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Die Erfindung betrifft ein automatisiertes Intralogistiksystem und ein Verfahren zum Betrieb des automatisierten Intralogistiksystems.
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Intralogistik umfasst sämtliche innerbetrieblichen Transporte inklusive den beteiligten Transportwegen und Lagermöglichkeiten, also die gesamte Logistikinfrastruktur innerhalb des Betriebs. Intralogistik verursacht im Produktionsprozess hohe Kosten ohne direkte Wertschöpfung. Nur vereinzelt setzen bis heute kleine und mittlere produzierende Unternehmen (KMUs) automatisierte Systeme zum Transport von Waren und Gütern ein.
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Die andauernde Globalisierung der Märkte hat mehr und mehr Unternehmen dazu bewegt, technische Lösungen und Konzepte im Bereich der Automatisierung zu entwickeln, um sich beispielsweise vor Herstellern aus Billiglohnländern zu schützen. Dieser wachsende Automatisierungsgrad in der Intralogistik wurde überwiegend durch verbesserte Leistungsfähigkeit (Geschwindigkeit und Kompatibilität) bei Rechnern und Steuerungen erlangt.
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Die am Markt verfügbaren Intralogistiksysteme bedingen jedoch große Investitionen und erfordern einen hohen Aufwand bei der Planung, Integration, Inbetriebnahme und Wartung sowie der Anbindung an Enterprise-Ressource-Planning (ERP)-, Prozessleit-, und/oder Warenwirtschaftssysteme. Für den Betrieb müssen neue Prozesse definiert und die Mitarbeiter geschult werden. Des Weiteren werden Flotten von fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) bzw. autonomous guided vehicles (AGVs) bzw. autonomous mobile robots (AMRs), die in diesen Logistiksystemen eingesetzt werden, im Normalfall durch eigens bereitgestellte Software (Leitsteuerung, Flottenmanagement) zentral gesteuert und verwaltet. Die Integration der Software in bestehende Systeme hat hohe Beratungs- und Integrationskosten zur Folge.
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Die heutigen Lösungen sind zwar für große Unternehmen rentabel, schließen allerdings KMUs mit häufig wechselnden Prozessen aus. Insbesondere KMUs benötigen eine hohe Flexibilität der Transportsysteme sowie die Möglichkeit spontaner Fahraufträge (Ad-Hoc-Jobs). Zeit- und kostenintensive Anpassungen des Systems durch externes Personal machen die Investition für KMUs unrentabel. Daher setzen KMUs unter anderem Fachkräfte in der Logistik ein, womit nicht nur die Wettbewerbsfähigkeit, sondern auch der Übergang ins digitale Zeitalter für die KMUs langfristig auf dem Spiel steht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein automatisiertes Intralogistiksystem bereitzustellen, das ohne Anbindung an bestehende Ressourcenmanagement-, Warenwirtschafts-, und/oder Prozessleitsysteme auskommt, problemlos durch den Kunden selbst eingerichtet und bedient werden kann und kostengünstiger als die bestehenden Intralogistiksysteme ist.
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Ein vielversprechender Weg für die weitere Automatisierung und die Vereinfachung von Intralogistiksystemen ist die Verknüpfung der einzelnen Komponenten des Intralogistiksystems untereinander in einem Internet of Things (loT)- Netzwerk. Das loT ist die Bezeichnung für ein Netzwerk physischer und virtueller Objekte, in denen IoT-Sensor- und/oder IoT-Aktorensysteme, die zusammen als IoT-Devices bezeichnet werden, Software und anderen Technologien integriert sind, um diese mit anderen Objekten zu vernetzen, sodass zwischen den Objekten Daten ausgetauscht werden können. Menschliches Eingreifen ist nur minimal erforderlich.
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Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Danach hat das in Rede stehende automatisierte Intralogistiksystem mindestens ein fahrerloses Transportfahrzeug, mindestens ein IoT-Netzwerk, das mindestens ein drahtloses Netzwerk und mindestens ein IoT-Sensorsystem aufweist, und ein Flottenmanagementsystem, das Fahraufträge für das fahrerlose Transportfahrzeug und/oder Aktionen eines Fahrauftrags auslöst.
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In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass auf Informationen aus einem Ressourcenmanagement-, Warenwirtschafts-, und/oder Prozessleitsystem, wie etwa einem ERP-System, verzichtet werden kann, und Fahraufträge durch das IoT-Netzwerk ausgelöst werden können. Dabei kann in einfacher Weise ein Fahrauftrag durch ein Signal eines IoT-Sensorsystems in einem Flottenmanagementsystem ausgelöst werden, der durch ein fahrerloses Transportfahrzeug ausgeführt wird. Die Auslösung eines Fahrauftrags kann durch ein Signal ausgelöst werden, das die Betätigung des IoT-Sensorsystems ist oder das Erreichen/Überschreiten eines vordefinierten Schwellenwertes im IoT-Sensorsystem ist.
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Durch den Wegfall einer Anbindung an ein ERP-System werden außerdem keine zentralen Server benötigt, um das Intralogistiksystem zu betreiben. Das erfindungsgemäße Intralogistiksystem kann mit Hilfe des Flottenmanagementsystems folglich als Standalone-Lösung innerhalb eines Betriebs verwendet werden. Das System ist entsprechend hochflexibel und erfüllt die Erfordernisse der meisten KMUs.
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Das Flottenmanagementsystem kann zentral oder dezentral vorliegen. Das dezentrale Flottenmanagementsystem ist auf den fahrerlosen Transportfahrzeugen als Software verteilt und wird redundant auf allen fahrerlosen Transportfahrzeugen ausgeführt. Somit wird weniger zentraler Speicherplatz benötigt, was Kosten reduziert. Das Flottenmanagementsystem stellt die Verbindung zwischen dem IoT-Netzwerk und den einzelnen fahrerlosen Transportfahrzeugen her. Es bietet die Möglichkeit, Fahraufträge anzulegen, zu verwalten und mit den Signalen des IoT-Netzwerkes zu verknüpfen. Die auszuführenden Fahraufträge werden den aktiven fahrerlosen Transportfahrzeugen vom Flottenmanagementsystem mittels Bieter-Verfahren zugewiesen.
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Das Bieter-Verfahren umfasst die Abfrage bestimmter Parameter eines jeden aktiven fahrerlosen Transportfahrzeugs, wie etwa Ladestand, aktuelle Position, Art des Aufbaus usw. Die Gebote, also die einzelnen Parameter, der fahrerlosen Transportfahrzeuge werden in das Flottenmanagementsystem übertragen und unter den einzelnen Transportfahrzeugen verglichen. Das fahrerlose Transportfahrzeug mit dem besten Gebot für den Fahrauftrag, also den für den Fahrauftrag besten Parametern, übernimmt den Fahrauftrag.
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Das dezentrale Flottenmanagementsystem kann über ein drahtloses Netzwerk mit dem Internet oder einer Cloud verbunden sein, um eine Remote-Überwachung des fahrerlosen Transportfahrzeugs zu ermöglich, Softwareupdates einzuspielen usw.
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Die Grundlage für das loT-Netzwerk ist mindestens ein drahtloses Netzwerk, das ausgewählt sein kann aus einem lokalen WLAN, WLAN mit Internetzugang, Mobilfunk mit optionalem Internetzugang, Cloudanbindung, Funkstandards mit geringem Energiebedarf oder Kombinationen davon. Funkstandards mit geringem Energiebedarf sind etwa LoRa-low-power-Funk, Zigbee, RFID, NFC, Bluetooth, Bluetooth Low Energy, Sigfox, NB-IoT, Li-Fi oder Mioty.
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Je nach dem gewählten drahtlosen Netzwerk verfügt das Intralogistiksystem über eine entsprechende Basisstation bzw. einen drahtlosen Zugangspunkt (wireless access point). Die Basisstation kann den einzelnen Objekten des IoT-Netzwerks zwischengeschaltet sein und fungiert als Router. Die Basisstation kann sich beispielsweise in der Ladestation der fahrerlosen Transportfahrzeuge befinden. Das hat den Vorteil, dass die Basisstation dort direkt mit Energie, in Form von elektrischem Strom, versorgt werden kann. Die Basisstation kann zusätzlich oder alternativ in den fahrerlosen Transportfahrzeugen integriert sein, um eine möglichst direkte Verbindung der Transportfahrzeuge mit dem IoT-Netzwerk zu gewährleisten.
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Fahrerlose Tarnsportfahrzeuge kommen insbesondere in Betracht, da diese mittlerweile technisch derart ausgereift sind, dass ein sicherer Mischbetrieb mit Personen in Produktionsumfeld möglich ist. Dazu muss das fahrerlose Transportfahrzeug allerdings mit zertifizierter Sicherheitstechnik, wie etwa Sicherheitslaserscannern, ausgestattet sein, um das Sicherheitslevel für Personensicherheit zu erreichen.
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Um ein möglichst kostengünstiges Intralogistiksystem anbieten zu können, müssen auch die Kosten für ein fahrerloses Transportfahrzeug reduziert werden. Ein Hauptkostenpunkt solcher Transportfahrzeuge sind die Sicherheitssensoren. Als geeignetes fahrerloses Transportfahrzeug kommt insbesondere ein fahrerloses Transportfahrzeug in Betracht, das zur Herstellung der Personensicherheit, also einer sicherheitstechnischen Abdeckung aller möglichen Fahrtrichtungen des Transportfahrzeugs, mit möglichst wenig Sicherheitstechnik auskommt.
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Es hat sich gezeigt, dass mit nur einem Sicherheitssensor an einem nicht flächenverfahrbaren Transportfahrzeug das Sicherheitslevel für Personensicherheit erreicht werden kann. Der Sicherheitssensor kann im Wesentlichen mittig entlang der Fahrachse zwischen dem Fahrwerk und dem Aufsatzmodul des Transportfahrzeugs angebracht und seitlich ausgerichtet sein. Dadurch deckt er beide Fahrtrichtungen inklusive Kurvenfahrten und Punktrotationen ab.
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In einer Ausführungsform weist das fahrerloses Transportfahrzeug einen Sicherheitssensor, vorzugsweise einen Sicherheitslaserscanner, auf, der den sicherheitstechnischen Bereich bei Vorwärtsfahrten, Rückwärtsfahrten, Kurvenfahrten und/oder Punktrotationen abdecket. Der sicherheitstechnische Bereich ist dabei als der Bereich definiert, der innerhalb des Fahrweges des Transportfahrzeugs liegt und in dem Kollisionen mit Gegenständen oder Personen stattfinden können. Dieser Bereich ist abhängig von der Fahrtrichtung und kann mit nur einem Sicherheitssensor abgedeckt sein.
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Das fahrerlose Transportfahrzeug kann unterschiedliche Aufbauten aufweisen, die es für unterschiedlichste Funktionen und Arbeiten qualifiziert. Der jeweilige Aufbau wird im Flottenmanagement hinterlegt bzw. einem Transportfahrzeug zugeordnet und es werden entsprechend dem Fahrauftrag das jeweilige Transportfahrzeug ausgewählt.
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In Abhängigkeit des oder der gewählten drahtlosen Netzwerke für das IoT-Netzwerk weist das Transportfahrzeug zusätzlich mindestens eine Schnittstelle für die Anbindung an das entsprechende drahtlose Netzwerk auf. Darüber hinaus kann das Transportfahrzeug zumindest eine WLAN Schnittstelle aufweisen.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Intralogistiksystem eine Vielzahl an fahrerlosen Transportfahrzeugen, die als Transportfahrzeugflotte bezeichnet werden können. Aus dieser Flotte können je nach Auftragslage Transportfahrzeuge entnommen oder hinzugefügt werden. Ein Vorteil davon ist, dass defekte Transportfahrzeuge schnell ersetzt werden können. Außerdem können Transportfahrzeuge je nach Auslastung des Systems hinzugefügt oder entnommen werden. Die Flexibilität und Leistungsfähigkeit des Intralogistiksystems werden dadurch erhöht.
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Ein Fahrauftrag kann die Information enthalten, dass das Transportfahrzeug von einem Punkt im Intralogistiksystem zu einem anderen Punkt im Intralogistiksystem fährt. Der Fahrauftrag kann jedoch auch zusätzlich oder alternativ dazu einen Auftrag zur Ausführung einer bestimmten Tätigkeit, wie etwa Pause an einem Ort für eine gewisse Zeitspanne und darauffolgendes Weiterfahren. Die Pause kann bereits im ursprünglichen Fahrauftrag angelegt sein, etwa durch den Befehl, dass das Fahrzeug auf ein weiteres Signal eines IoT-Devices zur Weiterfahrt warten soll.
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Des Weiteren können während des Fahrauftrags auch weitere einzelne Interaktionen mit dem loT-Netzwerk stattfinden. Beispielsweise können Signale weiterer IoT-Sensorsysteme den ursprünglichen Fahrauftrag abändern. Außerdem können während des Fahrauftrags IoT-Aktorsysteme angesteuert werden.
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Der Fahrauftrag kann auch die aktive Aufnahme von Transportgut oder Werkstücken beinhalten. Das Auslösen eines Fahrauftrags führt dazu, dass ein Fahrauftrag gestartet oder fortgesetzt wird.
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Das Auslösen und Fortsetzen eines Fahrauftrags und das Auslösen von Aktionen im Fahrauftrag geschieht über die IoT-Devices. IoT-Devices sind smarte Objekte, die einen geringen Energieverbrauch aufweisen. Häufig sind die IoT-Devices batteriebetrieben oder speisen sich durch andere Energiequellen, wie etwa Prozesswärme von Rohrleitungen oder ähnlichem.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das IoT-Sensorsystem ausgewählt aus Lichtschranken, lot-Buttons, smarten Kamerasystemen, I/O-Modulen zum Empfangen von Digitalsignalen, Waagen, Abstandssensoren, Beschleunigungssensoren, Drehratensensoren, Kraftsensoren, Feuchtigkeitssensoren, Temperatursensoren, Drucksensoren, Gassensoren, Füllstandssensoren und Kombinationen davon.
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Als Lichtschranken können Lichtschranken mit oder ohne Zählfunktion eingesetzt werden. Die Lichtschranken können an verschiedenen Orten in dem Intralogistiksystem angeordnet sein. Beispielsweise können Lichtschranken an einem Förderband angeordnet sein, insbesondere bei der Verladung in Ladungsträger. Die Lichtschranken können einen Fahrauftrag auslösen, wenn ein Objekt die Lichtschranke passiert. Ein Fahrauftrag kann auch ausgelöst werden, wenn eine vorgegebene Anzahl an Objekten gemäß einem vordefinierten Schwellenwert die Lichtschranke passiert hat.
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loT-Buttons können vom Personal händisch betätigt werden und somit einen Fahrauftrag auslösen. IoT-Buttons können dafür an Personenarbeitsplätzen angeordnet sein. In einer weiteren Ausführungsform kann ein loT-Button über mehrere Taster verfügen, wodurch verschiedene Fahraufträge manuell ausgelöst werden können.
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Smarte Kamerasysteme können derart ausgestattet sein, dass sie Objekte zählen können. Damit kann eine Produktionsstraße oder die Auffüllung von Ladungsträgern überwacht werden. Wenn eine bestimmte Anzahl an Objekten gezählt wurde, wird automatisch ein Fahrauftrag ausgelöst. Kameras können auch durch Machine-Learning Methoden den Füllstand/Füllmenge eines Behälters schätzen oder berechnen.
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Ebenfalls können Füllstandsensoren die Füllmenge in beispielsweise Ladungsträgern erkennen und beim Erreichen oder dem Annähern eines vorgegebenen Wertes, einen Fahrauftrag auslösen.
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Des Weiteren können I/O-Module als IoT-Sensorsysteme in Frage kommen. Die I/O-Module können digitale Signale von Objekten, insbesondere Maschinen, empfangen. In Abhängigkeit des empfangenen Signals kann dann ein Fahrauftrag ausgelöst werden.
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Als IoT-Sensorsystem kommen ebenfalls Waagen, Abstandssensoren, Beschleunigungssensoren, Drehratensensoren, Kraftsensoren, Feuchtigkeitssensoren, Temperatursensoren, Drucksensoren und Gassensoren in Betracht. Diese Arten an IoT-Sensorsystemen können in Abhängigkeit eines konkreten Wertes oder bei Unter-/Überschreiten eines vordefinierten Schwellenwertes ebenfalls ein Signal für den Fahrauftrag generieren.
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Das Intralogistiksystem kann ferner weitere Bestandteile aufweisen, die beispielsweise die fahrerlosen Transportfahrzeuge mit der Umgebung verknüpfen. In Frage kommen dafür etwa Stationen zum Übergeben von Transportgut oder Werkstücken von Anlagen. Auch kommen Stationen zum Tausch voller Ladungsträger, wie etwa zum Transport von Kleinteilen im Eurokistenformat, gegen leere Ladungsträger in Betracht. Denkbar sind ebenfalls Stationen mit angeschlossenen aktiven oder passiven Rollenförderern zum Weitertransport von Transportgut. Stationen mit Rollenförderer können auch als Pufferspeicher für Transportgut oder Ladungsträgern dienen. Weitere Stationen können Hubsysteme oder Fördersysteme sein, die die Übergabe von Transportgut ermöglichen/erleichtern. Das Hinzufügen und Entfernen von Stationen und Zubehör für das Intralogistiksystem kann nach einem Baukastenschema erfolgen. Damit wird die Flexibilität des Intralogistiksystems weiter erhöht.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das Intralogistiksystem ferner mindestens ein IoT-Aktorsystem auf, das mindestens eine Vorrichtung außerhalb des IoT-Netzwerks steuert.
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Über das IoT-Aktorsystem ist die Steuerung von nicht-smarten Vorrichtungen bzw. Vorrichtungen, die außerhalb des IoT-Netzwerks liegen, möglich. Bestehende Infrastruktur in der Logistik muss entsprechend nicht komplett umgebaut werden. Es kann ausreichend sein, bestehende Vorrichtungen mit IoT-Devices, wie lot-Sensorsystemen und/oder IoT-Aktorsystemen, zu ergänzen. Als IoT-Aktorsysteme kommen beispielweise Relais-Karten oder I/O-Module in Betracht, die es ermöglichen, Tore oder Maschinen zu steuern oder Förderbänder zu starten oder anzuhalten. Über die Aktoren können auch optische Signale, wie Signallampen, Displays oder akustische Signale gesteuert werden. Dadurch wird die Sicherheit und die Aufmerksamkeit erhöht.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das Intralogistiksystem neben dem mindestens einem drahtlosen Netzwerk des IoT-Netzwerks, mindestens ein drahtloses Netzwerk außerhalb des IoT-Netzwerkes auf, wobei das mindestens eine drahtlose Netzwerk des IoT-Netzwerks ein Signal des IoT-Sensorsystems zum Auslösen eines Fahrauftrags und/oder Aktionen eines Fahrauftrags an das Flottenmanagementsystem weiterleitet und das mindestens eine drahtlose Netzwerk außerhalb des IoT-Netzwerks zur Weitergabe von Informationen unter den fahrerlosen Transportfahrzeugen und/oder zwischen den fahrerlosen Transportfahrzeugen und dem Flottenmanagementsystem dient.
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Die Aufteilung der drahtlosen Netzwerkverbindung des Intralogistiksystems in mindestens zwei verschiedene drahtlose Netzwerke hat den Vorteil, die Vorzüge der verschiedenen Funkstandards zu kombinieren. Beispielsweise hat das drahtlose Netzwerk des IoT-Netzwerk eine hohe Reichweite, was dazu führt, dass meist nur eine Basisstation für das IoT-Netzwerk benötigt wird, eine gute Durchdringung (beispielsweise LoRa, Bluetooth BLE, NB-loT) und einen niedrigen Energieverbrauch der IoT-Devices. WLAN oder Mobilfunknetz (4G, 5G) ermöglichen eine hohe Datenübertragungsrate für beispielsweise die fahrerlosen Transportfahrzeuge. Des Weiteren kann je nach eingesetzten IoT-Devices ein entsprechend abgestimmtes drahtloses Netzwerk aufgebaut werden. Vorzugsweise kann das auf Funkstandards mit geringem Energiebedarf basieren, damit bei einer Vielzahl an IoT-Devices der Stromverbrauch gering ist und Kosten eingespart werden können. Üblicherweise interagiert die Transportfahrzeugflotte untereinander mittels WLAN. Bei der Verwendung unterschiedlicher drahtloser Netzwerke können somit jegliche am Markt erhältlichen fahrerlosen Transportfahrzeuge ohne Weiteres in dem Intralogistiksystem implementiert werden.
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Bei der Verwendung von unterschiedlichen drahtlosen Netzwerken ist es nötig, mindestens je eine Basisstation für die drahtlosen Netzwerke im Intralogistiksystem bereitzustellen. In einer weiteren Ausführungsform weist das Intralogistiksystem demnach mindestens eine Basisstation für mindestens ein drahtloses Netzwerk auf. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Basisstationen in den fahrerlosen Transportfahrzeugen oder den Ladestationen der fahrerlosen Transportfahrzeuge untergebracht. Neben der dortigen Versorgung mit Energie in Form von elektrischen Strom, können die Basisstationen physisch kombiniert werden. Dies spart Platz und Kosten, da es sich um ein kombiniertes Gerät handelt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das drahtlose Netzwerk des IoT-Netzwerks ein anderer Standard als WLAN und das drahtlose Netzwerk außerhalb des IoT-Netzwerks ein WLAN-Netzwerk.
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In einer weiteren Ausführungsform kann das IoT-Netzwerk auch zur Verbindung der fahrerlosen Transportfahrzeuge untereinander und/oder mit dem Flottenmanagmentsystem genutzt werden. Wenn das IoT-System alleine dazu genutzt wird, dann können somit Kosten gespart werdne, weil auf ein weiteres drahtloses Netzwerk verzichtet werden kann. Wenn das IoT-Netzwerk parallel zum drahtlosen Netzwerk außerhalb des IoT-Netzwerks genutzt wird, kann das IoT-Netzwerk als Backup verwendet werden, was die Ausfallsicherheit des Intralogistiksystems verbessert.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das Intralogistiksystem ferner mindestens eine Vorrichtung zur Einrichtung des Intralogistiksystems und/oder des fahrerlosen Transportfahrzeugs, Überwachung und/oder Konfiguration des fahrerlosen Transportfahrzeugs, Definition von Fahraufträgen und/oder Verknüpfung von Fahraufträgen mit Signalen der IoT-Devices im Flottenmanagementsystem auf.
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Die Vorrichtung ist mit einer entsprechenden Software ausgestattet, die eine einfache Handhabung durch den Nutzer erlaubt. Die Software kann den Nutzer durch die einzelnen Schritte der Inbetriebnahme und Überwachung des Intralogistiksystems und der fahrerlosen Transportfahrzeuge führen, sodass kein geschultes Fachpersonal dafür notwendig ist.
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Das Transportfahrzeug und/oder das Intralogistiksystem kann beispielsweise zur Einrichtung und Überwachung über ein drahtloses Netzwerk mit einer entsprechenden Vorrichtung verbunden werden. Mögliche Vorrichtungen dafür können sein: Mobiltelefone, Tablets, Laptops, Computer und Teachpendants.
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Für die Einrichtung kann eine Karte der Umgebung aufgezeichnet werden, die durchgehend durch die fahrenden fahrerlosen Transportfahrzeuge aktualisiert wird. Die Vorrichtung kann auch den Zustand eines jeden Transportfahrzeugs anzeigen und einzelne Transportfahrzeuge können aus der aktiven Flotte herausgenommen oder hinzugefügt werden.
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Über die Vorrichtung können auch sämtliche IoT-Devices eingestellt und Schwellenwerte definiert werden. Es ist auch möglich, dass die Vorrichtung Fahraufträge mit bestimmten Signalen aus dem IoT-Netzwerk verknüpft. So kann für jedes IoT-Device ein fester oder flexibler Wert eingestellt werden, der einen bestimmten Fahrauftrag und/oder Aktionen im Fahrauftrag auslöst.
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Die Vorrichtung selbst kann mittels Software als loT-Button dienen, indem es von einem Mitarbeiter entsprechend bestätigt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das Intralogistiksystem keine Verbindung zu einem System zum Ressourcenmanagement auf. Systeme zum Ressourcenmanagement sind beispielsweise ERP-, MES- oder Warenwirtschaftssysteme. Dadurch wird ermöglicht, dass auf zentrale Server verzichtet werden kann, da kein Speicherplatz und/oder weitere Steuerungselemente für die üblicherweise komplexen Systeme benötigt wird.
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Um die Flexibilität des Intralogistiksystems weiter zu erhöhen kann das Intralogistiksystem eine offene Softwareschnittstelle zur Einbindung komplexerer Software (z.B. ERP-, MES- und Warenwirtschaftssysteme) zum Anlegen und Auslösen von Fahraufträgen aufweisen. Dadurch wird es dem Unternehmen ermöglicht bereits bestehende Softwarelösungen in dem Intralogistiksystem zu implementieren oder das Intralogistiksystem genauer auf das Unternehmen abzustimmen.
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In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb des automatisierten Intralogistiksystems bereitgestellt. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte:
- - Auslösen eines Signals für einen Fahrauftrag durch ein IoT-Sensorsystem;
- - Auslösen eines Fahrauftrags in einem Flottenmanagementsystem basierend auf dem Signal;
- - Auswahl eines fahrerlosen Transportfahrzeugs,
- - Übermittlung des Fahrauftrags an das ausgewählte fahrerlose Transportfahrzeug, und
- - Start des Fahrauftrags.
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Der Fahrauftrag wird dabei durch ein Signal des IoT-Netzwerks in einem zentralen oder dezentralen Flottenmanagementsystem ausgelöst. Entsprechend wir aufgrund eines Signals aus dem IoT-Netzwerk im Flottenmanagementsystem geprüft, ob in der Liste der angelegten Fahraufträge ein Fahrauftrag und/oder eine Aktion im Fahrauftrag für das entsprechende Signal existiert. Für den ausgelösten Fahrauftrag werden dann ein oder mehrere fahrerlose Transportfahrzeuge ausgewählt. Dies geschieht durch das Flottenmanagement mittels eines Bieter-Verfahren, bei dem die fahrerlosen Transportfahrzeuge hinsichtlich bestimmter Parameter, wie Ladestatus, Position, Aufbau etc. überprüft werden und das Transportfahrzeug mit den besten Parametern für diesen Fahrauftrag den Fahrauftrag zugewiesen bekommt.
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Die Transportfahrzeuge sind mit einem eigenen drahtlosen Netzwerk außerhalb des IoT-Netzwerks miteinander und/oder mit dem Flottenmanagementsystem verbunden. Dieses drahtlose Netzwerk ist vorzugweise ein WLAN.
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Die Transportfahrzeuge können aus der Transportfahrzeugflotte insgesamt oder einer Subpopulation davon ausgewählt werden. Diese Subpopulation kann sich Beispiel durch die Nähe zum Einsatzort, des Aufbaus des Transportfahrzeugs, des geladenen Transportguts oder dem Akkuzustand oder Kombinationen davon bestimmen.
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Der Fahrauftrag wird mittels eines drahtlosen Netzwerks, vorzugsweise WLAN, an das ausgewählte fahrerlose Transortfahrzeug übermittelt und der Fahrauftrag gestartet oder ein pausierter Fahrauftrag wird wieder angestoßen. Das Transportfahrzeug fährt daraufhin zu seinem Bestimmungsort und führt dort eine Funktion aus, die im Fahrauftrag definiert ist.
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In einer Ausführungsform wird der Fahrauftrag durch die Betätigung des IoT-Sensorsystems und/oder das Erreichen oder Überschreiten eines vordefinierten Schwellenwertes des IoT-Sensorsystems ausgelöst
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Der Schwellenwert kann dabei abhängig vom Transportgut oder der durchzuführenden Aufgabe definiert werden. Der Schwellenwert kann so definiert werden, dass das Überschreiten, die entsprechende Anlage pausiert oder abschaltet, bis der Fahrauftrag durchgeführt wurde. Der Schwellenwert kann jedoch auch so definiert sein, dass er ein Annähern der maximalen Kapazität beispielsweise eines Ladungsträgers signalisiert. Dabei kann die Anlage weiterbetrieben werden und das fahrerlose Transportfahrzeug ist innerhalb eines bestimmten Zeitraums am vorgegebenen Ort, um die Aufgabe durchzuführen.
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Die Definition des Schwellenwerts kann durch den Fachmann in einfacher Art und Weise durchgeführt werden und in das Intralogistiksystem über beispielsweise die genannte Vorrichtung eingerichtet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner den Schritt:
- - Auslösen eines IoT-Aktorsystems, zur Steuerung einer Vorrichtung außerhalb des IoT-Netzwerks.
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In einer Ausführungsform kann das IoT-Aktorsystem vor oder während des Fahrauftrags angesteuert werden. Wenn der Aktor vom Flottenmanagement angesteuert wird, können mögliche Störungen in der Funktion des Aktorsystems frühzeitig erkannt und behoben werden, ohne dass der Fahrauftrag abgebrochen werden muss. Wenn das Aktorsystem während des Fahrauftrags angesteuert wird, hat dies den Vorteil, dass die gesteuerten Vorrichtungen nur kurzzeitig in Aktion sind. Beispielsweise wird ein Tor nur für einen kurzen Zeitraum geöffnet, nämlich solange bis das Transportfahrzeug hindurchgefahren ist.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner den Schritt:
- - Auslösen eines Wartesignals im Fahrauftrag, wobei das Wartesignal das fahrerlose Transportfahrzeug pausiert, bis ein Signal zur Weiterfahrt ausgelöst wird.
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Ein oder mehrere Schritte des Verfahrens können ganz oder teilweise durch ein Computerprogramm realisiert werden. Dadurch wird die weitere Automatisierung des Intralogistiksystems vorangetrieben. Entsprechend ist in einer weiteren Ausführungsform das Verfahren computergestützt.
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Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In den Zeichnungen zeigt
- 1 die Komponenten einer Ausführungsform des Intralogistiksystems als Flussdiagramm,
- 2 die Verknüpfung eines Fahrauftrags mit einem IoT-Device einer Ausführungsform des Intralogistiksystems als Flussdiagramm.
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1 zeigt die schematische Verknüpfung der Komponenten in einer Ausführungsform des automatisierten Intralogistiksystems. Dabei können IoT-Sensorsysteme (1a) und IoT-Aktorsysteme (1b) entsprechend den genutzten drahtlosen Netzwerken mit dem oder den Basisstationen (3a, 3b) verknüpft sein. Die IoT-Sensorsysteme (1a) und IoT-Aktorsysteme (1b) können mit einer Basisstation (3b) des drahtlosen Netzwerksystems im IoT-Netzwerk verknüpft sein. Bei mehreren unterschiedlichen drahtlosen Netzwerken im Intralogistiksystem werden mehrere Basisstationen benötigt. Beispielsweise ist eine erste Basisstation (3a) mit den IoT-Sensorsystemen und/oder IoT-Aktorsystem verbunden. Die erste Basisstation (3a) kann mit einer zweiten Basisstation (3b) verknüpft oder kombiniert sein. Die zweite Basisstation (3b) verbindet die fahrerlosen Transportfahrzeuge der Transportfahrzeugflotte (2) untereinander und/oder mit einem oder mehreren Einrichtungsgeräten (4) und/oder dem Flottenmanagementsystem. Die fahrerlosen Transportfahrzeuge wechselwirken im Intralogistiksystem mit den Stationen und dem Zubehör des Systems (5). Die erste Basisstation (3a) kann für das drahtlose Netzwerk des IoT-Netzwerks dienen. Die zweite Basisstation (3b) kann für das drahtlose Netzwerk außerhalb des IoT-Netzwerks dienen.
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In 2 ist exemplarisch gezeigt, wie ein Fahrauftrag ausgelöst wird und dieser mit IoT-Devices verknüpft wird. Dies geschieht beispielsweise durch den Nutzer via App oder loT-Button. Der Fahrauftrag wird durch das IoT-Sensorsystem (1a) als IoT-Button manuell gestartet. Die Betätigung des loT-Buttons (1a) löst ein Signal (11) aus, woraufhin das Flottenmanagement ein oder mehrere fahrerlose Transportfahrzeuge auswählt und der Fahrauftrag gestartet wird (12). Das Transportfahrzeug fährt daraufhin zu seinem Ziel/Bestimmungsort (13). Optional kann während des Fahrauftrags ein oder mehrere IoT-Aktorsysteme (1b) angesteuert werden (14), wie beispielsweise eine Torsteuerung. Diese Ansteuerung kann bereits im Fahrauftrag hinterlegt sein oder durch dasselbe Signal oder weitere Signale der IoT-Sensorensysteme vom Flottenmanagementsystem ausgelöst werden. Außerdem kann ein Wartesignal ausgelöst werden, das dem fahrerlosen Transportfahrzeug signalisiert, auf ein Signal zur Weiterfahrt zu warten.
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Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Intralogistiksystems wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.
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Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Intralogistiksystems lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.
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Bezugszeichenliste
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- 1a
- IoT-Sensorsystem,
- 1b
- IoT-Aktorsystem
- 2
- Transportfahrzeugflotte
- 3a, 3b
- Basisstation drahtlose Netzwerke
- 4
- Einrichtungsgerät
- 5
- Stationen und Zubehör
- 11
- Auslösen Signal
- 12
- Auswahl Transportfahrzeug und Start Fahrauftrag
- 13
- Fahrt zum Ziel/Bestimmungsort
- 14
- Ansteuerung IoT-Aktorsystem
