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Das bringen Drohnen auf dem Werksgelände

26.06.2019

Das bringen Drohnen auf dem Werksgelände

Auf den Werksgeländen deutscher Unternehmen versehen Transportdrohnen bereits ihren Dienst: Mit einer neuen Technologie befördern sie Güter und das hat mehrere Vorteile .


Insbesondere der Handel und Logistik-Dienstleister im Bereich Last Mile Delivery träumen von der Auslieferung ihrer Waren per Drohne. Überraschend ist dies nicht, denn dieser Lieferprozess ist nicht nur zeit- und kostensparend, sondern auch umweltschonend.

Aktuelle Hürden beim Drohnen-Transport

Für den flächendeckenden Einsatz im öffentlichen Raum existieren derzeit noch einige Hürden:

  • der uneingeschränkte Flug außerhalb der Sichtweite bei Tag und in der Nacht,
  • das Zusammenspiel von Größe der Flugsysteme und Gewicht des Transportguts
  • sowie die Frage der Integration in die Luftraumbewirtschaftung, besonders im untersten Luftraum G (gesprochen Golf).

Doch was im öffentlichen Raum in Europa noch Zukunftstechnologie ist, ist auf Werksgeländen bereits Realität.

Schnelle Hilfe durch Transportdrohnen

Unternehmen aus den Sektoren klassische Industrie und Kontraktlogistik nutzen Drohnen für den Transport von vielerlei Materialien: von Ersatzteilen über Kleinmaterial, Laborproben, Dokumente bis hin zu dringend benötigten Prototypen aus dem 3D-Drucker der Entwicklung.

Dies geschieht beispielsweise von zentralen Lagerbereichen in die Produktion, wo Serviceteams darauf warten, wichtige Teile zu erhalten, um etwaige Fehlfunktionen, Störungen oder Beschädigungen zu reparieren.

Drohne Transportdrohne

Kosten- und Zeitersparnis

Dieses Vorgehen hält den Produktionsprozess aufrecht beziehungsweise bringt ihn schnell wieder in Gang und der finanzielle Verlust durch einen Fertigungsstopp wird minimiert, wenn nicht gar vollständig verhindert.

Des Weiteren bringen Drohnen Hilfsstoffe sowie Material für die Einhaltung der Arbeitssicherheitsbestimmung in die Werkshallen. Auch Rohstoffunternehmen verwenden Transportdrohnen für die Beförderung von Materialproben, besonders im Zusammenspiel mit Qualitätsmanagementprozessen.

Da Drohnen sich in vorhandenen Infrastrukturen ungehindert und somit deutlich schneller bewegen können, spart ihr Einsatz in der Wertschöpfungskette sowohl Kosten als auch Zeitersparnissen. Zudem entlasten sie das Personal.

Aufbau, Aufnahme und Transport

Die derzeit im Einsatz befindliche Transportdrohne besteht aus einem Flugroboter. Dieser ist mit dreifach-redundanten GPS-Modulen ausgestattet, einem Mechanismus zur Aufnahme des Transportguts sowie der Sensorik für Flugsteuerung und -überwachung und optischen Sensoren für die Zielansteuerung.

Für die Flugsteuerung haben Entwickler die Drohne mit einem Onboard-PC sowie einem LTE/5G-Modul versehen. Als Schutzmaßnahme dient ein von der FAA (Federal Aviation Administration, USA) freigegebenes Fallschirmsystem.

Das reguläre Gewicht des Vollguts oder des Kleinladungsträgers (KLT), das eine solche Transportdrohne befördern kann, beträgt bis zu 4,5 Kilogramm. Je nach Gewicht des Transportguts kann die Drohne eine Strecke von bis zu 15 Kilometer zurücklegen. Vom Gewicht hängt auch die Fluggeschwindigkeit ab.

Noch manuelle Übergabe des Transportguts

Über einen patentierten Greifmechanismus wird das Transportgut an den Flugkörper gekoppelt. Eine modifizierte Blende umspannt automatisch einen an den Kleinladungsträger oder an anderen Objekten befestigten sogenannten Pilzkopfadapter.

Einzig die Übergabe an die Drohne erfolgt, auf Wunsch vieler Anwender, aus Sicherheitsgründen noch manuell. Der Operator übergibt das Transportgut, kehrt anschließend zum Leitstand zurück und aktiviert dort den Flug, woraufhin die Drohne zum Zielort fliegt. Mithilfe von GPS-Koordinaten findet sie ihren Weg.

Visuelle Sensoren unterstützen die Anflugsteuerung an Aufnahme- und Abgabeorten, die die Drohne punktgenau landen lassen. Nach ihrer Ankunft gibt die Drohne das Transportgut automatisch frei. Der Operator erhält daraufhin eine Benachrichtigung über die erfolgte Auslieferung und kann die Drohne wieder zurück zum Ausgangspunkt anfordern.

Laborproben per Drohne

Um den Laborprobentransport zu beschleunigen, sicherer zu machen und zusätzlich auch noch den Werksverkehr zu entlasten, entwickelte das Team Technology & Innovation von Thyssenkrupp Steel einen buchstäblich hochfliegenden Plan: die Anlieferung der Laborproben auf dem Luftweg.

Als Partner fand sich die doks.innovation GmbH, die den autonomen Flugroboter delivAIRy mit 1,20 Meter Spannweite, einer Tragkraft von 4,5 Kilogramm und einer patentierten Technologie für die autonome Lastaufnahme entwickelt hat.

Lieferprozess erheblich beschleunigt

„Auch dieses Projekt ist eines von vielen, mit denen wir das Stahlwerk der Zukunft bauen: moderner, digitaler und nachhaltiger. Dabei forcieren wir Digitalisierungsprojekte nicht um ihrer selbst willen, sondern immer dann, wenn sie uns konkrete Fortschritte bringen. Die Transportdrohne ist dafür ein exzellentes Beispiel“, sagte der Vorstandsvorsitzende von Thys­sen­krupp Steel Europe, Andreas Goss.

Für die 2,2 Kilometer lange Strecke braucht delivAIRy nur rund sechs Minuten, während der Pkw bis zu einer Viertelstunde oder länger braucht – je nach Witterung und Verkehrslage. Insgesamt beschleunigt sich der Lieferprozess so um mehr als die Hälfte.

Sicherheit für Drohne und Liefergut

Über einen zentralen Leitstand haben zwei Mitarbeiter die Bewegungen der Drohne immer im Blick. So wissen sie stets genau, wo sich der Flugroboter befindet und können ihn auf sechs definierten Notfalllandeplätzen entlang der Strecke jederzeit zum Stehen bringen.

Fallschirme, eine Redundanz der Flugsteuerung und eine Kombination aus optischer Navigation und Navigation via GPS sorgen für zusätzliche Sicherheit.

Voraussetzungen für Pilotprojekt

Für die sechsmonatige Pilotphase und den Flugbetrieb sind entsprechende Fluggenehmigungen durch die Landesluftfahrtbehörde Nordrhein-Westfalen nötig; die Verfahren dazu laufen. Wenn sich der autonome Flugroboter dann beim Laborprobentransport bewährt, könnte er in Zukunft auch in anderen Bereichen der internen Logistik zum Einsatz kommen.

„Die Drohne lässt sich individuell per App anfordern. Die Auslieferung zeitkritischer Sendungen auf dem Werksgelände könnte man damit voll automatisieren und digitalisieren“, erklärte Projektleiter Dr. Thomas Lostak. „Das Projekt kommt sehr gut bei den Kolleginnen und Kollegen an.“ Das liefere frischen Rückenwind für weitere Digitalisierungsprojekte.

Autor: Benjamin Federmann

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Autor: Dörte Neitzel

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