AMR und AGV: Unterschiede der fahrerlosen Transportsysteme

Autonomous Mobile Robots (AMR) und Automated Guided Vehicles (AGV) haben eine Aufgabe. Sie transportieren Materialien innerhalb eines Lagers oder Produktion von einem Ort zum anderen. Damit enden aber schon die Gemeinsamkeiten der fahrerlosen Transportsysteme (FTS). Denn in der Ausführung dieser Aufgabe könnten die zwei Systeme nicht konträrer sein. Lernen Sie jetzt:

• Entwicklung vom AGV zum AMR
• Definition AMR und AGV
• Unterschiede zwischen AMR und AGV
• Vor- und Nachteile beider Systeme
• Anwendung in verschiedenen Branchen

Lange Zeit waren AGVs bzw. fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF), wie man sie im deutschen Sprachgebrauch nennt, die einzige flexible Option, um interne Transportaufgaben flexibel zu automatisieren. Sie entstanden in den 50/60er-Jahren. Schwere körperliche, eintönige und sich ständig wiederholende Tätigkeiten und Materialflüsse wurden an AGVs ausgelagert und waren nicht mehr wegzudenken. Mit der zunehmenden kundenindividuellen Produktion, der sogenannten Mass Customization, entstand die Anforderung nach mehr Flexibilität und Skalierbarkeit der Transportsysteme. Flexibilität erfordert intelligente Systeme. Somit kamen in den 2010er Jahren autonome mobile Roboter auf den Markt.

Moderne AMR nutzen mittlerweile fortgeschrittene SLAM-Technologien (Simultaneous Localization and Mapping). In Kombination mit KI-gestützter Navigation bewegen sich diese Systeme heute deutlich präziser und adaptiver – selbst in hoch-dynamischen, unstrukturierten Umgebungen. Ein weiterer Meilenstein ist die sogenannte Sensorfusion: Durch die intelligente Kombination von LiDAR, Time-of-Flight (ToF), 3D-Kameras und Ultraschallsensoren wird die Umfelderkennung auf ein neues Niveau gehoben. Dies verbessert nicht nur die Sicherheit beider Systeme – AGV wie AMR – sondern auch deren Fähigkeit, auf unerwartete Situationen schnell und zuverlässig zu reagieren.

AGV und AMR sind also zwei Begriffe, die uns bereits seit Jahren in der Logistik begleiten. Doch geht es darum, zu klären, worin die Unterschiede liegen, taucht ein großes Fragezeichen auf. Lassen Sie uns aus diesem Grund zu Beginn die Begrifflichkeiten klären, bevor wir auf die Unterschiede eingehen.

Der größte Unterschied zwischen AGVs und AMR liegt in der Navigation der fahrerlosen Transportsysteme. AGVs transportieren die Waren auf festgelegten Routen und sind somit spurgebunden. Sie orientieren sich an künstlichen Landmarken wie Drähten, Magnetstreifen, optischen Spuren oder Reflektoren, die ihnen eine Lokalisierung ermöglichen. Dies macht die Planung der Fahrtrouten sehr aufwendig und erfordert häufig Umbaumaßnahmen.

AMR hingegen fahren autonom. Sie navigieren anhand von Karten, die entweder hochgeladen oder durch den AMR eigenständig erstellt werden. Mit Unterstützung von Kameras, Laserscannern (LIDAR) und weiteren Sensoren sowie einer intelligenten Software ermittelt der AMR automatisch den kürzesten Weg zum Ziel. Dabei passen die intelligenten Roboter ihre Routen in Echtzeit an die empfangenen Informationen an.

Ein zentrales Leitsystem kommuniziert mit den AGV und gibt vordefinierte Anweisungen. Dabei handelt es sich um ein Steuerungssystem, das die Planung und Zuweisung von Fahrwegen übernimmt. Im Gegensatz dazu funktionieren AMR dezentralisiert, d.h. sie kommunizieren miteinander (peer-to-peer) und reagieren dynamisch bzw. situationsabhängig.

AMR operieren zudem KI-gestützt, Fahrwege werden optimiert, Objekte und Personen erkannt und aus den Erfahrungen gelernt. Während AGV nur über eine eingeschränkte Datennutzung verfügen, bieten AMR durch eine intelligente Software viele Möglichkeiten zur Echtzeit-Datenanalyse, zum Reporting und zur Ableitung von Optimierungen.

Sowohl AGVs als auch AMR sind aufgrund ihrer Technologien im Einsatz im Lager absolut sicher. Beide Systeme verfügen über Sicherheitsscanner, oftmals Kameras und zahlreiche weitere Sensoren.

Unterschiede ergeben sich im Umgang der zwei Transportsysteme mit Hindernissen. AGVs stoppen und warten bei Auftreten eines Hindernisses, bis es aus dem Weg geräumt wird. AMR umfahren diese und finden einen „neuen“ Weg zum Ziel. Verantwortlich dafür ist die künstliche Intelligenz (KI) der autonomen mobilen Roboter.

AMR stellen aufgrund ihrer Navigation und der intelligenten Software keine oder nur geringe Anforderungen an die Umgebung. Sie werden schnell und ohne bauliche Maßnahmen in den innerbetrieblichen Transportprozess integriert, auch bei laufendem Betrieb. In der Ausführung der Transportaufgaben benötigen sie nur wenig Platz und machen auch sehr enge Gassen passierbar.

Etwas anders stellt sich die Situation bei AGVs dar. Bereits die Planung des Streckennetztes ist sehr aufwendig. Häufig sind Umbaumaßnahmen im Gebäude notwendig, sodass eine Installation eine Unterbrechung des laufenden Betriebs erfordert.

Da wie bereits erwähnt die Navigation der AGV physische Infrastruktur benötigt und AMR autonom navigieren, sind neben den Umbauarbeiten noch weitere Faktoren zu beachten. Die Integration von AGV in bestehende Infrastruktur gestaltet sich als aufwendig.

Für die AGVs müssen Fahrwege geplant, Leitlinien und Reflektoren installiert werden, während bei den AMR die Erfassung und Kartierung der Umgebung mittels Software abgewickelt wird und jederzeit flexibel angepasst werden kann. Änderungen für die Prozesse, die AGVs betreffen, gehen mit Umbauten einher. Bei AMR ermöglichen Software-Schnittstellen eine schnelle und effiziente Integration in bestehende Infrastruktur. Zudem können mit dem Digital Twin Prozesse simuliert, getestet und optimiert werden, noch bevor die Anlage tatsächlich in Betrieb geht.

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Durch die autonome Fahrweise sind AMR flexibler als fix im Betrieb verbaute AGVs.  Die Fahrwege und die Flottengröße lassen sich bei AGVs nur schwer verändern und sind häufig mit erneuten Umbaumaßnahmen verbunden und können ausschließlich vom Lieferanten geändert werden. Dies führt immer zu einer großen Abhängigkeit (sowohl zeitlich als auch finanziell).

Hier punktet der AMR. Er passt seine Routen und Prozesse aufgrund der intelligenten Software in kürzester Zeit an. Umbauten können so einfach via drag&drop innerhalb von Minuten angepasst werden. Ebenso ist die Flottengröße je nach Bedarf veränderbar, um zum Beispiel Peak-Zeiten abzufedern oder auf Marktveränderungen zu reagieren.

Die Aufgaben und Wege von AGVs sind sehr überschaubar und einfach. Transportflüsse werden immer gleich abgewickelt, die Fahrwege ändern sich nicht und bei Hindernissen stoppt das Fahrzeug. Dadurch werden Fahrwege stets zwingend frei gehalten. Dieser Faktor wirkt sich positiv auf die Vorhersehbarkeit und Planbarkeit von AGVs aus. Sie sind pünktlich, kalkulierbar und höchst effizient in der Ausführung ihrer Transportaufgaben.

AMR treffen ihre Entscheidungen über Fahrwege dynamisch und situationsabhängig. Durch ihre autonome Navigation können sie flexibel auf Hindernisse reagieren und alternative Routen eigenständig planen. Auch wenn ihre Fahrweise weniger vorhersehbar ist als die von AGVs, bietet ihre Anpassungsfähigkeit einen entscheidenden Vorteil in dynamischen Produktions- und Logistikprozessen.

Die Mechanik und Sensorik von AGVs sind stärker auf externe Navigationstechnologien wie Magnetstreifen, Induktionsschleifen oder QR-Codes angewiesen.  Diese externen Systeme müssen regelmäßig gewartet und instand gehalten werden. Zusätzlich unterliegen auch die mechanischen Komponenten einem gewissen Verschleiß. Typische Wartungsthemen betreffen vor allem Rollen und Räder, die durch Abnutzung oder Verunreinigung regelmäßig ausgetauscht werden müssen, sowie die Kontrolle von Motoren, Liftelementen und Stoßdämpfern. Auch Sensorhalterungen und die Rahmenstruktur sollten regelmäßig auf Lockerungen, Risse oder Verformungen geprüft werden.

Im Gegensatz dazu verfügen AMR über eine deutlich komplexere Sensorik, deren Wartung entsprechend aufwendiger ist. Neben mechanischen Komponenten spielen hier Software-Updates eine zentrale Rolle: Die Fehlerdiagnose erfolgt überwiegend softwaregestützt und ist häufig sogar per Remote-Zugriff möglich. Auch die Kommunikationseinheit, Batteriezustand und Laserscanner (LIDAR) müssen regelmäßig überprüft werden. Eine gründliche Reinigung – insbesondere der Sensoren – sowie die Kontrolle aller Kabelverbindungen sind essenziell für den zuverlässigen Betrieb.

Ursprünglich wurden AMR für den Transport von leichteren Lasten verwendet und AGVs für den Transport von Paletten. Heute unterscheiden sich die Einsatzgebiete kaum noch. Beide fahrerlosen Transportsysteme übernehmen vielfältige Aufgaben im innerbetrieblichen Transport. Zu den häufigsten Einsatzgebieten zählen die Versorgung von Arbeitsplätzen und Produktionslinien, die Unterstützung von Kommissionierprozessen und die Anbindung an Fördertechnik oder automatischen Lagersystemen.

Welches automatische Transportsystem ist nun kosteneffizienter? Auf den ersten Blick betrachtet sind die reinen Anschaffungskosten von AGVs oft geringer als die von AMR. Letztere sind aufgrund ihrer Intelligenz und der komplexen Sensor-Ausstattung teurer. Rechnet man jedoch den Aufwand für die Ausstattung der Umgebung sowie die umständlichere Planung und Inbetriebsetzung der AGVs hinzu, ergeben sich häufig höhere Kosten.

Darüber hinaus führt die Inbetriebnahme zu kostspieligen Produktionsunterbrechungen, sofern es sich nicht um einen kompletten Neubau handelt. AMR hingegen sind schnell auch in bestehenden Bauten einsetzbar und führen zu einer sofortigen Effizienzsteigerung. Auch nachträgliche Änderungen werden mit AMR wesentlich schneller und einfacher durchgeführt. Immer höhere Erwartungen vom Markt fordern von der heutigen Produktion immer mehr Flexibilität und Variation, Umbauten werden dadurch immer häufiger in eine Kostenbetrachtung miteinbezogen (Stichwort ROI).

Sie stellen sich nun die Frage, welche Kriterien bei der Auswahl des fahrerlosen Transportsystems zu berücksichtigen sind? Entscheidend für die Wahl zwischen AGV und AMR sind die folgenden Fragen:

• Für welche Transportaufgaben soll das jeweilige System eingesetzt werden?
• Soll das System veränderbar und skalierbar sein?
• Sind die Warenflüsse konstant oder einer hohen Dynamik unterworfen?

Bei gleichbleibenden Fahrwegen, konstanten Materialflüssen und einer geringen Anzahl an Hindernissen ist der Einsatz von AGVs zu bevorzugen. Sie sind in diesem Fall kostengünstiger und erledigen ihre Aufgaben präzise und zuverlässig. Variieren Strecken und Transportaufgaben allerdings, sind AMR mit Sicherheit die bessere Wahl.

Doch “Change is the new normal”! Marktveränderungen stehen an der Tagesordnung. Wir alle kämpfen mit abnehmender Planbarkeit, Fachkräftemangel und Ressourcenengpässen. Daher müssen fahrerlose Transportsysteme heute vor allem schnell integrierbar und anpassbar sein. Eine moderne Fertigungsumgebung sollte sich nicht von einer unflexiblen Technologie abhängig machen. Fazit:  AMR sind AGVs in punkto Flexibilität, Skalierbarkeit, Installationszeit und Rentabilität überlegen.

Die Planung einer gesamtheitlichen Automatisierungslösung ist jedoch weitaus umfangreicher als die Entscheidung zwischen AGV und AMR. Häufig sind sie Teil einer hybriden Lösung. Dabei handelt es sich um eine Mischung aus fahrerlosen Transportsystemen, manuellen und automatisierten Fördersystemen, modernen Kommissionierstationen und Mischverkehr. Darüber hinaus darf die Schlüsselkomponente einer jeden erfolgreichen Automatisierungslösung nicht fehlen – eine intelligente Software.

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