Künstliche Intelligenz : Wenn Künstliche Intelligenz bei der Kommissionierung hilft

Mittlerweile gibt es für viele Bedarfsfälle automatisierte Unterstützung. Roboter, die in stark strukturierten Umgebungen eingesetzt und betrieben werden, können vor allem vordefinierte Abläufe schnell und effizient ausführen.

In weniger strukturierten Umgebungen mit sich dynamisch verändernden Situationen finden sich allerdings schon viel weniger Roboter, da traditionelle Automatisierungsansätze mit vordefinierten Regeln nicht mehr anwendbar sind. Hier braucht es noch den Menschen, der allerdings in solchen Umgebungen meist monotone, sich wiederholende oder sogar gefährliche Aufgaben ausführt.

Insbesondere der E-Commerce befeuert diesen Bedarf zusätzlich, da der Großteil aller Kommissionierarbeiten in Warenlagern durch zahlreiches Personal bearbeitet werden muss. Gleichzeitig verschärfen sich der Arbeitskräftemangel und die weltweite Wettbewerbssituation.

Nun hat Siemens mit Simatic Robot Pick AI eine Lösung vorgestellt, die robotergestützte Kommissionierung durch autonome Greifentscheidungen für jedes "unbekannte" Objekt zur Laufzeit ermöglicht - integriert in eine SPS-basierte Automatisierung. Die vortrainierte, auf Deep Learning basierende 3D-Vision Software ermöglicht es Roboter-Lösungsanbietern, Standard-Robotersysteme zu autonomen Kommissionierroboter aufzurüsten, die beliebige "unbekannte" Artikel aus Boxen kommissionieren können. Siemens arbeitet ebenso an einem weiteren „Roboter-Skill“, der das präzise Platzieren von „unbekannten“ Artikeln ermöglicht, um z.B. Versandkartons zu packen.

Simatic Robot Pick AI ist generisch trainiert und benötigt kein Training durch den Nutzer. Das modulare Konzept ermöglicht es Lösungsanbietern, 3D-Kamera, Roboter und Sauggreifer je nach Anwendungsfall, Bedarf und Preispositionierung auszuwählen. Zudem wird die Integration und Wartbarkeit der späteren Lösung deutlich vereinfacht. Unter Verwendung der Simatic Robot Library kann selbst die Roboter-Logik auf einer SPS umgesetzt werden. Und dies standardisiert und herstellerunabhängig. Prozess-Logik, Roboter-Logik und Roboter-KI sind vereint, und ermöglichen laut Siemens erstmalig, die autonome robotergestützte Kommissionierung ganzheitlich auf einer Automatisierungsplattform umzusetzen.

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Laut Christopher Schütte, der diesen Ansatz auf der Smart Automation Austria gezeigt hat, wird die Zahl der Beschäftigten, die statische Manipulationsaufgaben in Lagern ausführen, voraussichtlich von 4,3 Millionen im Jahr 2022 auf 7,5 Millionen Vollzeitäquivalente im Jahr 2030 ansteigen. Hinsichtlich des sich verschärfende Personalmangels, steigenden Wettbewerbs und steigender Lohnkosten gewinnt die Automatisierung dieser Prozesse aktuell enorm an Bedeutung.

Aufgrund der hohen Komplexität, die eine Roboter-Intelligenz beherrschen müsste, gibt es heute wenige Anbieter, die Lösungen für diese Probleme anbieten. Meist handle es sich dabei um Start-Ups mit geschlossenen Lösungen, so Schütte. Heutige Preisen seien zudem meist nur in Hochleistungsprozessen zu rechtfertigen. „Die Durchdringungsrate für einen autonomen Kommissionier-Roboter liegt heute bei etwa zehn Prozent, was zu einem offenen Potential von hunderttausenden von Roboterzellen führt. Studien zeigen, dass dieser neue Markt ein durchschnittliches, jährliches Wachstum von über 58 Prozent zwischen 2021 und 2027 erfahren wird“, so Schütte im Gespräch mit dispo.

Siemens möchte damit die Barrieren zur Marktdurchdringung reduzieren, die Akzeptanz dieser neuen Technologie bei Endanwendern erhöhen und jeden Roboter-Lösungsanbietern die Möglichkeit eröffnen, am Markt teilzuhaben. Laut Christopher Schütte wurde viel Wert darauf gelegt, diese komplexe Technologie in ein möglichst einfach zu nutzendes Produkt für Automatisierungsexperten zu überführen, um zukünftig mehr Lösungen am Markt zu fördern.

Die Konfiguration und Kalibrierung der Simatic Robot Pick AI sei in unter 20 Minuten erledigt. Das integrierte Konzept verringere zusätzlich die Komplexität in der Entwicklung und späteren Integration. Siemens habe sich außerdem bewusst dazu entscheiden, die Simatic Robot Pick AI nicht als Subscription oder Cloud-basierter Robots as a Service (RaaS) anzubieten, sondern als Einmalzahlung und On-Premises Installation.

Die Lösung wurde im März 2023 veröffentlicht und ist bisher bei bonÀrea in Spanien sowie in zwölf Pilotprojekten im Einsatz. Auch österreichische Lieferanten von Materialflusssystemen hätten bereits Interesse bekundet. Laut Schütte würde sich Lösungen basierend auf der Simatic Robot Pick AI - gegenüber einem manuellen Kommissionier-Arbeitsplatz bereits im Zwei-Schicht-Betrieb und unter zwei Jahren amortisieren.