Hersteller, die ihre Wettbewerbsfähigkeit steigern und gleichzeitig die Herausforderungen der kundenspezifischen Produktion sowie des Fachkräftemangels meistern wollen, sollten ihre Nachschubsysteme an den Produktionslinien überdenken. Autonome mobile Roboter (AMR) und Cobots können dabei wertvolle Unterstützung bieten.

Die steigende Nachfrage nach individualisierten und personalisierten Produkten stellt die Fertigungsindustrie vor große betriebliche Herausforderungen. Unternehmen müssen eine immer größere Vielfalt an Komponenten und Materialien vorhalten, was zu Schwankungen führt, die herkömmliche Systeme oft nicht effizient bewältigen können. Die Folgen: steigende Lagerkosten, längere Vorlaufzeiten und Verzögerungen in der Produktion. Laut einer PwC-Umfrage berichten 50 Prozent der Hersteller, dass kundenspezifische Anpassungen die Vorlaufzeiten erheblich verlängern. Zudem geben 45 Prozent an, dass ihre Produktionskosten dadurch gestiegen sind. Um dieser wachsenden Komplexität zu begegnen, sind innovative Lösungen gefragt.

Nachschub an der Produktionslinie rationalisieren

Der Waren- und Materialnachschub stellt diesbezüglich eine besondere Herausforderung dar. Dazu gehören Aufgaben wie die Just-in-Time-Lieferung von Verbrauchsmaterialien und ein verbesserter Transport von Waren, Kisten und Paletten. Der Fachkräftemangel verschärft die Situation zusätzlich, da viele Nachschub- und Auffüllaufgaben noch immer manuell ausgeführt werden. 

Praxisbeispiel aus der Pharmaindustrie

Ein Praxisbeispiel findet sich in der Pharmaindustrie: Hier kommt es beispielsweise immer wieder zu kritischen Engpässen beim Transport von sauberen, leeren Fläschchen und Sekundärverpackungen zu den Produktionslinien. Ein zentraler Grund dafür ist der Mangel an Personal, das für den manuellen Transport der Wagen benötigt wird. Besonders herausfordernd ist die Situation in Bereichen, in denen Gabelstapler und andere mechanische Transportmittel aufgrund strenger Hygienevorgaben und begrenzter Platzverhältnisse nicht eingesetzt werden können. Der bestehende Personalmangel führt bereits zu erheblichen Produktionsverzögerungen, da die rechtzeitige Bereitstellung essenzieller Materialien nicht sichergestellt ist.

Weil immer weniger Mitarbeiter zur Verfügung stehen, um Materialien zu und von den Produktionslinien zu transportieren und den Bestand zu verwalten, müssen Hersteller nach effizienteren und weniger arbeitsintensiven Lösungen suchen.

AMR und Cobots: Automatisierte Lösungen für den Materialnachschub

Unternehmen, die diese miteinander verknüpften Schwierigkeiten angehen wollen, benötigen einen ganzheitlichen und innovativen Ansatz. Autonome mobile Roboter und Cobots können die Arbeitsintensität und den Aufwand des Nachschubs minimieren und die Variabilität der kundenspezifischen Produktion berücksichtigen.

Zu den Vorteilen dieser Robotertechnologien gehören:

• Verbrauchsmaterialien auf Abruf: AMR können so programmiert werden, dass sie Materialien genau dann und dorthin liefern, wo sie benötigt werden. So lassen sich unnötige Lagerbestände in der Produktion und die körperliche Belastung der Mitarbeiter reduzieren. Der Einsatz von AMR für die Lieferung von Verpackungsmaterial oder unfertigen Erzeugnissen (WIP) unterstützt eine unterbrechungsfreie Produktion, bei der Schwankungen bei den Lagerhaltungseinheiten (SKUs) ausgeglichen werden.
• Flexibilität und Skalierbarkeit: Im Vergleich zu herkömmlichen Fördersystemen sind AMR flexibler und dynamischer. Sie lassen sich nahtlos in Manufacturing Execution Systeme (MES) integrieren und sind auf bis zu 100 Roboter oder mehr skalierbar. Dank dieser Flexibilität eignen sie sich besonders für Umgebungen, in denen sich Produktspezifikationen häufig ändern, so dass Unternehmen ihre Fertigung schnell an neue Kundenanforderungen anpassen können, ohne Kompromisse bei Effizienz oder Sicherheit eingehen zu müssen.
• Kein Spielraum für Fehler: Die Präzision, mit der AMR Verbrauchsmaterialien, Teile und unfertige Produkte an die Linien liefern, minimiert das Fehlerrisiko. Diese Genauigkeit hilft, ein hohes Produktivitätsniveau und betriebliche Effizienz sicherzustellen. Da immer die richtigen Materialien zur Verfügung stehen, wenn sie benötigt werden, kommt es zu wesentlich weniger unnötigen Verzögerungen und der gesamte Prozessablauf wird verbessert.
• Vorausschauender Nachschub: Innovative Automatisierungssysteme können reaktiv und auch proaktiv Verbrauchsraten überwachen und vorhersagen, wann Materialien aufgebraucht sein werden. Hierdurch ist garantiert, dass der Nachschub nahtlos erfolgt, so dass es zu keinen Unterbrechungen aufgrund von Materialmangel kommen kann.
• Arbeitssicherheit: AMR gehen auch eine der drängendsten Herausforderungen an, die mit der Automatisierung von Nachschubaufgaben an der Produktionslinie verbunden ist: die Sicherheit der Mitarbeiter. Herkömmliche Roboter erfordern umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen, um Hindernisse zu vermeiden, während AMR und Cobots so konzipiert sind, dass sie Hand in Hand und harmonisch mit den Mitarbeitern zusammenarbeiten.

Implementierung von AMR senkt Zeit für Materialhandling um bis zu 30 Prozent

Die Forschung auf dem Gebiet der modernen Fertigung unterstreicht die Wirksamkeit der Integration von AMR in die Herstellung. Eine Studie, die im Journal of Manufacturing Systems veröffentlicht wurde, hat beispielsweise herausgefunden, dass die Implementierung von AMR in Produktionsumgebungen die Zeit für das Materialhandling um bis zu 30 Prozent reduzieren kann.

Fazit: Aufbruch in ein neues Effizienz-Zeitalter

Immer kundenspezifischere Fertigungsabläufe und der zunehmende Fachkräftemangel erhöhen den Druck auf Nachschubprozesse an der Produktionslinie. Die Integration von AMR bei der Zustellung und Cobots bei der Materialzufuhr hat das Potenzial, die Art und Weise wie Materialien verwaltet werden zu revolutionieren. Hersteller profitieren hierdurch von einem Plus an Effizienz und Planbarkeit. AMR- und Cobot-Flotten sorgen für eine pünktliche, genaue und effiziente Auffüllung der Produktionslinien. Im Zusammenspiel mit leistungsstarken Flottenmanagementtechniken helfen sie, Engpässe aufgrund von Fachkräftemangel und Anpassungsbedarf zu beseitigen.

Autor:
Peter Lange 
Business Development Manager Robotik bei Omron Industrial Automation