IH führerloser innerbetriebl. Transportsysteme

Ziel dieser Methode ist es, einen klar strukturierten Projektablauf für die Einführung fahrerloser Transportsysteme bereitzustellen. Dabei sollen folgende Ziele erreicht werden: Erstens die Erhöhung der Effizienz innerbetrieblicher Transportprozesse durch Automatisierung und Optimierung der Routenplanung. Zweitens die Senkung von Kosten und Leerfahrten im Materialfluss sowie die Verbesserung der Kapazitätsauslastung. Drittens die Verbesserung der Arbeitssicherheit und Prozesssicherheit: Moderne FTS sind mit 360°-Kollisionsvermeidung, Not-Aus-Schaltern sowie visuellen und akustischen Warnsystemen ausgestattet, was Unfälle reduziert. Viertens die Unterstützung von Nachhaltigkeits- und Lean-Prinzipien: Durch gleichmäßige Fahrgeschwindigkeiten, präzise Positionierung und optimierte Routen tragen FTS dazu bei, Energieverbrauch und CO₂-Emissionen zu verringern. Fünftens zielt die Methode darauf ab, FTS nahtlos in die FM-Gesamtstrategie einzubetten, so dass sie als Ganzes die Unternehmensziele und die erforderlichen Arbeitsbedingungen erfüllt. Damit werden sowohl operative Effizienz als auch strategische FM-Ziele unterstützt.

Sie bewegen Paletten, Gitterboxen oder KLT autonom zwischen Wareneingang, Hochregallager, Kommissionierplätzen und Versandstationen. FTS lassen sich mit Fördertechnik und Lagerverwaltungssystemen vernetzen, um einen durchgehenden Materialfluss sicherzustellen. Auch in großvolumigen Distributionszentren (z. B. E-Commerce, Flughäfen, Häfen) kommen sie zum Einsatz, indem sie etwa Fertigsendungen oder Gepäck zu Verladestellen bringen. Typische Aufgaben sind dabei das Verknüpfen von Fixpunkten im Materialfluss sowie das Bewältigen von Stoßzeiten (z. B. bei Auslieferungsprozessen) durch reihenbasiertes Routing.

Auch im Dienstleistungssektor und im Gesundheitswesen gewinnen FTS an Bedeutung. In Krankenhäusern und Kliniken übernehmen sie z. B. die Stationslogistik: Der Transport von Medikamenten, Laborproben, Instrumenten oder Patientenverpflegung wird automatisiert, wodurch Pflege- und medizinisches Personal entlastet werden. FTS bewegen Waren zwischen Apotheken, OP-Bereichen und Lagerräumen nach vorgegebenen Zeitplänen. Durch standardisierte Routen lassen sich Transportverzögerungen vermeiden und Patientenversorgung verbessern. In großen Bürokomplexen oder Produktionsanlagen können FTS auch zur Zustellung von Dokumenten, Werkzeugen oder Versorgungsgütern eingesetzt werden.

Bevor mit der Planung eines FTS-Projekts begonnen wird, müssen wesentliche Voraussetzungen geschaffen werden. Dazu zählt zunächst die Schaffung klarer Rahmenbedingungen, beispielsweise durch ein fest definiertes Budget und interne Freigaben.

• Projektteam und Verantwortung: Ein interdisziplinäres Team aus Facility Management, Logistik, Produktion und IT muss benannt werden. Hier werden Zieldefinition und Projektleitung verankert.

• Prozessverständnis: Die zu automatisierenden Materialflüsse und Zielsetzungen sind im Vorfeld zu klären. Dabei werden Transportgüter, Mengen, Gewichte und Abläufe erhoben, um die Systemanforderungen festzulegen.

• Bauliche Bedingungen: Die Infrastruktur muss untersucht werden: Ebenheit und Tragfähigkeit der Böden, Hallenhöhe, Durchgangsbreiten und Türöffnungen müssen ausreichen. Gegebenenfalls sind bauliche Anpassungen nötig (z. B. Erhöhung von Deckenleuchten, Beseitigung von Türschwellen).

• Infrastruktur und IT: Ein stabiles Funknetzwerk (WLAN) muss verfügbar sein, ebenso vorhandene Steuerungs- und Verwaltungssysteme (WMS, ERP). Schnittstellen (z. B. OPC UA, REST-APIs) sind zu definieren, damit FTS-Leitsystem und IT-Plattformen kommunizieren können.

• Energiekonzept: Ladeinfrastruktur für die Fahrzeugbatterien (z. B. induktive Ladezonen oder Steckdosen) sollte geplant sein. Batteriekapazität und Ladezeiten müssen zum Betriebskonzept passen, um Betriebsunterbrechungen zu minimieren.

• Sicherheits- und Rechtsgrundlagen: Es muss sichergestellt sein, dass alle relevanten Vorschriften (Maschinenrichtlinie, ISO 3691-4:2020 etc.) eingehalten werden. Dazu gehören Risikobeurteilungen, Erstellung der technischen Unterlagen sowie die CE-Kennzeichnung. Weiterhin muss der Arbeitsschutz gewährleistet sein (z. B. Gefährdungsbeurteilung für Mitarbeiter in FTS-Bereichen).

Zur Spezifikation und Auslegung des FTS sind detaillierte Informationen über vorhandene Gegebenheiten und Anforderungen erforderlich.

• Anlagendaten: Grundrisspläne mit Abmessungen der Transportwege, Angaben zu Bodenbeschaffenheit und Hallenhöhe, Positionen von Lade-/Stationierungsbereichen sowie Hindernissen (Säulen, Pufferzonen).

• Transportvolumen und Ströme: Erfassung von Anzahl, Gewicht und Dimension der zu bewegenden Ladeeinheiten; Transportfrequenzen zwischen Quelle und Senke; identifizierte Spitzenlasten und Leerlaufzeiten. Eine Transportmatrix mit Start-/Ziel-Paaren und Häufigkeiten verdeutlicht Hauptverkehrsachsen und ermöglicht eine optimierte Routenplanung.

• Zeitprofile: Schichtpläne, Stoßzeiten und saisonale Schwankungen im Transportaufkommen müssen ermittelt werden, um Dimensionierung und Kapazität des Systems zu definieren.

• IT- und Kommunikationsdaten: Information über bestehende IT-Systeme (WMS, ERP, MES) und ihre Schnittstellen; Netzwerkpläne mit WLAN-Abdeckung und Bandbreiten; Anforderungen an Reaktionszeit und Verfügbarkeit der Kommunikation.

• Energiebedarf: Angabe der erforderlichen Batteriekapazität, Ladezeiten und Ladezyklen für die Flotte. Hierzu zählen auch Taktzeiten, in denen Fahrzeuge laden können, sowie Anforderungen an unterbrechungsfreie Stromversorgung für Ladestationen.

• Sicherheits- und Umgebungsdaten: Angaben zu zulässigen Geschwindigkeiten, Arbeitsumgebung (Licht, Temperatur) und Anzahl der Personen in den Betriebsbereichen. Diese Daten fließen in die Risikobeurteilung und Szenarienplanung ein.

Vor dem Projektstart sind alle beteiligten Rollen und ihre Verantwortlichkeiten festzulegen, um reibungslose Abläufe zu gewährleisten.

• Projektleitung FTS: Oft angesiedelt im Facility Management oder der Intralogistik, koordiniert sie das Gesamtprojekt und den Informationsfluss.

• Logistik-/Materialflussplaner: Analysiert bestehende Transportprozesse, definiert Leistungsanforderungen und konzipiert neue Materialflüsse.

• Produktions- und Lagerleitung: Legt fest, welche Güter automatisiert transportiert werden sollen und in welchen Zeitfenstern.

• IT- und OT-Abteilung: Verantwortlich für die IT-Infrastruktur und Datenschnittstellen (WLAN, Server, Schnittstellen zu ERP/WMS).

• Arbeitssicherheit und Betriebsrat: Prüfen Vorschriften, begleiten Risikobeurteilung und stellen die Einhaltung von Arbeitsschutzrichtlinien sicher.

• Instandhaltungs- und Serviceteams: Verantwortlich für Wartung, Fehlersuche und Instandhaltung der FTS-Fahrzeuge und -Infrastruktur.

• Systemlieferant/Integrator: Externer Anbieter oder Hersteller der FTS-Lösung, der technische Konzeption, Installation und Inbetriebnahme durchführt.

• Schulungsbeauftragte: Organisieren die Unterweisung des Bedien- und Wartungspersonals gemäß den gesetzlichen Vorgaben.

• Projektinitiierung und Rollenklärung: Festlegung des Projektteams, der Projektziele und der Verantwortlichkeiten. Ein Kick-off-Meeting schafft Transparenz über die Projektbeteiligten und Aufgaben.

• Ist-Analyse der Transportprozesse: Erfassung aller relevanten innerbetrieblichen Transporte mittels Prozessaufnahmen und Materialflussanalyse. Erstellen von Transportmatrizen und Bestimmung kritischer Güter und Wege.

• Standort- und Umfeldanalyse: Untersuchung der geplanten Einsatzbereiche (Hallen, Wege, Umweltbedingungen). Überprüfung von Bodenbeschaffenheit, Tragfähigkeit, Geländestruktur sowie IT-Infrastruktur (WLAN-Abdeckung, Ladepunkte).

• Sicherheits- und Normencheck: Durchführung einer Gefährdungsbeurteilung und Abgleich mit Normen (Maschinenrichtlinie, ISO 3691-4, ISO 12100 etc.). Hierzu zählen auch Erste-Hilfe-Einrichtungen und Not-Aus-Konzept. Sicherheitszonen (Trennungen von Personen- und Fahrzeugbereichen) sind zu definieren.

• Konzeptionelles Systemdesign: Auswahl der Fahrzeugtypen (Gabelstapler-FTS, Unterfahrfahrzeuge, kombiniertes Top-Modul etc.) basierend auf Tragfähigkeit, Transportgütern und Einsatzszenario. Festlegung der Navigationstechnik (Laser, SLAM), der notwendigen Peripherie (Stellplätze, Ladeeinrichtungen) und Verkehrswege. Auch wird das Leitsteuerungssystem konfiguriert (Auftragssteuerung, Kollisionsvermeidung, Flottenmanagement).

• Lieferantenauswahl und Beschaffung: Erstellung einer Ausschreibung oder Leistungsbeschreibung, Einholung und Vergleich von Angeboten. Bewertung nach technischen und wirtschaftlichen Kriterien (Systemmodularität, Erweiterbarkeit, Total Cost of Ownership).

• Installation und Integration: Hardwareinstallation am Standort (Fahrzeug-Installation, stationäre Komponenten, Ladestationen) sowie Inbetriebnahme der Software. Anbindung an IT-Systeme (WMS/ERP) und Schulung der KI-gestützten Routenplanungsalgorithmen.

• Testlauf und Abnahme: Durchführung umfassender Funktionstests, Inbetriebnahmeprotokolle und Sicherheitsprüfungen. Fahrzeuge werden unter Last gefahren, Navigationsrouten validiert und Not-Aus-Funktionen getestet. Bei Bedarf werden Anpassungen vorgenommen (z. B. Kalibrierung der Sensoren).

• Schulung und Betriebsübergabe: Schulung des Bedien- und Wartungspersonals zu Betriebsvorschriften, Notfallprozeduren und Wartungsaufgaben. Übergabe aller technischen Dokumentationen und Betriebsanleitungen an das FM-Team.

• Regelbetrieb und Optimierung: Anlaufbetrieb mit kontinuierlichem Monitoring der Leistung (Durchsatz, Verfügbarkeit). Etablierung von Wartungsplänen und Performance-Kennzahlen. Bei fortschreitendem Betrieb können durch Auswertung der gesammelten FTS-Daten Predictive-Maintenance-Maßnahmen abgeleitet und Verbesserungen umgesetzt werden.

• Die Anwendung dieser Methode bringt entscheidende Vorteile: Zum einen wird die Effizienz gesteigert – getaktete, sich wiederholende Transporte laufen zuverlässig und nonstop ab, was zu einer besseren Auslastung der Transportkapazitäten führt. Zum anderen verbessert sich die Arbeitssicherheit durch standardisierte FTS-Funktionen (frühe Kollisionswarnung, Not-Aus) und den Wegfall manueller Gabelstaplereinsätze in stark frequentierten Bereichen.

• Ein weiterer Vorteil ist die Flexibilität: Modulare FTS-Module (z. B. wechselbare Top-Module) können verschiedenartige Ladungsträger handhaben. So lässt sich die Flotte bei Bedarf schnell an neue Aufgaben anpassen. Darüber hinaus unterstützt die Automatisierung Nachhaltigkeitsziele, da KI-gestützte Fahrstrategien Leerfahrten verringern und energieeffiziente Routen (nach historischen Daten) ermöglichen. Datengestützte Prognosen senken den CO₂-Ausstoß.

• Zudem liefert die Methode objektive Entscheidungsgrundlagen: Durch die systematische Planung (Anforderungsanalyse, Wirtschaftlichkeitsbetrachtung) werden Investitionen transparent bewertet. Dies hilft, die Total Cost of Ownership zu optimieren und einen positiven Return on Investment zu erzielen. Langfristig sinken die Life-Cycle-Kosten von Gebäuden und Anlagen, weil optimierte Transportprozesse Wartung und Ersatzteilbedarf reduzieren. Insgesamt schafft die Methode eine ganzheitliche Lösung, die FM-Strategie, Lean-Logistik und digitale Transformation integriert.

Trotz der Vorteile gibt es Einschränkungen und Risiken: Die Anschaffungskosten für FTS sind hoch, und die Wirtschaftlichkeit tritt oft erst ab größerem Transportvolumen ein. Komplexe Implementierungen können Projektrisiken bergen (fehlende WLAN-Abdeckung, unerwartete bauliche Hindernisse). Darüber hinaus erfordert der Betrieb vernetzter Systeme einen stabilen IT-Betrieb: Ein Ausfall des WLAN oder der Leitsteuerung führt sofort zum Stillstand des FTS-Betriebs. Sicherheitsrelevante Software- und Cyberangriffe müssen ebenfalls berücksichtigt werden.

Ein weiterer limitierender Faktor ist der Schwierigkeitsgrad in gemischten Verkehrsbereichen. Bei gemischtem Betrieb mit Personen muss eine streng kontrollierte Zonensicherheit gewährleistet sein, da unerwartete Hindernisse sonst zu Notstopps führen. Auch die Ladeinfrastruktur (Batterie-Management) kann zu Engpässen führen, wenn Fahrzeuge häufiger geladen werden müssen als geplant. Schließlich sind umfangreiche Dokumentations- und Prüfpflichten zu erfüllen – etwa die Erstellung von Bedienanleitungen, Risikobeurteilungen und Konformitätserklärungen gemäß Maschinenrichtlinie. All diese Faktoren bedingen einen zusätzlichen Aufwand bei Planung und Betrieb.

Fahrerlose Transportsysteme werden heute in vielen Branchen als Standardlösung gesehen. In der Automobilindustrie beispielsweise laufen FTS-Anwendungen, die Fertigungsstraßen mit Karosserieteilen versorgen oder lackierte Karossen zwischen Bearbeitungsstationen transportieren. Auch die Lagerlogistik von Zulieferbetrieben ist ein typischer Einsatzort. E-Commerce- und Distributionszentren nutzen FTS zur Automatisierung der Kommissionierung: Roboterfahrzeuge bringen kommissionierte Waren zu Verpackungsstationen oder ordnen eingehende Paletten ein. Ein bekanntes Beispiel sind die Unterfahr-Roboter (ehemals Kiva) großer Online-Händler, die Warenregale autonom bewegen.

In der Elektro- und Maschinenbauindustrie transportieren FTS empfindliche Bauteile (z. B. Leiterplatten, Maschinenkomponenten) punktgenau zwischen Montageplätzen. In diesen Bereichen sind geringe Transporttoleranzen und gleichbleibende Abläufe gefragt. In Großlaboren und Reinräumen kommen FTS zum Beispiel für den internen Transport von Proben und Bauteilen zum Einsatz, wo Staubfreiheit und präzise Handhabung wichtig sind.

Kliniken setzen FTS in der Stationslogistik ein. So übernehmen „Roboterwagen“ hier den täglichen Transport von Medikamenten, medizinischen Geräten und Sterilgütern zwischen Pharmakologie, OP, Laboren und Stationen. Dies optimiert Arbeitsabläufe, da Pflegekräfte entlastet werden und Versorgungsgüter bedarfsgerecht gelangen.

• Maschinenrichtlinie 2006/42/EG (sicherer Entwurf von Maschinen)

• DIN EN ISO 3691-4 (Sicherheit fahrerloser Flurförderzeuge)

• VDI 2510 (Richtlinie für Fahrerlose Transportsysteme)

• VDI 2710 (Ganzheitliche Planung von Fahrerlosen Transportsystemen)

• DIN EN ISO 12100 (Sicherheit von Maschinen – Risikobeurteilung)

• Arbeitsschutzgesetz und Betriebssicherheitsverordnung (DGUV-Vorschriften)

• ANSI/ITSDF B56.5 (US-Standard für automatisierte Flurförderzeuge)

• Simulations- und Modellierungssoftware: 3D-Simulationstools wie AnyLogic, FlexSim oder Siemens Plant Simulation zur Abbildung und Optimierung von Materialflüssen.

• WMS/IWMS und Flottenmanagement: Lagerverwaltungs- und Asset-Management-Systeme (z. B. SAP EWM, openTCS) zur Steuerung der Transportaufträge und Flottenkoordination.

• CAD/BIM-Software: Tools wie Autodesk Revit oder ARCHICAD, um Gebäudegrundrisse, Hallenlayouts und Verkehrswege digital zu planen und visuell zu verifizieren.

• IoT- und Integrationstools: Middleware und Protokolle (z. B. OPC UA, MQTT) zur Vernetzung von Automatisierung, Gebäudetechnik und IT (MES/ERP).

• Sicherheitssimulation: Software für Risikoanalyse und Gefährdungsbeurteilung (z. B. ISO12100-konforme Tools).

• Lean-/Prozessoptimierungstools: Wertstrom- und Prozessanalysesoftware zur Identifikation von Verschwendungen (5S, Kanban-Tools).

• FM-Connect.com-Ressourcen: Die FM.Connect-Plattform bietet Fachartikel und Checklisten (z. B. transport.fm-connect.com) sowie Beratungsangebote zur strategischen Planung und Digitalisierung innerbetrieblicher Transportprozesse.