AMRs und KI-basierte Optimierungen: Eine neue Ära der Lagerautomatisierung beginnt

Die Automatisierung von Lagern lohnt sich. Automatische Hochregallager, AKLs und kilometerlangen Fördertechnikbahnen haben dies in den vergangenen Jahrzehnten in unzähligen Lagern eindrucksvoll gezeigt. Mit AMRs und den zugehörigen KI-basierten Optimierungen beginnt gerade eine neue Ära der Lagerautomatisierung.

Autonome mobile Roboter (AMR) ergänzen nicht nur die herkömmliche Automatisierung, sondern stehen dank ihrer hohen Flexibilität und Skalierbarkeit auch in Konkurrenz zu ihr. AMRs mit ihren Optimierungen eröffnen teils völlig neue Wege, Lager effizienter, dynamischer und smarter zu betreiben.

Die Steuerung von AMRs verteilt sich heute auf mehrere Ebenen: SAP EWM, die Fleet-Manager der Hersteller und die Software auf den AMRs selbst. Man muss kein Prophet sein, um vorherzusagen, dass SAP nach und nach immer mehr die KI-basierten Optimierungsaufgaben übernehmen wird, die derzeit noch in den Fleet-Managern der Hersteller laufen. Eine vergleichbare Entwicklung haben wir in der Vergangenheit bei der herkömmlichen Automatisierung hinsichtlich der Steuerung der Materialflüsse mit den WCS der Hersteller bereits erlebt.

Angesichts der Vielzahl an AMR-Typen lohnt sich ein kurzer Blick auf die wichtigsten Lösungsansätze. Danach widmen wir uns der Frage, wie sich diese Systeme optimal an SAP EWM anbinden lassen und welche Ebene welche Aufgaben übernimmt.

AMRs für die Kommissionierung

Besonders spannend wird es im Bereich der Kommissionierung: Hier wird AMRs ein jährliches Wachstum von rund 30 % prognostiziert – das stärkste im gesamten AMR-Umfeld. Doch welche AMR-Typen prägen diesen Markt eigentlich?

• P2G-AMRs (Person-to-Goods / Assisted Picking Robots)
  AMRs (Bots) fahren mit Pick-Behältern zu Lagerplätzen und Menschen picken von den Lagerplätzen in die Behälter auf den AMRs. Sind alle Picks an einem Lagerplatz für einem AMR erledigt, fährt er selbständig zum nächsten Lagerplatz und wartet dort auf den oder einen anderen Kommissionierer.
  Hier ist eine komplexe gemeinsame Optimierung der Menschen und der AMRs essenziell.
  
• ACR (Autonomous Case Handling Robots)
  AMRs entnehmen z. B. Quell-Behälter aus Regalen (bis zu 12 m Höhe) und fahren sie zu Pickstationen. Dort führen dann Menschen oder stationäre Pickroboter die Kommissionierung durch. Danach werden die Quellbehälter durch den AMR wieder eingelagert. Je nach Auslegung des Systems ist auch ein Zusammenspiel von ACRs und Transport AMRs möglich und die Pickstationen sind oft mit etwas klassischer Fördertechnik ausgestattet. Diese Technologie ist vor allem eine Alternative zu automatischen HRL, AKLs mit Regalbediengeräten oder Shuttle-Systemen. Für die Entnahme der Behälter aus den Regalen gibt es zwei ganz unterschiedliche AMR-Typen: So gibt es große AMR, die 10 und mehr Behälter aufnehmen können und erst mehre Plätze anfahren, bis sie die aufgenommenen Behälter zur Pickstation fahren. Ganz neue kleine AMRs, sind in der Lage Behälter horizontal auf dem Boden von A nach B zu fahren und an Regelsäulen bspw. über Schienen in obere Regalplätze zu fahren, um auch dort Behälter aufzunehmen oder abzugeben. Welche Technik sich durchsetzen wird bleibt abzuwarten.
  
• G2P-AMRs (Goods-to-Person / Regal- oder Pod-Picking Roboter)
  AMRs fahren ganze Regalblöcke zu Pickstationen, an denen dann die Kommissionierung durch Menschen erfolgt. Die Pickstationen sind dabei oft mit Pick-by-Light und Put-to-Light Lösungen ausgestattet und unterstützen eine Multi-Order-Picking.

Allen diesen AMRs ist eines gemeinsam: Sie übernehmen keine Einzelstück-Kommissionierung. Diese findet entweder direkt am Lagerplatz durch Menschen (P2G) statt oder an Pickstationen – durchgeführt von Menschen und/oder stationären Pick-Robotern.

Dabei kommt den Pick-Robotern eine immer wichtigere Bedeutung zu: Projektanalysen von Körber zeigen, dass moderne Systeme bereits rund 30 % des Artikelspektrums automatisch picken können – Amazon berichtet sogar von bis zu 60 %. D.h. in vielen Lagern kann ein nicht unwesentlicher Anteil des Artikelspektrums bereits heute von stationären Robotern automatisiert kommissioniert werden und der Anteil wird in den nächsten Jahren deutlich ansteigen.

AMRs, die selbst Einzelstücke picken können, existieren zwar bereits, sind aber noch selten im Einsatz. Mittelfristig dürfte sich die Technik der stationären Pick-Roboter auf mobile Roboter übertragen lassen. Ob und in welchen Fällen dies jedoch in puncto Geschwindigkeit und Gesamtkosten tatsächlich der optimale Weg ist, bleibt abzuwarten.

AMRs für den Transport

Diese AMRs transportieren Paletten, Behälter Kartons etc. einfach nur von A nach B. Auch hier gibt es unterschiedliche Typen (Forklift AMRs, Palettenhub-AMRs, …), die unterschiedliche Hubhöhe haben oder mal mit oder ohne Gabelzinken ausgerüstet sind, und dementsprechend für unterschiedliche Transporte geeignet sind.

Sonstige AMRs

Die bekanntesten sind vielleicht die Sortier-AMRs, die die Funktion von Sortieranlagen übernehmen. Es gibt aber auch AMRs mit Spezialaufgaben wie z. B. für die Inventur (automatisches Scannen von Kartons oder Paletten in Regalen) oder zum Reinigen.

Zusammenspiel der AMR-Steuerungen und einem SAP EWM

Die meisten AMR-Hersteller liefern ihren eigenen Fleet-Manager mit, der die Aufgabenverteilung innerhalb der AMR-Flotte übernimmt. Doch durch die Vielzahl an AMR-Typen arbeiten in vielen Lagern unterschiedliche AMR-Modelle Seite an Seite. Da verschiedene Hersteller oft spezifische Stärken haben, kommen in einem Lager häufig AMRs mehrerer Anbieter zum Einsatz. Die entscheidende Frage lautet daher: Wer übernimmt in diesem komplexen Umfeld die übergreifende Gesamtsteuerung?

Hier lohnt ein Blick in die Geschichte der herkömmlichen Lagerautomatisierung mit Fördertechnik, automatischen HRL, AKL und Shuttle-Systemen. Anfangs haben die Hersteller der Automatisierungstechnik den Kunden sehr erfolgreich neben der Hardware auch ihre WCS-Systeme und teilweise sogar WMS verkauft. Heute ist es bis auf wenige Ausnahmen State-of-the Art, dass das SAP EWM neben der Lagerverwaltung auch die komplette Materialfluss-Steuerung übernimmt und direkt mit den SPSen kommuniziert. So werden heute WCS-Systeme in einer SAP-Umgebung meist nicht mehr benötigt.

Man muss kein Prophet sein, um vorherzusagen, dass sich die Entwicklung bei AMRs ähnlich wie bei der herkömmlichen Automatisierungstechnik vollziehen wird. Zudem schafft die SAP mit ihrer KI-Strategie bald die perfekte Basis für smarte Optimierungen. Derzeit gibt es zwar noch keine SAP-basierten Lösungen, die bei komplexen Szenarien die Optimierungen der Fleet-Manager der AMR-Hersteller erreichen. Doch es ist nur eine Frage der Zeit, bis SAP Schritt für Schritt aufholt und diese Systeme schließlich übertrifft.