Forschung & Entwicklung

IRiS

Interaktives Robotiksystem zur Entleerung von Seecontainern

Motivation
Die Entladung von Containern stellt eine der letzten nicht automatisierten Aktivitäten in einer hochtechnisierten Transportkette dar und ist ein sehr aufwendiger Prozess mit hohen körperlichen Anforderungen an die Mitarbeitenden. Bisher existierende Systeme genügen aufgrund hoher Investitionskosten, hoher Inbetriebnahmezeiten und notwendiger Infrastrukturanpassungen den Anforderungen von Hafenbetreibern nicht. Zudem sind die Systeme häufig stationär und relativ groß dimensioniert, was eine Änderung des System-Arbeitsortes aufwendig macht.

Vorgehen
Die Projektpartner verfolgten im Projekt IRiS das Ziel ein neuartiges Containerentladesystem zu entwickeln, welches die Effizienz und Ergonomie von Umschlagprozessen an Seehäfen verbessert. Hierfür wurde ein mobiles Robotersystem entwickelt, welches eine gleichzeitige Entladung ganzer Paketreihen und eine omnidirektionale Beweglichkeit zur flexiblen Einsetzbarkeit an unterschiedlichen Arbeitsorten ermöglicht. Die Entwicklung der Mechatronik wurde durch einen digitalen Zwilling zur virtuellen Inbetriebnahme der Komponenten begleitet. Eine Kombination von Bildverarbeitungs- und Deep Learning-Methoden wertet die Daten von vier Tiefenbildkameras aus und analysiert den Containerinhalt. Die entwickelte Systemsteuerung kombiniert diese Paketinformationen mit weiteren Sensorund Umgebungsdaten zur Berechnung von Bahnplanung und Entladelogik. Ein Leitstand mit Mensch-Roboter-Interaktionsschnittstelle zur Überwachung und Steuerung des Roboters erlaubt eine schnelle Lösung von Störsituationen.

Ergebnis
Der prototypische IRiS-Containerentladeroboter mit adaptivem Automatisierungsgrad wurde in einer Testumgebung im BIBA hinsichtlich Robustheit und Entladeleistung evaluiert. Hierbei wurde die schonende Handhabung von Paketen durch den strukturierten, vakuumbasierten Entladeansatz nachgewiesen und eine hohe Entladeleistung von bis zu 3200 Paketen pro Stunde durch Entladung voller Reihen ermittelt. Zudem wurde die intuitive Bedienbarkeit der Interaktionsschnittstelle in Nutzerstudien mit operativen Mitarbeitenden validiert. Das BIBA hat im Projekt die Entwicklung und Integration von Mechatronik und Systemsteuerung sowie der Methoden zur Mensch-Technik-Interaktion umgesetzt.

Förderung durch Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) im Programm Innovative Hafenit-loesung-hardware (IHATEC)

Bildrechte:  BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH

Eckdaten

Projektlaufzeit
09.2017 - 07.2021
Projektvolumen
1.329.210 €

Ansprechpartner

BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH
Lennart Rolfs
Hochschulring 20
28359 Bremen
rof@biba.uni-bremen.de

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