Autonome Geräte werden immer ausgereifter und sind zunehmend in der Lage, sich in Umgebungen mit hoher Dynamik und beweglichen Hindernissen zu bewegen. Infolgedessen können FTS, die derzeit in Bereichen mit eingeschränktem Publikumsverkehr, z. B. in der Fertigung, eingesetzt werden, an andere Umgebungen angepasst werden, z. B. in Form von automatisierten Kurier- und Postsystemen.
Daher sind FTS für die Auslieferung und den Transport von Artikeln auch in nicht-verarbeitenden Bereichen zu finden, wie z. B. in Büros, Krankenhäusern, Versandhäusern, bei der Postautomation oder in öffentlichen Einrichtungen. Die meisten Anwendungen zielen auf die Krankenhauslogistik ab (Pflegeutensilien, Post, Medikamente, Diagnostik usw.). Neuere Anwendungsszenarien von Indoor-FTS erstrecken sich auch auf Pflegeeinrichtungen und Büroräume. Schließlich ist zu beachten, dass FTS in der Regel als Flotten mit Flottenmanagementsystemen betrieben werden. Daher ist eine digitalisierte Netzwerkumgebung eine der Voraussetzungen für den effektiven Einsatz von FTS-Systemen..
Transport in Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen
In größeren Büros und Krankenhäusern sind Serviceaufgaben wie das Verteilen von Post, der Transport von Waren aller Art, das Entleeren von Behältern usw. relativ einfache, aber zeitaufwändige Tätigkeiten, die von bestimmten Mitarbeitern ausgeführt werden, die mit Rollwagen durch die Gänge gehen. Ohne feste Automatisierung wird ein Transportroboter die Arbeitsbelastung der Mitarbeiter, die für den Transport von Gegenständen zuständig sind, verringern. Im Vergleich zu bereits existierenden Lösungen wird ein Roboter zusätzlich die Arbeitsbelastung des Krankenhauspersonals und des Logistikpersonals verringern..
Ein Transportroboter führt typischerweise die folgenden Tätigkeiten aus:
- Erkennung von zu transportierenden Gegenständen (Container, Betten usw.); erforderlichenfalls mit menschlicher Unterstützung – “Anruf vom Einheitenterminal”
- Abholung/Umladung und Transport von Gegenständen
- Abholung/Umladung und Transport von Gegenständen
- Klassifizierung und Trennung von Objekten (ggf. mit menschlicher Hilfe – Strichcodes usw.)
- Entladen von Objekten im Zielgebiet (Objekte werden getrennt)
In Krankenhäusern wurden Roboter bereits erfolgreich als Punkt-zu-Punkt-Liefersysteme eingesetzt (z. B. der Helpmate in den 1990er Jahren). Zu den typischen Transportaufgaben gehören Mahlzeiten, Wäsche, Laborproben usw. Die zu transportierenden Materialien werden in einem Lagerbereich platziert, und das Be- und Entladen erfolgt durch das Personal. Die Navigation erfolgt mithilfe von Laserscannern, Ultraschallsensoren und strategisch platzierten Orientierungspunkten (oft an der Decke). In jüngerer Zeit wurde auch versucht, die Roboter in die Lage zu versetzen, andere mobile Einheiten wie Anhänger aufzunehmen und sie zwischen verschiedenen Stationen in einer Anlage zu transportieren.
Kurierroboter in Gebäuden (Bürogebäude, Hotels, öffentliche Gebäude)
Kurierroboter sind in der Regel kleinere FTS mit einer Tragfähigkeit von weniger als 250 kg, die für den Transport von kleinen Behältern oder kleinen Lasten in der Leichtindustrie oder in sauberen Umgebungen konzipiert sind und den oben beschriebenen Robotern im Gesundheitswesen sehr ähnlich sind. Sie basieren auf einer mobilen Plattform und sind mit speziellen Vorrichtungen ausgestattet, wie z. B. einem Laserscanner zur Lokalisierung des Behälters, einem Ablagefach für die Post und dergleichen. Sie arbeiten selbstständig und benötigen keine Aufsicht. In der Regel erleichtern barrierefreie Umgebungen, wie sie in Krankenhäusern, Pflegeeinrichtungen oder Bürogebäuden anzutreffen sind, den Einsatz von mobilen Robotern in diesen Umgebungen.
Ebenso wurden Kurierroboter für Hotels für den Transport von Waren aller Art und Gepäckstücken installiert und finden in den Medien große Beachtung. Vergleichbare mobile Transportsysteme, oft mit Artikel- und Ladungsträgertransfer, haben ebenfalls Einzug in die Logistik von Labors (z.B. in pharmazeutischen und medizinischen Einrichtungen) gehalten..
Kurierroboter in Flughäfen oder öffentlichen Räumen
Andere Kuriersysteme können für den Gepäcktransport an Flughäfen zuständig sein, wie z. B. - das System von SITA Lab wurde an mehreren Flughäfen weltweit getestet, darunter Genf, Buenos Aires und Mexiko-Stadt.
Ein völlig anderes System, das zum Be- und Entladen von Gepäckstücken in Hotelschließfächern verwendet wird, basiert auf einem klassischen Industrieroboter. Der Arm des Concierge “Yobot” holt Gepäckstücke, die in der Lobby abgegeben wurden, ab und lagert sie gegen eine geringe Gebühr in einem Schließfach. Ein ABB IRB 6640 Knickarm-Industrieroboter dient als automatisches Gepäckaufbewahrungs- und -abholsystem in der Lobby des Yotel-Hotels in New York.
Ebene der Verteilung
Der bahnbrechende Kurierroboter, der in Krankenhäusern eingesetzt wird, ist der Helpmate, der zu Beginn der 1990er Jahre von TRC entwickelt und dann von Cardinal Health gefördert wurde. Berichten zufolge wurden mehr als 100 Einheiten installiert (die inzwischen eingestellt wurden), die auch mit Türen und Aufzügen verbunden sind. Helpmate transportierte Mahlzeiten zu Patienten, Medikamente zu anderen Abteilungen usw. Sein Hauptvorteil bestand darin, dass qualifiziertes Personal von ungelernten Kurierdiensten entlastet wurde. Das System war seiner Zeit weit voraus und ebnete erfolgreich den Weg für verschiedene Kuriersysteme in Krankenhäusern und Innenbereichen.
In ähnlicher Weise wurde das preisgekrönte Kurierrobotersystem (Hospi-R) 2004 von Panasonic in Japan eingeführt. Das robotische Blutproben-Kuriersystem desselben Anbieters steuert eine Flotte autonomer mobiler Roboter, die koordiniert arbeiten. Das System steuert automatisch eine Reihe von Blutprobenlieferungen und Kurieraufgaben, einschließlich der Abholung, der Beförderung zum automatischen Analysegerät und der Sammlung von Produkten, indem ein Gruppensteuerungscomputer jedem Roboter entsprechende Aufgaben zuweist. Ein automatisches Batterieladesystem ermöglichte es dem System, rund um die Uhr zu arbeiten, indem es verhinderte, dass allen Robotern gleichzeitig die Energie ausging..
Der intelligente TransCar LTC von Swisslog, einem Unternehmen von Kuka, erfüllt die Anforderungen an den Transport von Schüttgut zwischen zentralen Funktionen wie Küchen, Wäschereien und Lagerräumen. Diese AGVs können Karren be- und entladen, um sie zwischen Lieferpunkten zu transportieren. Die Fahrzeuge können so programmiert werden, dass sie ihren Weg entlang einer Basisroute zwischen zwei Standorten finden, oder sie können so programmiert werden, dass sie durch komplexe Krankenhauskorridore fahren, einschließlich der Verbindung mit Aufzügen, angetriebenen Türen und anderen Geräten.
Als Nachfolger des SaviOne ist das Relay von Savioke bereits in zahlreichen internationalen Hotels in Betrieb (siehe Abbildung 3.51). Er hat Schnittstellen zu Aufzügen, Türen und Kommunikationssystemen im Gebäude. Der Roboter ist etwa 92 Zentimeter hoch, 51 Zentimeter breit, wiegt 40,8 Kilogramm und fährt 2,5 km/h schnell. Der Roboter liefert den Hotelgästen Snacks und Annehmlichkeiten, so dass sich das Hotelpersonal auf die Bedürfnisse der anderen Gäste konzentrieren kann. Die Benutzer können mit dem Roboter interagieren, indem sie den angebrachten Touchscreen, Smartphones oder Ton verwenden.
Ein weiteres verfügbares Design ist der oben erwähnte Yobot, der als automatisches Gepäckaufbewahrungs- und -abholsystem in der Lobby der größten New Yorker Hotels dient. Der theatralisch beleuchtete Industrieroboter ist ein zentrales Element in der Lobby. Hinter einem sicheren Glasgehäuse holt der Roboter das Gepäck der Gäste ab und verstaut es in einem der 117 Schließfächer. Wenn die Gäste bereit sind, das Hotel zu verlassen, legen sie Yobot ihre mit einem Strichcode versehene Quittung vor, und der Roboter holt ihr Gepäck zurück..
Zahlreiche ähnliche Systeme wurden vorgeschlagen, z. B. der RCab300 von Unibap, der QC Bot von Vecna, Moxi von Diligent Robotics und Keenon. Letzterer stellt eine Produktlinie von Lieferrobotern vor, die sich von der häuslichen bis zur professionellen Umgebung erstreckt.
In einem Verbundprojekt hat das Fraunhofer IPA einen intelligenten Pflegewagen entwickelt, der frei navigieren kann und eine Benutzeroberfläche bietet, um die Nutzung von Pflegeutensilien lückenlos zu dokumentieren. Er wurde in mehreren Pflegeeinrichtungen getestet.
Ein anderer Ansatz ist “The Tug” von Aethon, das eine kompakte mobile Basis bietet, die mit Wagen für die Lagerung und den Transport von typischen Krankenhausgütern verbunden ist, wie z. B. Tabletts, Medikamente, Bettwäsche, Blutproben, Krankenakten, Apothekenmedikamente oder IV-Pumpen. Es ist intuitiv bedienbar und kann die Wagen automatisch austauschen (meist ohne jegliche Modifikation). Es wird behauptet, dass es weltweit verbreitet ist (mehr als 500 Schlepper in etwa 450 Krankenhäusern) und Berichten zufolge mehr als 5 Millionen Lieferungen pro Jahr durchführt.
Der QC Bot von Vecna bietet ähnliche Funktionen. Aufgrund des Mangels an verfügbaren Mitarbeitern nach der Covid-19-Schließung und den Kontaktbeschränkungen haben mehrere Restaurants Serviceroboter eingeführt, wie den Matrade von Richtech Robotics, der Essenstabletts im Restaurant ausliefert und Küchentüren öffnen kann.
Kosten-Nutzen-Überlegungen und Marketing-Herausforderungen
Wie die Vorteile des FTS kommen auch die Kurierroboter dem Logistikdienstleister und damit seinen Kunden zugute:
- Erhöhte Zuverlässigkeit und Ausschaltung menschlicher Fehler
- Erhöhte betriebliche Produktivität
- Ausbau und Verbesserung des Logistiknetzes
- Für den Kunden: Erhöhte Serviceverfügbarkeit und Flexibilität, reduzierte Transportkosten und -zeiten
Aufgrund ihrer Neuartigkeit möchten einige Kunden, wie z. B. Hotels, die Roboterdienste in ihren Betrieb integrieren, um ihre Aufgeschlossenheit gegenüber Innovationen zu demonstrieren. Darüber hinaus machen die Kosten in einigen Sektoren, z. B. im Gesundheitswesen, die Automatisierung bestimmter Transportaufgaben erforderlich.
Studien haben ergeben, dass Krankenschwestern und andere Beschäftigte im Gesundheitswesen bis zu 20 % ihres Arbeitstages mit Transportaufgaben verbringen, die leicht automatisiert werden könnten. Wenn es möglich wäre, diesen Anteil auf 5 % zu reduzieren, würde dies zu erheblichen Einsparungen führen.
Aber nicht nur die Arbeitskosten, sondern auch die geringe Verfügbarkeit von Arbeitskräften in einigen Sektoren, wie z. B. im Gesundheitswesen, machen es erforderlich, einige Aufgaben zu automatisieren, um den Rest der Arbeitskräfte zu entlasten.
Schemata für Kostenberechnungen und Kostenmodelle für Kurierroboter wurden von HelpMate zur Verfügung gestellt. Mit einem einfachen Werkzeug konnte die Rentabilität des Kurierdienstes ermittelt werden: durch den Vergleich des Stundensatzes.
Kurierroboter in öffentlichen Gebäuden benötigen unter Umständen eine umfangreiche Infrastruktur, z. B. Türöffner oder funkgesteuerte Rolltreppen für den Zugang zu den verschiedenen Stockwerken. Die Roboter benötigen auch Geräte, die es ihnen ermöglichen, mit automatischen Türen und Aufzügen zu kommunizieren, um das gesamte Gebäude abdecken zu können. Diese Investitionen machen sich viel schneller bezahlt, wenn der Roboter 24 Stunden am Tag im Einsatz ist. Vor allem bei sich wiederholenden und langwierigen Aufgaben sind Kurierroboter eine zuverlässige und letztendlich kostengünstige Investition.
Aethon behauptet, dass der ROI für sein Krankenhauslogistik-Robotersystem Tug im Bereich von 20 bis 50 % liegt. Darüber hinaus geben sie an, dass in einer Einrichtung mit 300 Betten jährlich schätzungsweise 4 Mio. USD für das Schieben von Wagen durch Mitarbeiter ausgegeben werden. Jeden Tag werden mehr als 600 Stunden an Personalzeit für diese Aufgabe aufgewendet. Ein Schlepper, der nur zwei Schichten an sieben Tagen pro Woche arbeitet, spart angeblich die Arbeitskosten von 2,8 Vollzeitäquivalenten (VZÄ), kostet aber weniger als ein einziges VZÄ. In einer Studie über die sozialen Auswirkungen von Krankenhausrobotern wurden die Auswirkungen auf die Beschäftigung und die Motivation der Mitarbeiter untersucht.
Ein weiterer Vorteil des Einsatzes von AGVs in Krankenhausumgebungen ist die Sicherheit der Medikamentenlieferungen. Das Problem ist die Art und Weise, wie mit Medikamenten umgegangen wird. Die Bestandsverwaltung kann ineffizient sein, Medikamente werden zu oft verlegt, und Betäubungsmittel sind anfällig für Diebstahl. Das Wall Street Journal berichtete, dass die Lieferzuverlässigkeit, d. h. wie oft die Medikamente wie versprochen auf der Station ankommen, um 23 % und die Liefervorhersagbarkeit, d. h. wie oft sie innerhalb der versprochenen Zeit ankommen, um 50 % zugenommen hat. Nach Angaben des Krankenhauses belaufen sich die Kosten pro Lieferung mit einem Roboter auf durchschnittlich 2,40 USD gegenüber 5,50 USD bei manueller Lieferung, und im ersten Jahr hat das System 6.123 Stunden eingespart, die das Pflegepersonal zuvor mit der Verfolgung oder dem Abholen von Medikamenten verbracht hat.”
In der EFFIROB-Studie wurde eine positive wirtschaftliche Rentabilität für das Szenario “Containertransport in Krankenhäusern durch autonom geführte Serviceroboter,” festgestellt, wenn die Anzahl der pro Tag transportierten Container nicht unter 600 liegt. Es sollte auch darauf hingewiesen werden, dass der Einsatz von Servicerobotern dem Benutzer einige zusätzliche Vorteile bietet (z. B. Dokumentation, Hygiene, Arbeitsentlastung), die wesentlich zu einer verbesserten Qualität der von einem Krankenhaus erbrachten Dienstleistung beitragen. Daher können sich solche zusätzlichen Vorteile positiv auf die Investitionsentscheidung eines potenziellen Nutzers auswirken, insbesondere in Fällen, in denen die wirtschaftliche Rentabilität unbedeutend ist. Vor diesem Hintergrund ist zu erwarten, dass sich die Lösungen von Servicerobotern auf dem Markt der mittelgroßen Krankenhäuser durchsetzen werden.
Vor diesem Hintergrund ist eine hohe Marktakzeptanz der Serviceroboterlösungen in mittelgroßen Krankenhäusern zu erwarten. Es wird davon ausgegangen, dass das errechnete Marktpotenzial langfristig voll ausgeschöpft wird und konventionelle Transportsysteme (Festinstallationen) vollständig verdrängt werden.
Der DHL Logistics Trends Radar identifiziert die wichtigsten Innovationschancen und -herausforderungen und kommt zu folgendem Schluss: “Roboter- und Automatisierungstechnologien unterstützen Null-Fehler-Logistikprozesse und ermöglichen neue Produktivitätsniveaus. Die neue Generation von Robotern und automatisierten Lösungen mit deutlich verbesserter Leistung und erweiterten Erkennungsmöglichkeiten bietet eine ernsthafte Alternative zur manuellen Handhabung.