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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines fahrerlosen Transportsystems (FTS), bei dem eine Mehrzahl von fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) des fahrerlosen Transportsystems auf Pfaden eines vorbestimmten Pfadnetzwerks automatisch fährt und ein fahrerloses Transportfahrzeug aus der Mehrzahl von fahrerlosen Transportfahrzeugen eine aktuelle Fahrt wegen einer unerwartet eingetretenen Problemsituation abbricht und anhält. Ferner betrifft die Erfindung ein fahrerloses Transportsystem sowie ein modulares Stationensystem.
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Fahrerlose Transportsysteme sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt und dienen dazu, Transportgüter zwischen Abholorten und Ablieferorten zu transportieren. Ein fahrerloses Transportsystem umfasst in der Regel eine Mehrzahl von fahrerlosen Transportfahrzeugen, welche konfiguriert sind, Transportaufträge eigenständig auszuführen.
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Derartige fahrerlose Transportsysteme und autonome fahrerlose Transportfahrzeuge sind in
US 2020 / 0 264 633 A1 ,
DE 10 2017 203 036 A1 und
US 2020 / 0 326 699 A1 , beschrieben.
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Ein Transportauftrag besteht gewöhnlich darin, zu einem Abholort zu fahren, an dem Abholort ein Transportgut aufzunehmen, mit dem aufgenommenen Transportgut zu einem Ablieferort zu fahren und das transportierte Transportgut an dem Ablieferort abzugeben.
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So beschreibt ein im Jahr 2013 von Andreas Trenkle et al. in Logistics Journal: Proceedings veröffentlicher Artikel mit dem Titel „FiFi - Steuerung eines FTF durch Gesten- und Personenerkennung“, DOI 10.2195/lj_Proc_trenkle_de_201310_01, URN urn:nbn:de:0009-14-37688, ein Verfahren, bei dem ein fahrerloses Transportfahrzeug eines fahrerlosen Transportsystems entweder in einem Linienfolgemodus entlang eines von einer Linie angezeigten Pfads autonom fährt oder in weiteren Betriebsmodi von einer Person hauptsächlich mittels einer Geste und ergänzend mittels eines Sprachbefehls gesteuert wird.
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Das fahrerlose Transportsystem ist in der Praxis ein Teil eines modularen Stationensystems, welches eine Mehrzahl von zueinander beabstandet angeordneten Stationen und ein vorbestimmtes Pfadnetzwerk umfasst. Die Stationen sind durch Pfade des vorbestimmten Pfadnetzwerks verbunden, welche sich zwischen den Stationen erstrecken. Jede Station des modularen Stationensystems kann ein Abholort und/oder ein Ablieferort für ein Transportgut sein.
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Das modulare Stationensystem kann beispielsweise als ein modulares Montagesystem mit einer Mehrzahl von Montagestationen ausgebildet sein und einen räumlich verteilten automatischen Herstellungsprozess eines Bauteils unterstützen. Das modulare Stationensystem kann alternativ als ein modulares Logistiksystem mit einer Mehrzahl von Lagerstationen ausgebildet sein und eine räumlich verteilte automatische Lagerung von Produkten ermöglichen.
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Ein fahrerloses Transportfahrzeug eines insbesondere hochautomatisierten fahrerlosen Transportsystems, kann allerdings in eine Problemsituation geraten, wenn es einen Transportauftrag nicht wie vorgesehen ausführen kann. Beispielsweise kann bereits ein Abholen eines Transportguts unmöglich sein, weil eine Zufahrt zu dem Abholort versperrt oder das Transportgut nicht zur Abholung bereitgestellt ist. Oder ein Abliefern eines Transportguts kann unmöglich sein, weil eine Zufahrt zu einem Ablieferungsort versperrt oder der Abholort belegt ist. Bis zum Lösen einer derartigen Problemsituation vergeht gewöhnlich eine gewisse Zeit, woduch eine zuverlässige Funktion und Effizienz des fahrerlosen Transportsystems beeinträchtigt ist.
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Es ist daher einer Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines fahrerlosen Transportsystems vorzuschlagen, welches ein frühes Lösen einer Problemsituation des fahrerlosen Transportsystems ermöglicht. Ferner sind es Aufgaben der Erfindung, ein fahrerloses Transportsystem und ein modulares Stationensystem bereitzustellen.
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Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines fahrerlosen Transportsystems, bei dem eine Mehrzahl von fahrerlosen Transportfahrzeugen des fahrerlosen Transportsystems auf Pfaden eines vorbestimmten Pfadnetzwerks automatisch fährt und ein fahrerloses Transportfahrzeug aus der Mehrzahl von fahrerlosen Transportfahrzeugen eine aktuelle Fahrt wegen einer unerwartet eingetretenen Problemsituation abbricht und anhält. Das fahrerlose Transportsystem führt Transportaufträge im Wesentlichen eigenständig aus, d. h. die fahrerlosen Transportfahrzeuge fahren, ohne von einer Person gesteuert zu werden. Sie können auf Pfaden eines vorbestimmten Pfadnetzwerks fahren. Die Pfade können sich zwischen Stationen eines modularen Stationensystems erstrecken.
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Bei dem automatischen Betrieb des fahrerlosen Transportsystems kann eine Problemsituation unerwartet eintreten. Die Problemsituation kann es einem fahrerlosen Transportfahrzeug zumindest vorübergehend unmöglich machen, einen aktuellen Transportauftrag wie vorgesehen auszuführen. Die Problemsituation kann sich infolge von Blockaden auf weitere fahrerlose Transportfahrzeuge ausweiten und im Falle von wechselseitigen oder zirkulären Blockaden mehrerer fahrerlosen Transportfahrzeuge zu einer Dead-Lock-Situation führen.
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Erfindungsgemäß erfasst das fahrerlose Transportfahrzeug in der Problemsituation einen Sprachbefehl einer in einer Umgebung des fahrerlosen Transportfahrzeugs angeordneten Person und setzt die unterbrochene aktuelle Fahrt in einer entsprechend dem erfassten Sprachbefehl veränderten Weise fort. Mit anderen Worten wird das fahrerlose Transportfahrzeug in einer Problemsituation ausnahmsweise mittels eines Sprachbefehls gesteuert. Die Fortsetzung in der veränderten Weise kann ein Modifizieren, ein Abbrechen der unterbrochenen aktuellen Fahrt, ein Rückabwickeln der unterbrochenen aktuellen Fahrt oder ein Ändern einer Fahrtroute der unterbrochenen aktuellen Fahrt umfassen.
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Die Person erfasst die Problemsituation visuell, analysiert die erfasste Problemsituation, bestimmt eine Lösung der Problemsituation und gibt dem fahrerlosen Transportfahrzeug den Sprachbefehl. Der Sprachbefehl kann einfache Worte oder komplexe Sätze umfassen und veranlasst das fahrerlose Transportfahrzeug, die unterbrochene aktuelle Fahrt anders als vorgesehen fortzusetzen, um die Problemsituation zu lösen. Die Sprachsteuerung des fahrerlosen Transportfahrzeugs ermöglicht ein frühes, idealerweise unmittelbares, Lösen der Problemsituation durch jede Person in einer Umgebung des fahrerlosen Transportfahrzeugs, wodurch eine Zuverlässigkeit sowie eine Effizienz des fahrerlosen Transportfahrzeugs erhöht sind.
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Die Umgebung des fahrerlosen Transportfahrzeugs ist durch eine akustische Empfangscharakteristik und eine akustische Empfangsempfindlichkeit einer Spracherfassungseinheit, insbesondere eines Mikrofons der Spracherfassungseinheit, des fahrerlosen Transportfahrzeugs definiert.
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Weiterhin erfindungsgemäß erzeugt eine zentrale Steuereinheit des fahrerlosen Transportsystems einen Transportplan und steuert Fahrten der fahrerlosen Transportfahrzeuge entsprechend dem erzeugten Transportplan. Die zentrale Steuereinheit erzeugt den Transportplan beispielsweise abhängig von einem Arbeitsplan eines modularen Stationensystems. Der Transportplan umfasst eine Mehrzahl von Transportaufträgen, welche die zentrale Steuereinheit an die fahrerlosen Transportfahrzeuge übermittelt. Jedes Transportfahrzeug kann Steuerbefehle von der zentralen Steuereinheit empfangen und kann die empfangenen Transportaufträge entsprechend den empfangenen Steuerbefehlen ausführen.
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Gemäß der Erfindung leitet das fahrerlose Transportfahrzeug den erfassten Sprachbefehl zu der zentralen Steuereinheit weiter. Das fahrerlose Transportfahrzeug ist von einem eigenständigen Analysieren des Sprachbefehls entlastet.
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Weiterhin erfindungsgemäß analysiert die zentrale Steuereinheit den weitergeleiteten Sprachbefehl und passt den Transportplan betreffend das fahrerlose Transportfahrzeug entsprechend dem analysierten Sprachbefehl an. Das Anpassen des Transportplans umfasst ein Modifizieren des wegen der Problemsituation unterbrochenen aktuellen Transportauftrags des fahrerlosen Transportfahrzeugs.
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Stattdessen kann ein Audioprozessor der Spracherfassungseinheit den erfassten Sprachbefehl analysieren, den Transportplan betreffend das fahrerlose Transportfahrzeug entsprechend dem analysierten Sprachbefehl anpassen und Informationen betreffend die Problemsituation und den angepassten Transportplan an die zentrale Steuereinheit übermitteln.
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Die zentrale Steuereinheit kann die Anpassung des Transportplans betreffend das fahrerlose Transportfahrzeug der Problemsituation als eine Lösung der Problemsituation zuordnen, die Zuordnung speichern und die gespeicherte Zuordnung auf eine spätere ähnliche Problemsituation eines fahrerlosen Transportfahrzeugs übertragen. Das Speichern und spätere Anwenden der Zuordnung entspricht einem Lernen der zentralen Steuereinheit. Auf diese Weise kann die zentrale Steuereinheit eine zunehmende Anzahl von Problemsituationen unmittelbar automatisch lösen. Eine Hilfestellung durch eine Person, welche dem fahrerlosen Transportfahrzeug einen Sprachbefehl gibt, ist entsprechend mit einer zunehmenden Betriebsdauer des fahrerlosen Transportsystems immer seltener erforderlich.
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Alternativ oder zusätzlich kann jedes fahrerlose Transportfahrzeug in Abstimmung mit weiteren fahrerlosen Transportfahrzeugen autonom fahren. Mit anderen Worten empfangen die fahrerlosen Transportfahrzeuge zwar Transportaufträge von der zentralen Steuereinheit, steuern jedoch eigenständig, um die empfangenen Transportaufträge auszuführen.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein fahrerloses Transportsystem, mit einer Mehrzahl von fahrerlosen Transportfahrzeugen, bei dem die fahrerlosen Transportfahrzeuge konfiguriert sind, auf Pfaden eines vorbestimmten Pfadnetzwerks automatisch zu fahren. Das fahrerlose Transportsystem kann zu einem modularen Stationensystem mit einer Mehrzahl von Stationen gehören. Die Stationen des modularen Stationensystems können durch die Pfade des vorbestimmten Pfadnetzwerks verbunden sein, welche sich zwischen den Stationen erstrecken.
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Erfindungsgemäß umfasst ein fahrerloses Transportfahrzeug eine Spracherfassungseinheit zum Erfassen eines Sprachbefehls einer in einer Umgebung des fahrerlosen Transportfahrzeugs angeordneten Person. Dank der Spracherfassungseinheit kann das fahrerlose Transportfahrzeug ausnahmsweise, insbesondere in einer Problemsituation, von der Person gesteuert werden.
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Bevorzugt ist das fahrerlose Transportsystem konfiguriert, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Auf diese Weise ist die Problemsituation früher lösbar, was mit einer höheren Zuverlässigkeit und größeren Effizienz des fahrerlosen Transportsystems einhergeht.
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In vielen Ausführungsformen umfasst das fahrerlose Transportsystem eine zentrale Steuereinheit, welche konfiguriert ist, die fahrerlosen Transportfahrzeuge entsprechend einem Transportplan zu steuern, oder ist ein fahrerloses Transportfahrzeug konfiguriert, in Abstimmung mit weiteren fahrerlosen Transportfahrzeugen autonom zu fahren. Das fahrerlose Transportfahrzeug kann eine Kommunikationseinheit zum drahtlosen Kommunizieren mit der zentralen Steuereinheit umfassen. Über die Kommunikationseinheit empfängt das fahrerlose Transportfahrzeug einen Transportauftrag von der zentralen Steuereinheit. Zusätzlich kann das fahrerlose Transportfahrzeug Steuerbefehle von der zentralen Steuereinheit empfangen.
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Noch ein Gegenstand ist ein modulares Stationensystem, mit einer Mehrzahl von Stationen, welche durch Pfade eines vorbestimmten Pfadnetzwerks verbunden sind, und einem fahrerlosen Transportsystem. Das modulare Stationensystem kann als ein modulares Montagesystem oder ein modulares Logistiksystem ausgebildet sein.
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Erfindungsgemäß umfasst das modulare Stationensystem ein erfindungsgemäßes fahrerloses Transportsystem. Dank dem zuverlässigeren und effizienteren fahrerlosen Transportsystem ist eine Effizienz des modularen Stationensystems vergrößert.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens besteht darin, dass während des Betriebs des fahrerlosen Transportsystems auftretende Problemsituationen früher gelöst werden. Entsprechend ist eine Zuverlässigkeit des fahrerlosen Transportsystems vergrößert und eine Effizienz des fahrerlosen Transportsystems erhöht. Ein modulares Stationensystem mit einem fahrerlosen Transportsystem, welches erfindungsgemäß betrieben wird, profitiert von der vergrößerten Zuverlässigkeit und erhöhten Effizienz des fahrerlosen Transportsystems.
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Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter beschrieben. Es zeigt:
- 1 eine Komponentendarstellung eines modularen Stationensystems nach einer Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt eine Komponentendarstellung eines modularen Stationensystems 10 nach einer Ausführungsform der Erfindung. Das modulare Stationensystem 10 umfasst eine Mehrzahl von Stationen 11, welche durch Pfade 31 eines vorbestimmten Pfadnetzwerks 30 verbunden sind. Ferner umfasst das modulare Stationensystem 10 ein fahrerloses Transportsystem (FTS) 20 nach einer Ausführungsform der Erfindung.
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Zu dem fahrerlosen Transportsystem 20 gehört eine Mehrzahl von fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) 21. Die fahrerlosen Transportfahrzeuge 21 sind konfiguriert, auf den Pfaden 31 des vorbestimmten Pfadnetzwerks 30 automatisch zu fahren. Die fahrerlosen Transportfahrzeuge 21 umfassen eine Kommunikationseinheit zum drahtlosen Kommunizieren. Ein fahrerloses Transportfahrzeug 21, bevorzugt jedes fahrerlose Transportfahrzeug 21, umfasst eine Spracherfassungseinheit 22 zum Erfassen eines Sprachbefehls 41 einer in einer Umgebung 23 des fahrerlosen Transportfahrzeugs 21 angeordneten Person 40. Zu der Spracherfassungseinheit 22 gehört ein Mikrofon und ein mit dem Mikrofon verbundener Audioprozessor (nicht dargestellt).
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Das fahrerlose Transportsystem 20 ist konfiguriert, ein Verfahren nach einer Ausführungsform der Erfindung zum Betreiben des fahrerlosen Transportsystems 20 auszuführen, und kann eine zentrale Steuereinheit 24 umfassen, welche konfiguriert ist, die fahrerlosen Transportfahrzeuge 21 entsprechend einem Transportplan 25 zu steuern. Alternativ oder zusätzlich können die fahrerlosen Transportfahrzeuge 21 konfiguriert sein, in Abstimmung mit weiteren fahrerlosen Transportfahrzeugen 21 autonom zu fahren.
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Bei dem Verfahren fährt die Mehrzahl von fahrerlosen Transportfahrzeugen 21 des fahrerlosen Transportsystems 20 auf den Pfaden 31 des vorbestimmten Pfadnetzwerks 30 automatisch. Die zentrale Steuereinheit 24 des fahrerlosen Transportsystems 20 kann einen Transportplan 25 erzeugen und Fahrten der fahrerlosen Transportfahrzeuge 21 entsprechend dem erzeugten Transportplan 25 steuern.
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Ein fahrerloses Transportfahrzeug 21 aus der Mehrzahl von fahrerlosen Transportfahrzeugen 21 bricht eine aktuelle Fahrt wegen einer unerwartet eingetretenen Problemsituation ab und hält an.
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Das fahrerlose Transportfahrzeug 21 erfasst einen Sprachbefehl 41 der in der Umgebung 23 des fahrerlosen Transportfahrzeugs 21 angeordneten Person 40 und setzt die unterbrochene aktuelle Fahrt in einer entsprechend dem erfassten Sprachbefehl 40 veränderten Weise fort.
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Das fahrerlose Transportfahrzeug 21 kann den erfassten Sprachbefehl 41 zu der zentralen Steuereinheit 24 weiterleiten. Die zentrale Steuereinheit 24 kann den weitergeleiteten Sprachbefehl 41 analysieren und den Transportplan 25 betreffend das fahrerlose Transportfahrzeug 21 entsprechend dem analysierten Sprachbefehl 41 anpassen.
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Bevorzugt ordnet die zentrale Steuereinheit 24 die Anpassung des Transportplans 25 betreffend das fahrerlose Transportfahrzeug 21 der Problemsituation als eine Lösung der Problemsituation zu, speichert die Zuordnung und überträgt die gespeicherte Zuordnung auf eine spätere ähnliche Problemsituation eines fahrerlosen Transportfahrzeugs 21.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein fahrerloses Transportfahrzeug 21 in Abstimmung mit weiteren fahrerlosen Transportfahrzeugen 21 autonom fahren.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- modulares Stationensystem
- 11
- Station
- 20
- fahrerloses Transportsystem (FTS)
- 21
- fahrerloses Transportfahrzeug (FTF)
- 22
- Spracherfassungseinheit
- 23
- Umgebung
- 24
- zentrale Steuereinheit
- 25
- Transportplan
- 30
- Pfadnetzwerk
- 31
- Pfad
- 40
- Person
- 41
- Sprachbefehl
