ANTS4.0

Biologisierung der Technik - Organisationsfähigkeit von Ameisenkolonien nutzen

ANTS4.0 analysiert die Übertragung der Organisationsfähigkeit von Ameisenkolonien auf den internen Warentransport in produzierenden Unternehmen und demonstriert die Möglichkeiten anhand einer realen Fabrikumgebung. Erforscht wird die Implementierung von Ameisenkolonie-Algorithmen für eine adaptive Intralogistik mit Low-Cost Automatic Guided Vehicle (AGV).

Das vom IFT entwickelte Low-Cost AGV "Scooty"

Durch sich immer schneller ändernde Anforderungen der Kund:innen muss die Intralogistik deutlich flexibler werden. Aktuelle Lösungen sind oftmals komplex und es fehlt an Flexibilität. Aus diesem Grund entwickeln wir eine wandelbare, automatisierte und leicht anpassbare Lösung mit fahrerlosen Transportfahrzeugen.

Im Rahmen des Forschungsprojekts ANTS 4.0 wird an einem neuartigen Logistikkonzept gearbeitet, durch das flexibel auf Produktionsänderungen eingegangen werden kann. Das Zusammenspiel der NAiSE Traffic-Control, dem intelligenten Pfadplanungsalgorithmus des Instituts für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement der Universität Stuttgart, dem Low-Cost-AGV (Scooty) vom Institut für Fördertechnik und Logistik (IFT) der Universität Stuttgart, sowie dem Intelligenten Boden von Bosch Rexroth bieten hierfür die Lösung.

Im Forschungsprojekt ANTS 4.0 bildet das Verhalten eines Ameisenschwarms die Grundlage für das Verhalten der Scooty-Fahrzeuge auf dem Intelligenten Boden. Ziel von ANTS 4.0 ist es, die Organisationsfähigkeit der Ameisen als Vorbild für die Produktionsumgebung zu nutzen und ein selbst organisierendes Logistiksystem abzubilden. Die Produktionsumgebung wird komplett wandelbar sein, da Arbeitsstationen berührungslos mit Energie versorgt werden. Die Verkehrssteuerung passt sich jederzeit flexibel an die jeweilige neue Umgebung an und adaptiert die Routenplanung.

Mit Hilfe der Ergebnisse aus dem Projekt werden Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in der Intralogistik von monotonen und körperlich anstrengenden Arbeiten entlastet und können sich auf wertschöpfende Tätigkeiten fokussieren. Gleichzeitig lassen sich Kosteneinsparungen bei den AGVs realisieren, indem der Boden wichtige Steuerungsaufgaben übernimmt. Durch die Kombination einer wandelbaren Fertigung, kostengünstigen Fahrzeugen und einer dynamischen Routenplanung in Echtzeit, wird ein neuartiges Konzept für die Intralogistik aufgezeigt, mit dem Ziel Effizienz zu steigern und Flächen einzusparen. Ziel ist es, aus diesen Komponenten ein innovatives und leistungsfähiges Logistikkonzept zu entwickeln.

Im Rahmen des Projekts ANTS 4.0 haben wir das kostengünstige und kleinskalige AGV "Scooty" mit flächenbeweglichem Fahrwerk entwickelt. Im Low-Cost-Segment für den KLT-Transport (600 x 400 mm) sind solche Fahrwerke mit überlegener Manövrierbarkeit noch wenig verbreitet. Der Fahrzeugaufbau verwendet sehr kompakte Fahr-Lenk-Module, die variabel in Anzahl und Grundfläche kombiniert und daher ideal auf den Intelligenten Boden abgestimmt werden können.

Das neuartige Logistiksystem wird in Kombination mit dem Intelligenten Boden von Bosch Rexroth auf einer 200 m² großen Demonstratorfläche in der ARENA2036 erprobt. Hierfür werden zunächst im Auftragsmanagement die Transportaufträge gesammelt. Nach der Berechnung der optimalen Route durch den KI-Algorithmus wird der Fahrweg an den Intelligenten Boden übermittelt. Dieser zeigt die Wegabschnitte, anhand der integrierten LED-Streifen, farbig an. Das Scooty orientiert sich über eine Kamera an den leuchtenden LED-Streifen und transportiert somit die Ware zum Ziel. Falls das Indoor-Lokalisierungssystem von NAiSE oder der Intelligente Boden ein Hindernis auf der Route erkennt, wird diese neu berechnet. Somit entstehen keine unnötigen Wartezeiten auf dem Transportweg.

Scooty erfüllt die Anforderungen eines kleinskaligen und kostengünstigen AGVs für ein flexibles Logistiksystem. Das Ziel, gemeinsam mit den Forschungspartnern einen Demonstrator in der ARENA2036 aufzubauen, ist erreicht. Hier können alle Partner das neuartige System demonstrieren und evaluieren.

  • ARENA2036
  • Bosch Rexroth AG
  • Fraunhofer IAT
  • NAiSE GmbH
  • Technologiezentrum Sonthofen
  • Universität Stuttgart 

Das Projekt wurde im Rahmen des Programms „Biologisierung der Technik“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Bis 07/2022

Ansprechpartner:in

Dieses Bild zeigt Carolin Brenner

Carolin Brenner

M.Sc.

Messtechnik und Schwingungsanalyse

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André Colomb

Dipl.-Ing.

Messtechnik und Schwingungsanalyse

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