Was auf der Straße noch Seltenheitswert hat, ist in vielen Werkshallen längst üblich: das autonome Fahren. Denn dort bringen fahrerlose Transportfahrzeuge Bauteile und Waren zur rechten Zeit an den rechten Ort. Allerdings folgen diese Gefährte meist vorgegebenen Leitlinien am Boden und sind deshalb fast genauso unflexibel wie Fließbänder.

Ziel der Industrie 4.0 ist es jedoch, individuelle Sonderanfertigungen genauso kostengünstig und effizient herzustellen wie Massenprodukte. Voraussetzung dafür ist die wandlungsfähige Produktion, in der heute die eine, morgen die andere Produktvariante gefertigt wird – ohne teure Umbaumaßnahmen.

Sensorisch auf Spur

Wissenschaftler am Fraunhofer IPA in Stuttgart haben deshalb eine Navigationssoftware entwickelt, mit der sich fahrerlose Transportfahrzeuge flexibel durch geschäftige Werkshallen bewegen und plötzlich auftretenden Hindernissen ausweichen können – Sicherheitsabstand inklusive. Der Clou: Jedes einzelne Gefährt und sämtliche Sensoren in der Halle sind über die Cloud miteinander vernetzt. Ein zentraler Server koordiniert die Routenplanung.

Virtuelles Abbild der Produktion

"Dank der Cloud entfalten fahrerlose Transportfahrzeuge ihr ganzes Potenzial. Denn so liefern sie nicht nur Bauteile und Waren aus, sondern tragen auch quasi in Echtzeit Daten von den einzelnen Produktionsschritten zusammen", erklärt Kai Pfeiffer, einer der beteiligten Forscher.

Daraus und aus weiteren Quellen speist sich der sogenannte digitale Schatten, ein virtuelles Abbild sämtlicher Prozesse in einem Unternehmen. Es dient Produktionsplanern als Entscheidungsgrundlage, weil sie damit kostspielige Fehlplanungen bei anstehenden Produktionsumstellungen vermeiden können.

Voraussicht durch Computer

Bereits vor ihrer Inbetriebnahme sparen fahrerlose Transportfahrzeuge mit cloudbasierter Navigationstechnologie viel Geld. Denn erstmals lässt sich nun auf der Grundlage realer Daten simulieren, wie sie sich im geschäftigen Treiben verhalten und wie sie auf Menschen reagieren, die achtlos ihre Bahn kreuzen: "Wir stellen an strategisch günstigen Stellen in einer Werkshalle Laserscanner auf, die das gesamte Geschehen erfassen, und lassen virtuelle Fahrzeuge, die ein Kleinstrechner simuliert, durch die Werkshalle navigieren", sagt Pfeiffer. Veranschaulichen lasse sich das Szenario am Computer oder über Augmented-Reality-Brillen. Staupunkte und andere kritische Stellen sind so vorab erkennbar – ohne aufwendigen Testbetrieb mit realen Fahrzeugen.

"In der Industrie setzt ein Umdenken ein", beobachtet Pfeiffer. "Immer mehr Unternehmen erkennen, welche Möglichkeiten ihnen vernetzte fahrerlose Transportfahrzeuge bieten." Die Cloud ist der Clou.