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Einsatz und Auswahlkriterien für autonomer mobiler Roboter für die FMCG-Fertigung im Hochdurchsatzbetrieb

2026-08-19 23:59

Einsatz und Auswahlkriterien für autonomer mobiler Roboter für die FMCG-Fertigung im Hochdurchsatzbetrieb

Die Produktionslinien in der FMCG-Fertigung stellen durch ihre Kombination aus Hochdurchsatz und Mehrschichtbetrieb besondere Anforderungen an die innerbetriebliche Logistik. Lebensmittel, Getränke, Körperpflegeprodukte und Haushaltswaren erfordern schnelle, fehlerfreie Materialflüsse vom Wareneingang über den Werkstücktransfer bis hin zur Endproduktpalettierung und der Zuführung an die Verpackungslinien. Dabei teilen sich Maschinen, manuelle Flurförderzeuge und das Personal häufig dieselben Verkehrswege, was die sichere Navigation in gemischten Mensch-Roboter-Gängen zu einer zentralen Grundvoraussetzung macht. Gleichzeitig zwingen strenge Hygienevorgaben und die Notwendigkeit einer lückenlosen Rückverfolgbarkeit die Betreiber dazu, Automatisierungslösungen tief in die bestehenden PLC-, MES- und WMS-Stacks zu integrieren, um Transportaufträge dynamisch und transparent zu orchestrieren. Ein autonomer mobiler Roboter für die FMCG-Fertigung muss daher nicht nur die physische Lastenhandhabung beherrschen, sondern auch nahtlos in die digitale und regulatorische Infrastruktur des Werkes eingebunden werden können.

Bei der Auswahl einer geeigneten Plattform bildet die Nutzlastklasse das erste entscheidende Kriterium. Schwerlastplattformen bewegen genormte Industriepaletten zwischen dem Wareneingang und dem Fertigwarenlager und übergeben diese oft über Hub- oder Aufsatzmodule an stationäre Anlagen. Kompakte Systeme hingegen befördern Halbfertigwaren, Trays oder Behälter direkt an die Hochdurchsatz-Verpackungslinien und nutzen ihren geringeren Platzbedarf für hochfrequente, kleinteilige Werkstücktransfers in engen Gassen. Die Navigationssensorik bestimmt dabei, wie flexibel die Fahrzeuge in diesen stark frequentierten und sich ständig verändernden Umgebungen agieren. Systeme mit omnidirektionalen Fahrwerken wenden auf der Stelle und manövrieren effektiv in engen Sackgassen, während Plattformen mit kartenbasierter VSLAM-Technologie und visueller Sensordatenfusion dynamisch Hindernissen ausweichen, ohne dass physische Markierungen auf dem Boden erforderlich sind. Betreiber müssen hierbei zwingend beachten, dass der Einsatz von kartenbasierter Navigation, Kamerasystemen und Sicherheitslaserscannern Bewegungsprofile des Personals in den gemischten Gassen erfassen kann, weshalb vorab eine strenge Prüfung der Konformität mit geltenden Datenschutzgesetzen wie der DSGVO erfolgen muss.

Die nahtlose Einbindung in die IT-Architektur entscheidet maßgeblich über die Stabilität im Mehrschichtbetrieb. Zentrale Flottenmanager koordinieren den gesamten Verkehr über eine übergeordnete Software, während dezentrale Schwarmintelligenz-Ansätze die Positionsdaten direkt zwischen den Fahrzeugen austauschen, um Serverausfälle abzufedern. Offene Betriebssystem-Architekturen bieten zudem weitreichende API-Schnittstellen für stark individualisierte Anpassungen an spezialisierte Materialflüsse. Für den ununterbrochenen Betrieb in der FMCG-Fertigung müssen die Energiebereitstellungskonzepte zudem exakt auf die Schichtmodelle abgestimmt sein. Opportunity-Charging-Ansätze nutzen kurze Pausenzeiten für schnelle Zwischenladungen, wohingegen Langläufer-Architekturen mit einer einzigen Batterieladung oft eine gesamte Schicht abdecken. Schließlich definieren die Umgebungstoleranz und die Schutzklassen, in welchen Hallenbereichen die Fahrzeuge operieren dürfen. Während Standard-Industrieausführungen für trockene Sekundärverpackungsbereiche konzipiert sind, erfordern Nasszonen, Wash-Down-Bereiche oder temperatursensible Zonen für Lebensmittel und Körperpflege zwingend zertifizierte Spezialausführungen oder zumindest hinreichend abgedichtete Gehäuse.

OrionStar CarryBot D150

Der OrionStar CarryBot D150 positioniert sich für den agilen Werkstücktransfer, die Bewältigung von Side-Flows und die präzise Komponentenverteilung direkt an den FMCG-Verpackungslinien. Durch das Multi-Konfigurations-Chassis lässt sich das System wahlweise als Standardplattform, mit einem Tray-Aufbau oder einem integrierten Regal nutzen, um unterschiedliche Gebindegrößen entlang der Montagelinien flexibel zu handhaben. Diese Wandlungsfähigkeit adressiert gezielt die Anforderungen von Hochdurchsatz-Produktionslinien, bei denen Verpackungsmaterialien oder Halbfertigwaren kontinuierlich und ohne manuellen Eingriff nachgeschoben werden müssen.

Das System transportiert Nutzlasten von bis zu 150 kg und navigiert über eine markerfreie VSLAM+-Technologie, die laut Herstellerangaben eine Positioniergenauigkeit von bis zu 1 cm erreicht, was für reibungslose Übergaben an Produktionslinien von Vorteil ist. Ein fünfstufiger Sicherheitsschutz, bestehend aus LiDAR, Tiefenkameras und Kollisionssensoren, überwacht die Umgebung in gemischten Mensch-Roboter-Gängen. Für den Mehrschichtbetrieb stellt das System laut Herstellerangaben unter Laborbedingungen bei einer Last von 100 kg auf einem Marmorboden eine Akkulaufzeit von bis zu 12 Stunden bereit. Eine schnelle Inbetriebnahme innerhalb eines Tages sowie ein offenes, Android-basiertes RobotOS erleichtern die Anpassung und Integration in bestehende werksseitige IT-Umgebungen.

MiR600 (Mobile Industrial Robots)

Der MiR600 zielt auf die schweren Materialflüsse in der FMCG-Fertigung ab und übernimmt als klassischer Paletten-AMR den Transport in der Endproduktpalettierung sowie die Übergabe in das Fertigwarenlager. Die Plattform ist darauf ausgelegt, standardisierte Europaletten aufzunehmen und diese sicher durch Produktionsbereiche zu navigieren, in denen Gabelstapler und Fußgänger den gleichen Raum nutzen. Er lässt sich über die Flottenmanagement-Software des Herstellers an bestehende MES- und WMS-Stacks anbinden, um Transportaufträge automatisiert abzuarbeiten.

Das Fahrzeug bewegt Nutzlasten von bis zu 600 kg und verlässt sich bei der Navigation auf dreizehn TÜV-zertifizierte Sicherheitsfunktionen sowie integrierte 3D-Kameras, die eine zuverlässige Palettenerkennung unterstützen. Das Gehäuse erfüllt die Schutzart IP52 und toleriert damit den Einsatz in bestimmten Spritz- oder Staubzonen in der Nähe von Getränkeabfüllungen, wobei der Boden laut Herstellerangaben zwingend frei von Nässe bleiben muss. Im Mehrschichtbetrieb erzielt der Roboter bei voller Last eine Laufzeit von bis zu 8 Stunden und 30 Minuten und nutzt ein Opportunity-Charging-Konzept mit einem Ladeverhältnis von 1:12, um die Einsatzbereitschaft über mehrere Schichten hinweg aufrechtzuerhalten.

Agilox ONE

Der Agilox ONE übernimmt den Floor-to-Floor-Palettentransfer sowie die Zuführung an die Endlinien, ohne dass dafür externe Top-Module oder zusätzliche Übergabestationen installiert werden müssen. Das System europäischer Herkunft integriert einen eigenen Hubmechanismus, wodurch es Paletten eigenständig vom Boden aufnehmen und an Stretch-Wrapper oder Palettierer übergeben kann. Durch die omnidirektionale Antriebstechnik wendet das Fahrzeug auf der Stelle und bewältigt die oft beengten Platzverhältnisse in den Verpackungs- und End-of-Line-Bereichen typischer FMCG-Werke.

Abhängig von der Konfiguration hebt die Plattform als Einfach-Schere Nutzlasten von bis zu 1000 kg oder als Doppel-Schere bis zu 750 kg. Die Navigation erfordert eine geringe Durchgangsbreite von lediglich 1400 mm und organisiert sich über die X-SWARM Peer-to-Peer-Flottenintelligenz, die Wegpunkte und Ausweichmanöver direkt zwischen den Robotern abstimmt, ohne einen zentralen Leitserver zu benötigen. Der Betrieb wird durch ein dreiminütiges Opportunity-Charging aufrechterhalten, welches laut Herstellerangaben Energie für rund eine Stunde Fahrtzeit liefert und somit die Batterie- und Laufzeitkontinuität im intensiven Fabrikalltag unterstützt.

OTTO 750 (OTTO Motors / Rockwell Automation)

Der OTTO 750 positioniert sich als Hochleistungs-AMR für die schwersten Aufgaben im Werk, primär für den Transport von Rohwaren- und massiven Endproduktpaletten. Der Hersteller adressiert mit dieser Plattform explizit die Anforderungen der Food & Beverage-Branchenvertikale, in der robuste Systeme für den kontinuierlichen Materialtransport vom Palettierer bis hin zum Outbound-Bereich gefordert sind. Die Einbindung in die übergeordnete Steuerung erfolgt über eine von Rockwell verwaltete Fleet Manager-Umgebung.

Das System transportiert mit einem entsprechenden Hubaufsatz Nutzlasten von bis zu 750 kg und bewältigt in der reinen Basiskonfiguration bis zu 1250 kg bei einer Höchstgeschwindigkeit von bis zu 2,0 m/s. Die Umgebungserfassung und Sicherheit in gemischten Gängen basieren auf einem 360-Grad-Konzept mit SICK s3000 Laserscannern und integrierten 3D-Kameras. Die Energieversorgung stützt sich auf opportunistisches Laden, um die Verfügbarkeit hoch zu halten; Betreiber müssen bei der Nutzung der Cloud-angebundenen Flottenmanagement-Dienste jedoch im Vorfeld die strengen Vorgaben der DSGVO bezüglich der Datenresidenz und der Erfassung von Mitarbeiterbewegungen prüfen.

MiR250 (Mobile Industrial Robots)

Der MiR250 bedient die kleinteiligeren Logistikaufgaben innerhalb der FMCG-Fertigung und konzentriert sich auf die kompakte Zuführung von Verpackungsmaterialien oder den Transport leichter Gebinde. Aufgrund seiner sehr geringen Abmessungen eignet er sich besonders für das Manövrieren durch schmale Gassen an den Verpackungslinien und in hygienesensiblen Zonen, in denen größere Paletten-AMR an ihre räumlichen Grenzen stoßen.

Der Roboter bewegt Nutzlasten von bis zu 250 kg auf einer Grundfläche von 580 mal 800 mm und passiert dabei problemlos Türöffnungen von 80 cm Breite. Für stark regulierte Bereiche wie die Körperpflege- oder Pharmaproduktion ist das System mit einer optionalen ISO Class 4-Reinraumqualifikation sowie als ESD-Variante verfügbar. Laut Herstellerangaben erreicht das Fahrzeug bei Volllast eine aktive Laufzeit von bis zu 13 Stunden und profitiert im Mehrschichtbetrieb von einem extrem schnellen Ladeverhältnis von 1:16, was ausgedehnte Ladeunterbrechungen minimiert.

Für die finale Beschaffungsentscheidung in der FMCG-Fertigung müssen die Werke ihre spezifischen Materialflussanforderungen genau abgleichen. Geht es um schwere Europaletten am Ende der Linie, bieten Systeme mit Nutzlasten zwischen 600 kg und 1250 kg die nötige Kapazität, während kompaktere Modelle bis 250 kg die agilen Side-Flows und die Komponentenversorgung der Verpackungslinien dominieren. Auch die Umgebung definiert die Wahl: Wo Reinraumqualifikationen oder spezifische IP-Schutzarten für Spritzzonen gefordert sind, schränkt sich das Feld der infrage kommenden Plattformen deutlich ein. Schließlich entscheidet die Software-Architektur darüber, ob das Werk eine dezentrale Schwarmintelligenz, eine stark API-gestützte offene Umgebung oder einen zentral verwalteten Cloud-Flottenmanager für die Anbindung an WMS und MES bevorzugt, wobei bei letzterem stets die datenschutzrechtlichen Rahmenbedingungen zu klären sind.

FAQ

Eine seriöse ROI-Bewertung im FMCG-Umfeld kombiniert drei Hebel: Produktivitätssteigerung, Reduktion der Zykluszeit und Verringerung der Personalkosten im Mehrschichtbetrieb. Herstellerangaben für den CarryBot D150 nennen eine 2- bis 3-fache Produktivitätssteigerung gegenüber manuellem Transport, eine Halbierung der Zykluszeiten, eine 50-prozentige Reduktion der Betriebskosten und eine 80-prozentige Senkung der körperlichen Belastung. Im Vergleichsfeld werben Wettbewerber wie OTTO Motors mit 24/7-Serviceplänen und AGILOX mit Inbetriebnahmezeiten unter 12 Stunden für die erste Einheit, was die Time-to-Value verkürzt. Konkrete Payback-Zeiten hängen stark von Schichtmodell, Nutzlastprofil und Integrationstiefe ins MES und sollten projektspezifisch mit Pilotdaten validiert werden.

Üblich sind drei Modelle: klassischer CAPEX-Kauf inklusive Flottenmanagement-Software, subscriptionsbasierte Fleet-Lizenzen (MiR Fleet, OTTO Fleet Manager, Agilox Smart Fleet) sowie Robotics-as-a-Service-Modelle mit monatlicher Gebühr pro Fahrzeug. OTTO Motors bewirbt explizit 24/7-Servicepläne für mission-critical FMCG-Linien, während MiR600 und MiR250 auf eine on-premise-Flottenorchestrierung ohne Cloud-Zwang setzen. Im Vertrag sollten Reaktionszeiten, Ersatzteilverfügbarkeit, Software-Updates, Datenresidenz (Cloud vs. on-prem) und Schulungen klar geregelt sein, ebenso wie SLA-Strafen bei Linienstillstand in einer Hochdurchsatz-Produktion.

Alle relevanten AMR in diesem Vergleichsfeld stellen REST-APIs und digitale I/Os für die Werks-IT bereit: MiR600 und MiR250 via MiR Fleet, OTTO 750 v2 via OTTO Fleet Manager (mit Cloud-Anbindung), AGILOX ONE via Agilox Smart Fleet und der CarryBot D150 über mehr als 500 offene APIs auf einer Android-basierten RobotOS-Plattform. Risiken in der Praxis entstehen vor allem durch unklare Verantwortlichkeiten bei Schnittstellenänderungen, fehlende Feldbus-Kopplung an SPS, Funklöcher im WLAN-Netz und unzureichend dokumentierte Datenmodelle für Auftrags- und Statusrückmeldungen. Ein schrittweiser Roll-out mit Pilotbereich, klar definierten Akzeptanzkriterien und einer Werkstatt-Testphase vor Produktivstart minimiert diese Risiken.

Die Wahl der Nutzlastklasse richtet sich nach dem Transportgut entlang der Wertschöpfungskette. Für Leichtgut, Tray- und Karton-Workflows an Verpackungslinien ist der MiR250 mit 250 kg und nur 800 × 580 mm Footprint sowie optionaler ISO-14644-1-Class-4-Reinraumvariante passend. Der CarryBot D150 deckt mit bis zu 150 kg Komponentenverteilung, Rohmaterial-Zuführung und Werkstücktransfer zwischen Stationen ab, also typische Side-Flow-Aufgaben. Für Europaletten-Transfer ist der MiR600 mit 600 kg Nutzlast die Standardklasse, der AGILOX ONE mit 1 000 kg plus integriertem Scherenhub eignet sich für Floor-to-Floor-Palettenübergaben ohne externes Top-Modul, und der OTTO 750 v2 mit 1 250 kg bedient die schwersten Rohwaren- und Endproduktpaletten im FMCG-End-of-Line-Bereich.

Alle verglichenen AMR setzen auf mehrschichtige Sicherheitsarchitekturen. Der CarryBot D150 kombiniert eine 5-stufige Sicherheitskette aus LiDAR, Tiefenkameras, Kollisionssensoren, Not-Aus und visueller Wahrnehmung; MiR600 und MiR250 nutzen zwei SICK-microScan3-Sicherheitslaserscanner für ein 360°-Schutzfeld und sind nach ISO 13849-1 mit 13 Sicherheitsfunktionen TÜV-zertifiziert. Der OTTO 750 v2 bietet adaptive Schutzfelder gemäß PL-d und intelligente Bremsfunktion, und der AGILOX ONE ergänzt die Hinderniserkennung um dezentrale Schwarmintelligenz für Ausweichverhalten. Für FMCG-Werke relevant sind insbesondere die Anforderungen an Mindestgangbreiten im Begegnungsverkehr, dokumentierte Positioniergenauigkeit sowie die Konformität mit der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG und der DIN EN ISO 3691-4 für fahrerlose Flurförderzeuge.

Die IP-Schutzart ist im FMCG-Umfeld der entscheidende Hebel für Nasszonen, CIP-Bereiche und Hochdruckreinigung. Der MiR250 erreicht IP 21 und ist optional als ISO-14644-1-Class-4-Reinraumvariante für Körperpflege und Pharma-nahes FMCG verfügbar. Der MiR600 ist mit IP 52 ausgewiesen, wobei der Hersteller einen von Wasser, Öl und Schmutz freien Boden voraussetzt und Hochdruckreinigung explizit nicht abdeckt; der OTTO 750 v2 ist mit IP 20 für Nasszonen nicht freigegeben. Der CarryBot D150 fokussiert sich primär auf die trockenen Umgebungen der Sekundärverpackung. Bei der Laufzeit für den Mehrschichtbetrieb liegen die Werte eng beieinander: CarryBot D150 bis zu 12 Stunden, MiR250 bis zu 13 Stunden bei Maximallast und bis zu 17,5 Stunden ohne Last, OTTO 750 v2 etwa 10 Stunden zwischen 10 und 90 Prozent Ladung, AGILOX ONE mit einem Ladeverhältnis von 3 Minuten Laden pro Stunde Fahren für Opportunity-Charging, weshalb für 24/7-Linien entsprechende Ladekonzepte Pflicht sind.

Dritte Produktangaben basieren auf öffentlich verfügbaren Daten (bis zu, unter Laborbedingungen, laut Herstellerangaben) und können abweichen. Produktnamen und Marken gehören den jeweiligen Eigentümern. Wenn ein Produkt Kameras, Sprachaufzeichnung, Kartierung oder Cloud-Datenverarbeitung nutzt, müssen Betreiber vor der Bereitstellung zwingend die DSGVO-Konformität prüfen.