HANSA 03-2018

Häfen | Ports
Kollege Roboter geht zur Hand
In Bremen wird ein neuartiger Roboter zur Entladung von
Containern entwickelt. Er soll die Arbeitsbedingungen
und die Effizienz von Umschlagprozessen
in Seehäfen verbessern
Während die Containertransportkette
immer weiter automatisiert
wird, bleibt die Entladung der Boxen
überwiegend manuell, ein wesentlicher
Anteil wird in den Seehäfen entladen.
40-Fuß-Standardcontainer mit ihren Innenmaßen
von rund 12 x 2,3 x 2,4 m haben
ein Ladevolumen von gut 65 m3 und
eine Nutzlast von zirka 26 t. Bei einer
Menge von bis zu 1.800 Kartons pro
40’-Container und einem Einzelgewicht
der Kartons von bis zu 35 kg müssen die
Arbeiter monotone und anstrengende
Tätigkeiten in einem in aller Regel nicht
klimatisierten bzw. beheizten Umfeld
und über einen langen Zeitraum durchführen.
Künftig soll diese Arbeit mithilfe
eines neuartigen Roboters erledigt
werden. Dazu forscht das BIBA – Bremer
Institut für Produktion und Logistik
an der Universität Bremen – mit den
Entwicklungspartnern BLG Handelslogistik,
Schulz Systemtechnik aus Bremen
und das Unternehmen Framos aus Taufkirchen
in dem neuen Projekt »Interaktives
Robotiksystem zur Entleerung von
Seecontainern« (IRiS).
Bisher existierende automatische und
halbautomatische Systeme genügen laut
BIBA aufgrund hoher Investitionskosten
sowie langen Inbetriebnahmezeiten
und Anpassungen an die Infrastruktur
den Anforderungen von Hafenbetreibern
nicht. Zudem seien die Systeme
häufig stationär und relativ groß
dimensioniert, was eine Änderung des
Arbeitsplatzes des Roboters sehr aufwendig
mache.
Der im Projekt entwickelte mobile Roboter
soll innerhalb kürzester Zeit ohne
große Anpassungen in der vorhandenen
betrieblichen Infrastruktur zur Entladung
eingesetzt werden können. Er werde
sich selbstfahrend zwischen mehreren
Toren bewegen und bei fortschreitender
Entleerung in den Container hineinfahren
können sowie über ein neuartiges Kinematik-
und Greifsystem verfügen, so
die BLG. Etablierte Methoden des maschinellen
Lernens sollen es dem Roboter
ermöglichen, verschiedene Packszenarien
zu klassifizieren und optimal zu
entladen.
Als erstes erfolgt die Aufnahme der
technologischen und Mitarbeiter-spezifischen
Anforderungen. Um die Zusammenarbeit
mit der Maschine möglichst
einfach zu gestalten, entwickelt
das BIBA Mensch-Roboter-Interaktionsschnittstellen,
die in einen exemplarischen
Leitstand integriert werden. Sind
abschließend alle einzelnen Komponenten
in ein Gesamtsystem integriert, erfolgen
die Labor- und Feldtests.
Unterschiedliche Interaktionsmodule
ermöglichen eine intuitive Kontrolle und
Steuerung eines oder mehrerer Roboter.
»So können die Mitarbeiter die Roboter
überwachen und bei Störungen schnell,
mit wenig Aufwand und vor allem ohne
Programmierkenntnisse eingreifen. Und
das losgelöst vom Arbeitsort der Roboter
von einem Leitstand aus. Das Risiko
kostenintensiver Systemstillstände wird
damit minimiert«, sagt Hendrik Thamer,
Leiter des Projektes am BIBA.
In dem Vorhaben ist das Institut außer
für das Kinematik- und Greifsystem
auch für die Gestaltung des Arbeitsplatzes
mit der Integration des operativen
Personals verantwortlich. Es entwickelt
die Interaktionsmodule auf Basis intuitiver
und nutzerspezifischer Interaktionskonzepte
sowie das Monitoringsystem
zur Überwachung der korrekten
Funktionsweise und Performance der
Roboter.
Planung, Konstruktion, Fertigung und
Inbetriebnahme des Roboters werden
durch die Abbildung in einem digitalen
Zwilling begleitet. »So können zum Beispiel
die Komponenten bereits im Vorfeld
simuliert und virtuell getestet werden«,
erklärt Marco Schrader, Automatisierungs-
und Robotikspezialist von Schulz
Systemtechnik. Dem Unternehmen ob-
84 HANSA International Maritime Journal – 155. Jahrgang – 2018 – Nr. 3