Fraunhofer-Gesellschaft | KI-Fortschrittszentrum »Lernende Systeme und Kognitive Robotik«
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Evaluierung von Robotern für die Kleinteile-Kommissionierung

Ausgangssituation

Im Logistikzentrum der HAHN+KOLB Werkzeuge GmbH sind kleine und kleinste Produkte mit unterschiedlichen Abmessungen, Oberflächen und Lagerzuständen zu kommissionieren. Die Kommissionierung geschieht derzeit an manuellen Kommissionierplätzen. Marktreife Automatisierungslösungen benötigen meistens ein 3D-Modell des zu greifenden Objekts und sind aufgrund der Artikelvielfalt nicht anwendbar.

Dennoch besteht in der Automatisierung der Kommissionierung in Hochlohnstandorten hohes Potenzial.

Lösungsidee 

Die Kommissionierung von Produkten soll nun durch einen Roboter mittels geeigneten Greifern und einem Bildverarbeitungssystem automatisiert werden. Hierfür soll das Bildverarbeitungssystem die im Lagerbehälter befindlichen Produkte mittels Form-, Farb- oder Texturerkennung ohne ein zugrunde liegendes 3D- bzw. 2D-Textur-Modell differenzieren.

Zusätzlich muss eine Klassifizierung erfolgen, da Produkte zum Teil verpackt sind oder lose gelagert werden. Sind die Produkte nach Verpackung bzw. nach einzelnen Artikeln differenziert, könnte ein Roboter die gewünschte Anzahl aus dem Behälter greifen und im Warenausgangsbehälter ablegen.

© Manuel Mönning, Fraunhofer IPA

Nutzen

Durch die Realisierung einer roboterbasierten, modellfreien Greiflösung können die derzeitig eingesetzten Kommissionierungsprozesse effizienter und kundenorientierter gestaltet werden. Das Projekt kann so zusätzlich den gesamten Order-to-Cash-Prozess positiv beeinflussen und hierdurch sowohl dem Kunden als auch dem Unternehmen Mehrwerte liefern. Anhand dieser Optimierung kann mit einer Steigerung der Kundenzufriedenheit gerechnet und somit auch eine Erhöhung des eigenen Servicegrades erzielt werden.

Umsetzung der KI-Applikation

Um die Anforderungen an ein automatisiertes Kommissioniersystem bestimmen zu können, wird zunächst das Artikelspektrum hinsichtlich Umverpackung, Eignung für 3D-Sensorik sowie voraussichtlicher Greifbarkeit mittels Klemm- oder Sauggreifer untersucht.

Anhand von Datenbankauszügen aus der Artikelstammdatenbank und des Auftragsverwaltungssystems wird das Potenzial einer automatisierten Kommissionierung für das gesamte Artikelspektrum abgeschätzt. So können die Anforderungen an das System realitätsnah definiert werden, um eine wirtschaftlich sinnvolle Lösung zu erstellen.

Basierend darauf kann eine Machbarkeitsstudie für einen relevanten Anteil des Artikelspektrums durchgeführt werden. Hierbei werden 3D-Modelle von Beispielartikeln erstellt, um mittels Simulation beliebig viele, unterschiedliche Lagerbehälter nachbilden zu können. Dadurch kann, ebenfalls in Simulation, ein System trainiert werden, um die Artikel aus den Lagerbehältern zu greifen.