Entwicklung eines Vorgehensmodells zur Flexibilisierung und Verbesserung der Transporte auf dem Werksgelände durch den Einsatz autonomer mobiler Roboter

Autonome mobile Roboter für den Waren- und Materialtransport in der Intralogistik bieten das Potenzial – neben der selbständigen Ausführung des Transports – auch Entscheidungen in einem vorgegebenen Entscheidungskontext eigenständig zu treffen. Dadurch können komplexe Logistikaufgaben vom Roboter übernommen werden. Die Implementierung solch vielseitiger Systeme, welche zum einen höhere Autonomiestufen als konventionelle fahrerlose Transportsysteme aufweisen und zum anderen nicht nur innerhalb, sondern auch außerhalb der Gebäude auf einem Werksgelände fahren, stellt aktuell eine Planungsherausforderung dar. Die fehlende Expertise im Hinblick auf technische, organisatorische und prozessuale Aspekte autonomer mobiler Roboter im Outdoor-Bereich ist hier besonders hervorzuheben. Zwar können Erkenntnisse selbstfahrender Kraftfahrzeuge und autonomer mobiler Anwendungen im Indoor-Bereich teilweise übernommen werden, allerdings sind die Anforderungen nicht eins zu eins auf ein Werksgelände übertragbar, vor allem auch in Bezug auf rechtliche, geografische und sicherheitstechnische Anforderungen.

In der vorliegenden Forschungsarbeit wurde daher ein Vorgehensmodell für die Implementierung autonomer mobiler Roboter auf dem Werksgelände entwickelt. Den Kern des Vorgehensmodells bildet die Entwurfsmethode Axiomatic Design, welche die strukturierte Suche und Zuordnung geeigneter Lösungen für zuvor festgelegte Anforderungen beinhaltet. Nach den Grundlagen und der Diskussion bestehender Modelle und Methoden für das Vorgehen sind im Rahmen der Konzeption zunächst Kundenanforderungen, welche auf qualitativen Interviews, einer Prozessanalyse und dem aktuellen Stand der Wissenschaft basieren, generiert worden. Anhand der systematischen Suche und Zuordnung sowie der Ergänzung um Metriken liefert Axiomatic Design einen auf Kundenanforderungen basierenden Gestaltungsentwurf. Im Zuge einer demonstratorischen Umsetzung bei einem Automobilhersteller wurde dieser Entwurf in konkrete Gestaltungsrichtlinien überführt. Diese Gestaltungsrichtlinien wiederum bieten Anwendern und Herstellern eine fundierte Planungsgrundlage und -unterstützung bei der Einführung autonomer mobiler Roboter auf dem Werksgelände.