Fly.Bot – Drohnen in der Logistik

Ein Status, drei unterschiedliche Einsatzbereiche für Drohnen in der Logistik haben sich herauskristallisiert. Einer zum Transport von Informationen, zwei zum Transport von physischen Lasten.

Gastbeitrag: Wolfgang Keplinger.

Der erste Hype um den Einsatz von Drohnen in der Logistik ist verflogen. Er ist nach ersten Piloteinsätzen einem realistischen Pragmatismus gewichen – von einer durch die Drohne auf den Kopf gestellten Zustelllogistik ist zur Zeit nur wenig zu spüren. Auch wenn der Gartner Hype Cycle der Drohne die Spitze der überzogenen Erwartungen erst noch in der Zukunft prophezeit, hat man in der Logistik-Wirklichkeit eher das Gefühl, dass die Drohne bereits das Tal der Tränen bezüglich der an sie gestellten Erwartungen durchlaufen hat und nunmehr realistische Einschätzungen über mögliche Drohneneinsätze in der Logistik anstehen. Drei unterschiedliche Einsatzbereiche für Drohnen in der Logistik haben sich herauskristallisiert. Einer zum Transport von Informationen, zwei zum Transport von physischen Lasten.

1. Drohnen zur Gewinnung und zum Transport von Information.
Die Inspektion und Überwachung von großen Außenanlagen wie Brücken, Hochspannungsleitungen, Windparkanlagen oder Photovoltaikanlagen ist der außerhalb der Logistik der am weitesten realisierte Einsatzbereich von Drohnen. Logistiknähere aber ähnliche Drohnen-Anwendungen für die Gewinnung von Information sind die äußere Sichtprüfung von großen Fliegern, die Überwachung von Produktionswerken bezüglich des Zulaufs von LKW oder von Hafenanlagen über den Einlauf von Schiffen. Bei den letztgenannten Anwendungen steht die Drohne aber im Wettbewerb mit GPS-basierten Lokalisierungslösungen in Kombination mit Geo-Fencing.

In der Logistik selber ist zur Zeit die am meisten verbreitete Drohnen-Anwendung diejenige zur automatischen Erfassung von Beständen bzw. zur Inventurerstellung, vorwiegend in manuellen Palettenlägern. Die Anbieter entsprechender Systeme sehen den Vorteil dieser Logistikdrohnen in der Generierung von aktuellen und richtigen Beständen, sowie in der einfacheren, sichereren, richtigeren und effizienteren Erfassung dieser Bestandsdaten. Die Hauptanwendungen findet man dafür in Lägern der Lebensmittel- und Chemieindustrie sowie in schnelldrehenden Lägern. Dieser Anwendung ist allerdings entgegenzuhalten, dass die drohnenunterstützte Inventur dazu dient, Schwächen im bestehenden Prozess (nämlich die Unkenntnis, welches Material aktuell an welchem Platz lagert) durch eine effiziente, technisch digitalisierte Lösung zu kaschieren. Im Sinne eines auch bei der Digitalisierung geltenden Lean-Paradigmas, sollten aber nur Prozesse digitalisiert werden, die effizient, verschwendungsfrei und robust sind.

Am Markt angeboten werden drei technologisch unterschiedliche Arten der Inventurdrohne:

  • Manuell durch einen menschlichen Piloten geflogene Inventurdrohnen.
  • Autonom fliegende Drohnen.
  • „Follow-me“-Drohnen, die einem bodengeführten autonomen Rover folgen.

Die Zukunft gehört natürlich den beiden autonomen Lösungsrichtungen. Der Vorteil der rover-basierten Drohnen liegt in der einfacheren Navigations-Software für die Drohne (der AMR-Rover übernimmt ja die Navigation in der x-/y-Achse) aber vor allem in einer deutlich längeren Laufzeit. Dadurch dass die Drohne über eine Leitung mit dem Rover verbunden ist, kann ein deutlich leistungsfähigerer und damit schwererer Akku in den Rover integriert werden, was die Flugzeit einer Drohne mit einer Akkuladung von 0,5h auf 5,0h verzehnfacht. Allerdings werden auch die autonom fliegenden Drohnen mit einer Ladestation mit mehreren Akkus und einem selbständigen Akkuwechsel diesbezüglich Fortschritte erzielen. Zielen die aktuellen Einsatzbereiche der Inventur-Drohnen vor allem auf die betriebsfreien Zeiten in einem Lager (Nacht/Wochenende), werden zukünftig die autonomen Drohnen auch keine Einschränkungen des gleichzeitigen Betriebs mit dem (autonomen) mobilen Lagerequipment haben. Für die Richtigkeit der Inventurerstellung selber ist es aber kein Nachteil, diese in der betriebsfreien Lagerzeit durchzuführen.

Die Drohne als technologisches Hilfsmittel alle Lagerplätze einfach und ohne großen Zusatzaufwand erreichen zu können, ist aber nur ein Aspekt dieser Lösung. Ein weiterer wichtiger technologische Baustein liegt in einer KI-unterstützten Kamera zur Erkennung der Label, in einer Kamera für Fotoaufnahmen der Label, in einer Software zur Auslesung der Labelinformation und in einer LED-Leuchte zur Ausleuchtung des Kamerabereichs, da die Drohnen auch in der betriebsfreien (und somit unbeleuchteten) Lagerzeit eingesetzt werden. D.h. der Neuigkeitscharakter dieser technologischen Lösung liegt nicht nur in der Drohne als Fluggerät, sondern auch in der autonomen Steuerung der Drohne und/oder des Rovers und vor allem in der KI-basierten Computervision, die Label bzw. Behälter/Paletten erkennt und auslesen und speichern kann. Der führende Anbieter von diesen Lösungen in Deutschland ist die Firma Doks. Inventurdrohnen können aber auch bei Linde, Eyesee, Corvus, Ware, Flytware und anderen Anbietern bezogen werden.

Mit diesen Technologien (KI-basierte Computervision) kann ein beschriebenes Drohnensystem auch für die Zählung von (Leergut-)Behältern eingesetzt werden, d.h. für Lagerbereiche, in denen in der Regel keine Buchung der zu- und abgeführten Behälter erfolgt. Dies kann im Zusammenhang mit einer Drohne passieren, die den Lagerbereich abfliegt (sowohl in einem Lagergebäude oder auch im Freien/Außenlagerbereich) bzw. ohne Drohnen durch fix montierte
Ki-unterstützte Kamerasysteme an der Gebäudedecke.

2. Drohnen für den Intralogistik-Transport
Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet für Logistik-Drohnen liegt im Intralogistikbereich beim Transport physischer Güter. Dabei werden die Drohnen nicht den Transport von großen Materialströmen/-volumina übernehmen, sondern in einem wohl-selektierten Spot-to-Spot Transportbereich eingesetzt werden. Die großen Massenströme werden auch zukünftig am Boden verlaufen.

Die diesbezüglich in Pilot-Anwendungen getesteten bzw. in Daueranwendung stehenden Drohnen-Einsätze dienen …

  • In großflächigen Produktionswerken zum Transport von eiligen Express-Lieferungen von Fehlteilen an der Linie, um eine Produktionsunterbrechung bzw. einen Bandstillstand zu vermeiden –
  • der Anbindung von externen Logistik-Hubs mit Produktionswerken (ebenfalls für Express-Lieferungen, wie es z.B. Seat in seinem Werk in Martorell macht) –
  • der Anbindung von dezentralen Einheiten mit einem mit hochwertigem Equipment ausgestatteten Zentrallabors (z.B. bei ThyssenKrupp, wo 4 Hochöfen mit dem Zentrallabor über eine Drohne verbunden wurden) –
  • der Verbindung von Operationssälen mit einem Zentrallabor, wenn dieses räumlich distanziert liegt.

Allen Intralogistik-Transportanwendungen gleich ist: transportiert werden einzelne Produkte bzw. Samples, die nicht zu groß und nicht zu schwer sind und die schnell an einer weiter entfernten Stelle gebraucht werden. Dabei fliegen die Drohnen in der Regel nicht weiter als 5 km, nicht länger als 0,5h und nicht schneller als 50 km/h. Der Vorteil von vielen dieser Intralogistik-Lösungen: es wird meist über privatem Betriebsgelände geflogen, öffentliche Flächen sind nicht betroffen, was den tlw. langwierigen, teuren und oftmals noch gar nicht geregelten Erwerb von Fluglizenzen erleichtert. Auch der Umgang mit den Problembereichen der Logistikdrohnen, ihr Lärm und die Gewährung der Sicherheit des Transports, lässt sich auf privaten Grundstücken leichter klären und regeln, als für
Drohnen, die im öffentlichen Raum fliegen.

3. Last Mile Delivery.
Der dritte große Einsatzbereich von Drohnen liegt in der Zustellung von (E-Commerce-)Sendungen auf der letzten Meile. Hier haben alle großen Logistik-Anbieter wie Amazon, UPS, DHL, FedEx u.a. ihre ersten Piloterfahrungen mit Drohnen hinter sich. Dabei haben sich drei sinnvolle Einsatzbereiche herauskristallisiert:

  1. Versorgung von in der Regel dünn besiedelten Gebieten, die schwierig zu erreichen sind, wie z.B. Inseln oder Bergregionen
  2. Versorgung von dicht besiedelten städtischen Gebieten aus urbanen Logistik-Hubs, um schneller als bei der traditionellen
    Zustellung mit dem Paketwagen zu sein (0,5h – 2,0h-Lieferung)
  3. Drohnen, die mit einem Paketwagen in die Zustellregion gebracht werden, und dann den Fahrer bei der Überwindung der allerletzten Meile unterstützen

Technologisch sind die wichtigsten Fragen für die kleinen Paket-Drohnen weitgehend geklärt.
Die aktuelle Entwicklung geht mittlerweile soweit, dass Volocopter an einer vollelektrischen Drohne arbeitet, die eine Palette mit bis zu 200 kg über 40 km transportieren kann. Die Zustellung über und in dünn besiedeltes Gebiet ist nicht nur von den Genehmigungen, sondern auch von der Frage der Wirtschaftlichkeit geprägt. Das größte Problem beim Einsatz von Drohnen für die letzte Meile in dicht besiedeltem Gebiet sind zur Zeit…

  • Die Akzeptanz durch die breite Bevölkerung (Lärm und Sicherheit) und vor allem –
  • die vielfach ausstehenden Regularien zum Betrieb von Drohnen im öffentlichen Raum.

Die Schweiz gilt hier als Innovationstreiber und nimmt diesbezüglich hierbei in Europa eine Vorreiterrolle ein. Seit 2017 arbeiten dort das Bundesamt für Zivilluftfahrt und Skyguide zusammen, um einen geregelten Drohnenverkehr testweise im öffentlichen Raum hinzubekommen. Dabei werden Fragen nach Flughöhen, Sicherheit, Steuerung, gesperrte und erlaubte Korridore bzw. Einflugschneisen/Drohnenautobahnen für die Erreichung von größeren Städten besprochen und geklärt.

Die Regularien, die Sicherheit im öffentlichen Raum und der von den Drohnen versursachte Lärm sind die größten Hürden, um der Last Mile Delivery durch Drohnen zum Durchbruch zu verhelfen. Diese Hürden sind zur Zeit in Europa so groß, dass die Zustellung durch Drohnen in den nächsten Jahren nicht zu einem Standard-Angebot der Logistik-Dienstleister bzw. der Paket- und Expressdienstleister werden wird. Ihre Pizza werden Sie in den nächsten Jahren immer schneller und mit einer hohen Wahrscheinlichkeit noch warm zugestellt bekommen. Die Wahrscheinlichkeit, dass Sie Ihnen mit einer Drohne vors Stadt-Haus gestellt wird, ist allerdings für die nächsten Jahre sehr gering. (RED)

 

LOGISTIK express Journal 5/2021

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