstützen die Mitarbeiter, während sie sich durch die Gänge bewegen und die Artikel einzeln entnehmen, um einen bestimmten Auftrag zu erfüllen. Die mobilen Roboter reduzieren nicht nur die Fahrten und Staus im Lager, sondern übernehmen auch die Start- und Endaufgaben der Kommissionierer.

Welche Vorteile bietet der Einsatz von AMRs?

Im Vergleich zu manuellen Prozessen oder einer traditionell automatisierten Umgebung kann der Einsatz von mobilen Robotern dazu beitragen, die Betriebseffizienz zu steigern und Lagerbetreiber in die Lage versetzen, mit weniger mehr zu erreichen. Von der Optimierung der Abläufe auf dem Boden, beim Transport und bei der Verarbeitung bis hin zur Erstellung von Lagerlayoutberichten bietet die Robotik enorme Vorteile für Effizienz, Wachstum, Skalierbarkeit und Geschwindigkeit.

Höhere Produktivität

Autonome Mobile Roboter verbessern die Effizienz der Arbeitskräfte, indem sie die Bewegungen zwischen den Standorten reduzieren. Die benutzerfreundliche AMR-Oberfläche erleichtert die Arbeit des Kommissionierers und steigert die Produktivität, insbesondere bei neuen Mitarbeitern, erheblich.

Geringere Fehlerquote

Mit ihren visuellen Schnittstellen liefern AMRs den Mitarbeitern detaillierte Informationen über jedes Produkt, das sie kommissionieren müssen, einschließlich seines Aussehens und der Lagerposition. Dies minimiert menschlich verursachte Kommissionierfehler und reduziert die Unzufriedenheit der Kunden. Durch die Erkennung der SKUs und die genaue Platzierung der Produkte im System können die mobilen Roboter auch die Bestandskontrolle verbessern. Diese Kontrolle ermöglich eine Rückverfolgung, die eine wesentliche Voraussetzung für Sicherheit und Qualitätskontrolle in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie ist.

Anpassbarkeit

Autonome Mobile Roboter passen sich an Lagersystem und Umgebung an und bieten maßgeschneiderte Lösungen für jedes Bedürfnis. Sie können beispielsweise die Platzierung der Produkte in den Regalen optimieren, indem sie Bewegungsmuster erkennen.

Skalierbarkeit

Eine AMR-Lösung kann bei Nachfrageschwankungen problemlos auf- oder abwärts skaliert werden, so dass weniger zusätzliches Saison- oder Zeitpersonal benötigt wird.

Operative Effizienz

Autonome Lagerroboter können die betriebliche Effizienz steigern, indem sie Aufgaben wie Einlagerung, Nachschub, Bewegung von schweren und sperrigen Gütern, Transport von Komponenten in andere Lagerbereiche, Ware zu Mensch-Aufgaben, Stückkommissionierung und Sortierung übernehmen. Dadurch wird die manuelle Arbeit reduziert und die Lagerprozesse werden optimiert.

Optimierung der Anlage

Autonome Lagerroboter können die betriebliche Effizienz steigern, indem sie Aufgaben wie Einlagerung, Nachschub, Bewegung von schweren und sperrigen Gütern, Transport von Komponenten in andere Lagerbereiche, Ware zu Mensch-Aufgaben, Stückkommissionierung und Sortierung übernehmen. Dadurch wird die manuelle Arbeit reduziert und die Lagerprozesse werden optimiert.

Bekämpfung des Arbeitskräftemangels

Durch die Übernahme von Routineaufgaben, insbesondere in der Hochsaison, reduzieren die AMRs den Bedarf an zusätzlichen Zeitarbeitskräften. Sie verkürzen auch die Einarbeitungszeit, indem sie die Mitarbeiter zu den Kommissionierplätzen führen, ohne dass diese das Layout des Lagers erlernen müssen. Mobile Roboter entlasten das bestehende Personal und ermöglichen es ihnen, sich auf kritischere Aspekte des Arbeitsablaufs zu konzentrieren, wodurch der Einsatz von Fachkräften optimiert wird.

Reduzierte Kosten

In Spitzenzeiten können Autonome Mobile Roboter die Betriebskosten senken, indem sie die Überstunden des Personals reduzieren und einige manuelle Aufgaben übernehmen. Dies bedeutet auch, dass weniger Zeit für die Schulung neuer Mitarbeiter aufgewendet werden muss.

Bezahlbarkeit

Das Robotics-as-a-Service (RaaS)-Modell bietet Unternehmen die Möglichkeit, AMRs je nach Bedarf zu mieten. Das unterstützt eine kosteneffiziente Skalierbarkeit und macht dauerhafte Investitionen in die Automatisierungsinfrastruktur überflüssig.

Einfache Integration

AMRs können oft mit geringen bis gar keinen Änderungen an der Infrastruktur und minimalen Unterbrechungen in bestehende Abläufe integriert werden. Dies trägt dazu bei, die Kosten für die Automatisierung zu reduzieren und die Time-to-Value zu verkürzen. Einige Lagerroboter sind in der Lage, schnell zu lernen und sich an ihre Umgebung anzupassen.

Wie Autonome Mobile Roboter das Micro Fulfillment unterstützen

Autonome Mobile Roboter erleichtern den Übergang zum Micro Fulfillment, da sie die Effizienz, Flexibilität und Skalierbarkeit erhöhen. Dadurch werden sie zu einem wesentlichen Faktor der schnelleren Online-Bestellabwicklung in kleinen, zugänglichen Lagereinrichtungen, wenn die Nachfrage steigt.

Erhöhte Effizienz und Durchsatzleistung

AMRs können die Geschwindigkeit und Genauigkeit von Kommissioniervorgängen erheblich steigern. Einzelhändler können durch den Einsatz von Lagerrobotern Durchsatzraten von 400 % und mehr erreichen. Diese Effizienz ist entscheidend, um eine schnelle Lieferung zu garantieren, die von Online-Kunden erwartet wird.

Flexibilität und Skalierbarkeit

Dank der Flexibilität und der niedrigen Einstiegshürde können sich Einzelhändler mit dem Einsatz von AMRs schnell an eine veränderte Nachfrage anpassen. Aufgrund ihrer kompakten Größe und Wendigkeit lassen sie sich leicht in verschiedene Umgebungen integrieren, auch in nicht-traditionelle Fulfillment-Bereiche wie Retail-Standorte.

Optimierung vorhandener Flächen

AMRs können effektiv in urbanen Micro Fulfillment-Zentren arbeiten, oft mit nur minimalen Modifikationen. Aufgrund ihrer Fähigkeit, auf engem Raum zu arbeiten, sind sie für die meisten Fulfillment-Operationen bestens geeignet.

Agile Lösungen für saisonale Anforderungen

Ein wesentlicher Vorteil: AMRs können flexibel eine schwankende Nachfrage und saisonale Spitzen bewältigen, ohne dass man eine feste Infrastruktur benötigt. Sie bieten die Möglichkeit, den Betrieb je nach Bedarf zu vergrößern oder zu verkleinern.

Integration in bestehende Retail-Standorte

AMRs können im Einzelhandel eingesetzt werden, um die Abwicklung von Online-Bestellungen zu verbessern, ohne den Betriebsablauf im stationären Handel zu stören. Diese Doppelfunktionalität ist besonders nützlich für Retail-Unternehmen, die ihre Präsenz maximieren möchten.

Schnelle Implementierung

Im Vergleich zu herkömmlichen, stationären Automatisierungslösungen können AMRs schnell implementiert werden, oft innerhalb von Wochen. Diese rasche Einführung ermöglicht Einzelhändlern die schnelle Anpassung an veränderte Kundenerwartungen.

Die Mythen über Autonome Mobile Roboter

In dem Maße, wie AMRs an Popularität gewinnen, werden wahrscheinlich auch Missverständnisse über ihre Fähigkeiten und Grenzen aufkommen. Hier ist die Wahrheit hinter zehn verbreiteten Mythen:

Verlust von Arbeitsplätzen: Im Gegensatz zu anderen Automatisierungstechnologien sind AMRs so konzipiert, dass sie mit dem Personal zusammenarbeiten und die Produktivität steigern, indem sie sich wiederholende Aufgaben übernehmen.

Komplexität: AMRs sind benutzerfreundlich und erfordern nicht mehr Schulungen für das Lagerpersonal als andere neue technologische Integrationen.

Zu hohe Kosten: AMRs werden immer erschwinglicher und können über Robot-as-a-Service-Modelle (RaaS) erworben werden, die sich an verschiedene Budgetbeschränkungen anpassen lassen.

„One size fits all“: Autonome Lagerroboter gibt es in vielen Formen und sie können für verschiedene Arbeitsabläufe und bestimmte Branchen spezialisiert werden. 

Beschränkung auf einen Anbieter: Sie können AMRs von mehreren Anbietern in einem Lagerhaus einsetzen, vorausgesetzt, die richtigen Strategien und Integrationen sind vorhanden.

Sicherheitsbedenken: Ausgestattet mit fortschrittlichen Sensoren sind AMRs sicher und verringern oft die Zahl der Zwischenfälle im Lager durch die Reduzierung menschlicher Fehler.

Industriereife: AMRs sind eine Weiterentwicklung von AGVs. Sie bieten eine größere Navigationsfreiheit und technologische Integration.

Gekühlte Umgebungen: Trotz der Herausforderungen sind AMRs in gleichbleibend gekühlten oder niedrigtemperierten Umgebungen zuverlässig.

Inkompatibilität mit Voice-Technologie: Autonome Mobile Roboter können in Verbindung mit Sprachtechnologie verwendet werden, wodurch die Vorteile beider Technologien kombiniert werden.

Universelle Anwendbarkeit: Obwohl AMRs bestimmte betriebliche Anforderungen erfüllen müssen, sind sie anpassungsfähiger und leichter zu implementieren als herkömmliche Automatisierungssysteme.

Worauf sollte man bei einer AMR-Lösung achten?

Bei der Auswahl einer Autonomen Mobilen Roboter-Lösung für Lager- oder Logistikprozesse sollte man folgende Punkte beachten:

Umfassendes SKU-Handling

Man sollte sich vergewissern, dass das gewählte AMR-System alle SKUs aufnehmen kann, wobei die Vielfalt an Gewicht, Form und Komplexität zu berücksichtigen ist. Dies ist besonders wichtig in Sektoren wie FMCG, Drittlogistik und dem Lebensmittelhandel, wo die Vielfalt der Bestände sehr groß sein kann.

Skalierbarkeit ohne größeren Flächenbedarf

Die ausgewählten autonomen Lagerroboter sollten in der Lage sein, mit dem Wachstum des Betriebs mitzuwachsen, ohne dass eine proportionale Vergrößerung der physischen Fläche erforderlich ist. Dies ermöglicht eine flexible Reaktion auf schwankende Anforderungen, ohne Überinvestitionen in nicht ausgelastete Kapazitäten tätigen zu müssen.

Nahtlose IT-Integration

Eine AMR-Lösung sollte nahtlos in ein bestehendes Warehouse Management System integriert werden können. Egal, ob eine umfassende, schlüsselfertige Lösung mit vollständiger Software und Steuerung benötigt wird oder eine Lösung, die in ein vorhandenes WMS integriert werden kann - Kompatibilität ist der Schlüssel.

Zukunftssichere Investition

In der sich permanent verändernden Supply Chain-Landschaft ist es entscheidend, ein AMR-System zu wählen, das steigende Auftragsvolumina und Produktvielfalt bewältigen kann. Man sollte auf ein modulares Design achten, das einfach erweitert werden kann und Zugang zu kontinuierlichen Updates und Erweiterungen bietet.

Umfassende digitale Dienste und Unterstützung

Autonome Mobile Roboter sollten in ein umfassendes digitales Ökosystem integriert sein, das wichtige Dienstleistungen zur Optimierung der Kosteneffizienz, Maximierung der Betriebszeit und schnellen Problemlösung bietet. Umfassende Unterstützung, einschließlich Schulungen, digitale Fernwartung und kontinuierliche Upgrades und Nachrüstungen, ist entscheidend, um das volle transformative Potenzial der Investition auszuschöpfen.

Wer sollte in AMRs investieren?

Autonome mobile Roboterlösungen können die Effizienz von Lieferkettenprozessen aller Größenordnungen verbessern. Beispielsweise können E-Commerce-, Einzelhandels-, Omnichannel- und Großhandels-Fulfillment-Zentren mit einer großen Anzahl von SKUs (5.000 oder mehr pro Tag) und mindestens fünf Kommissionierern pro Schicht von Layer Picker-AMRs profitieren. Auch Kunden aus den Bereichen Fertigung, Vertrieb, Fulfillment und Lagerhaltung, die Gabelstapler für den Transport in mindestens zwei Schichten pro Tag einsetzen, können diese Technologie erfolgreich anwenden.

Das Volumen ist jedoch nicht die einzige Überlegung, die eine Investition in autonome Lagerroboter rechtfertigt. Es ist ebenso wichtig, die Vielfalt und Eigenschaften der zu handhabenden Artikel (wie Gewicht, Größe und Zerbrechlichkeit) zu berücksichtigen, sowie die Lagerumgebung (z. B. Temperatur, Kühlung oder Frost) und zukünftige Schwankungen bei Produkttypen und Verpackungen. Produktmix und -verfügbarkeit können in Verbindung mit den Arbeitskosten und der Lagerkapazität ebenfalls entscheidende Faktoren für eine automatisierte Lösung sein.

Die Wahl der richtigen Systemdimension ist ebenfalls ein wichtiger Faktor. Man sollte eng mit dem Systempartner zusammenzuarbeiten, um die Automatisierungslösung optimal an die spezifischen Anforderungen des Lagers anzupassen. Dies beinhaltet oft die Analyse der aktuellen Prozesse und Produktionsdaten, wie z. B. Kundenauftragsdaten, Materialfluss und Produktionsanforderungen. Durch die Verwendung realer Daten lassen sich visuelle Simulationen erstellen, um die maximale Kapazität zu testen und potenzielle Engpässe zu identifizieren. Dadurch kann das Design vor der Implementierung zu verfeinert und abgeschlossen werden.

AMR case studies

Boxy: State-of-the-art eCommerce fulfillment 

Boxy, ein führender Logistikdienstleister für Online-Händler in Ungarn, demonstrierte, wie die Integration eines fortschrittlichen WMS mit autonomer Robotik das Fulfillment im E-Commerce erheblich verbessern kann.

• Betriebliche Verbesserungen - Boxy konnte die Kommissionierleistung um 233 % auf 300 Picks pro Stunde und Arbeitsplatz steigern und ist in der Lage, bis zu 1.300 Pakete pro Stunde zu sortieren.
• Kosten- und Liefervorteile - Boxy kann seinen Kunden Kosteneinsparungen von bis zu 50 %, extrem kurze Vorlaufzeiten und eine Lieferung am selben Tag im Großraum Budapest bieten.
• Technologie und Integration - Die Kombination von WMS, Unified Control System (UCS) und Shipping & Dispatch System (SDS), integriert mit Robotik-Lösungen, optimierte die Ware zu Mensch-Kommissionierung und die Paketsortierung.
• Effizienz und Skalierbarkeit - Die Lösung wurde mit minimalem Schulungsaufwand eingeführt und ist so konzipiert, dass zusätzliche Autonome Mobile Roboter ohne wesentliche Änderungen der Infrastruktur eingesetzt werden können.

Evo: Steigerung von Verkauf und Vertrieb durch Robotik

Evo, ein Unternehmen für Wintersportbekleidung, das hauptsächlich im Online-Handel tätig ist, musste sein Lager vergrößern, um sich auf einen beispiellosen Ansturm von Kunden im Zusammenhang mit dem Weihnachtsgeschäft und der weltweiten Pandemie vorzubereiten. Eine autonome mobile Roboterlösung war der Schlüsselfaktor zur Erfüllung der sich ändernden Marktanforderungen.

• Kommissioniereffizienz - Evo konnte die Kommissioniergeschwindigkeit von 35 auf 90 Einheiten pro Stunde erhöhen und gleichzeitig die Handhabung gemischter Artikel in einem einzigen Behälter beibehalten, um die Kommissioniergenauigkeit zu optimieren.
• Optimierung des Personals - Durch die Reduzierung der Arbeitskräfte von 12 auf 5 Mitarbeiter konnten Staus vermieden und die Arbeitsabläufe im Lager verbessert werden.
• Anpassung an saisonale Spitzen - Die Einführung von 7 zusätzlichen Robotern während der Spitzenzeiten durch ein RaaS-Modell stellte sicher, dass Evo den Betrieb ohne unnötige langfristige Kosten skalieren konnte.
• Betriebssicherheit - Die Lösung sorgte für eine höchstmögliche Genauigkeit und sicherte so die betriebliche Kontinuität und Zuverlässigkeit.
• Beschleunigte Mitarbeiterschulung - Neue oder temporäre Mitarbeiter wurden innerhalb von 10-15 Minuten geschult, so dass die Produktivität des Lagers erhalten blieb.
• Arbeitsmoral - Die Mitarbeiter betrachteten die technische Hilfe als Unterstützung und nicht als Ersatz, was zu einer besseren Arbeitsmoral führte.

Wie sieht die Zukunft der AMRs aus?

Mit der steigenden Kundennachfrage wächst auch die Dringlichkeit für flexible Lagerlösungen.

In der Zwischenzeit entwickelt sich die Branche der Autonomen Mobilen Roboter rasch weiter, wodurch die Technologie erschwinglicher und leichter integrierbar wird. Darüber hinaus werden diese Lagerroboter dank immer ausgefeilterer Software in der Lage sein, zusätzliche Aufgaben zu übernehmen.

In einem dynamischen Logistikumfeld werden mobile Roboter immer häufiger eingesetzt. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, ist es entscheidend, dass Lagerhäuser AMRs auswählen, die ihre spezifischen betrieblichen Anforderungen ergänzen. Durch die Delegation von Routineaufgaben an AMRs können Lagerhäuser diese Technologie nutzen, um ihre Effizienz zu steigern und neue Geschäftsmöglichkeiten zu erschließen.