Automatisierung im Hafen

70 Prozent der Frachten im Seeverkehr werden in Seecontainern befördert und immer noch zum allergrößten Teil manuell entleert. Jetzt forscht das Bremer Institut für Produktion und Logistik an der automatisierten Entleerung durch Roboter.
Während in den meisten Bereichen entlang der Lieferkette längst automatisierte Systeme Einzug gefunden haben, werden Container immer noch zum allergrößten Teil manuell entleert. Und einen Seecontainer zu entleeren ist Knochenarbeit. Pro Schicht bewegt ein Arbeiter rund 80 Tonnen Fracht und im Sommer wird in den in den Containern bis bis zu 80 Grad Celsius heiß. Auch deshalb wird es zunehmend schwieriger genügend Mitarbeiter für diese Tätigkeit zu finden.
Das Institut für Produktion und Logistik der Bremer Universität (BIBA) entwickelt jetzt einen neuartigen Roboter, der Hafenarbeitern künftig dabei helfen soll, Seecontainer zu entleeren und die Effizienz von Umschlagprozessen zu verbessern. Der Roboter wird sich den Angaben zufolge selbstfahrend zwischen mehreren Toren bewegen, bei fortschreitender Entleerung in den Container hineinfahren können sowie über ein neuartiges Kinematik- und Greifsystem verfügen.
Flexibilität und einfache Handhabung
Um die Zusammenarbeit mit der Maschine möglichst einfach zu gestalten, entwickelt das BIBA Mensch-Roboter-Interaktionsschnittstellen, die in einen Leitstand integriert werden. Planung, Konstruktion, Fertigung der Komponenten und die Inbetriebnahme des Roboters werden durch die Abbildung in einem digitalen Zwilling begleitet. Dazu forscht das BIBA mit den Entwicklungspartnern BLG Handelslogistik, SCHULZ Systemtechnik Bremen und FRAMOS im Projekt „Interaktives Robotiksystem zur Entleerung von Seecontainern“ (IRiS).
Die Experten von IRiS sind nicht die ersten, die sich mit dieser Herausforderung beschäftigen. „Es gibt bereits Systeme am Markt. Doch diese sind aufgrund hoher Investitionskosten und hohem Aufwand meist nicht witschaftlich zu betreiben“, erklärt Wirtschaftsingenieur Thies Beinke, Projektleiter am BIBA für IRiS.
Besonderen Wert wird auf die Gestaltung der Mensch-Roboter-Interaktionsschnittstelle gelegt. Denn hier entscheidet sich, ob die Zusammenarbeit klappt. Sogenannte Interaktionsmodule sollen von einem Leitstand aus, eine intuitive Kontrolle und Steuerung eines oder mehrerer Roboter ermöglichen. „So können die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter die Roboter überwachen und bei Störungen schnell mit wenig Aufwand und vor allem ohne Programmierkenntnisse eingreifen können. Das Risiko kostenintensiver Systemstillstände wird minimiert“, resümiert Beinke.
80 Prozent Standardsituationen
Der Entwicklung im Forschungsprojekt IRiS liegt ein pragmatisches und ökonomisch effizientes Automatisierungsdesign zugrunde. „Theoretisch ließe sich jeder Handgriff beim Entleeren mittels Roboter automatisieren. Das wäre aber nicht zielführend, denn ein solches System wäre unflexibel, fehleranfällig und letztlich auch nicht schnell genug“, erläutert Beinke. Im Rahmen von IRiS soll die Maschine diejenigen 80 Prozent der Arbeiten erledigen, die sich gut standardisieren lassen. Die übrigen 20 Prozent, die höhere Flexibilität und kognitive Fähigkeiten verlangen, verbleiben beim Menschen.“
Genau dieser pragmatische Ansatz macht das Projekt vielversprechend für die logistische Praxis. Wenn bis zu 80 Prozent der Standardsituationen durch das Robotiksystem abgearbeitet werden, können die geforderten Durchlaufzeiten nachhaltig sichergestellt und Kosten gesenkt werden. Für die vorhandenen Arbeitskräfte verbleiben genügend höherwertige Tätigkeiten.