Logistikforschung: Von Hebezeugen zu autonomen Robotern

Prof. Dr. Johannes Fottner, Inhaber des Lehrstuhls fml an der TU München, setzt bei der technischen Logistik auf eine starke Kooperation mit der Industrie. Studenten will er für das Thema mit flexibler Robotik begeistern.

 Bild: Lehrstuhl fml-TUM
Bild: Lehrstuhl fml-TUM
Gunnar Knüpffer
Kooperation

Die technische Logistik ist keine Wissenschaft, die man im weißen Kittel ins Mikroskop blickend im Labor durchführen kann“, sagt Prof. Dr. Johannes Fottner, Inhaber des Lehrstuhls für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml) an der TU München (TUM), „sondern es ist wichtig, wie relevant die Themen sind.“ Dies wurde schon zur Gründung des Instituts 1907 deutlich, als dieses den Namen Lehrstuhl für Krane und Hebezeuge bekam. In den 80er-Jahren entwickelten die Wissenschaftler dann zum Beispiel das Programm „NODYA“ für die Berechnung der Zuladung von Mobilkranen in Bereichen über 500 Tonnen. Dieses Programm nutzt die Industrie bis heute und es wird weiter gepflegt.

„Wir betreiben auf der einen Seite Grundlagenforschung, aber auf der anderen Seite auch sehr viel industrielle Anwendungsforschung“, erläutert Fottner, der bis 2016 Geschäftsführer der Münchner Mias Group war. Der Professor beschäftigt sich mit aktuellen Themen wie etwa der Kreislaufwirtschaft: So sei es wichtig, künftig bei allen Produkten nicht nur die Wertstoffe wiederzuverwenden. „Wir wollen Geschäftsmodelle etablieren, in denen Bauteile eine längere Lebensdauer haben und nochmals verwendet werden“, sagt Fottner. Aus diesem Grund hat der Professor über die TUM hinweg ein multidisziplinäres Netzwerk namens TUM Mission Network Circular Economy (CirculaTUM) initiiert. Darin arbeiten 26 Kollegen von ihm über alle Disziplinen hinweg an dem Thema Kreislaufwirtschaft, um herauszufinden, wie sich die „extreme Transformation des Wirtschaftssystems“, realisieren lässt. „Die Kreislaufwirtschaft wird nicht ohne Logistik funktionieren und sie ist nur interdisziplinär zu bewältigen“, erläutert Fottner im Gespräch mit LOGISTIK HEUTE an der TUM.

Bisher haben die Wissenschaftler im CirculaTUM erforscht, wann sich Produkte gut demontieren lassen und wann sich diese für die Kreislaufwirtschaft eignen. In dem Forschungsnetzwerk, in dem aktuell vor allem kurzfristige Projekte zusammen mit der Automobilindustrie durchgeführt werden, werden künftig langfristige Projekte lanciert: So sollen zum Beispiel neue Werkstoffe und additive Fertigung erforscht werden; diese könnten laut dem Wissenschaftler Vorteile in Bezug auf CO2-Emissionen bieten. „CirculaTUM beschäftigt sich mit einem Thema, bei dem wir ohnehin schon zu spät dran sind“, bemerkt Fottner. Es gehe deshalb um schnelle Erfolge.

Große Bandbreite an Themen

Die Mitarbeitendenam Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik beschäftigen sich mit einer großen Bandbreite an Themen: Dies geht von autonomen Systemen wie Transportrobotern und Fahrerassistenzsystemen über theoretische Projekte wie Planungssysteme bis zu Technologieprojekten wie „Robot in the Cloud“.

Autonome Transportroboter sind dabei eine Leidenschaft von Fottner, der in seiner ersten beruflichen Station beim Intralogistikanbieter Swisslog tätig war. „Flexible Robotik wird in allererster Linie in logistischen Prozessen eingesetzt“, wirbt der Professor. „Und den Begriff autonom gibt es in der Transportrobotik bereits seit den 70er-Jahren für Fahrerlose Transportsysteme.“ Zudem würden Roboter auch im Bereich Picking zum Einsatz kommen.

Den Studenten und Studentinnen will der Professor bereits zu einem frühen Zeitpunkt in der Lehre zeigen, wie spannend Logistik und die dort angewandten Technologien sein können. Aus diesem Grund baute der Lehrstuhl sein Experience Center Mobile Robotics auf. Dort können Studierende und Wissenschaftler unterschiedliche Roboterkomponenten in einer großen konzertierten Anlage integrieren. Dabei soll es nicht mehr ein starres Leitsystem geben: Der Mensch soll nur noch koordinierend eingreifen, zum Beispiel durch Teleoperation, wenn ein Schritt nicht automatisierbar ist.

Weisen Studierende Erfolge bei ihrer Tätigkeit am Lehrstuhl vor, können sie anschließend ihre Studienarbeit an einer der Partneruniversitäten anfertigen. Dazu gehören in den USA die Berkeley University, das MIT und die Stanford University, in Ungarn die Universitäten in Budapest und Debrecen sowie in China die Dalian University of Technology und die Tongji-Universität. In Shanghai bietet der Lehrstuhl seinen Studenten ferner ein Praktikum an, wo diese nicht nur lernen, technische Logistiksysteme zu planen, sondern auch im internationalen Kontext zusammenzuarbeiten. Dabei tauschen sich diese Gruppen in Shanghai und München nicht erst seit Corona multimedial aus.

Um die Industrie bei Forschungsprojekten mit ins Boot zu holen, gibt es am fml unterschiedliche Formate. So führt der Lehrstuhl sehr viele Projekte mit Unterstützung durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) durch. Dabei erhalten mittelständische Firmen, die sich eine neue vorwettbewerbliche Entwicklung nicht leisten können, Fördermittel und werden dann vom fml bei der Grundlagenentwicklung und -forschung unterstützt.

Der Lehrstuhl profitiert zudem von Rahmenprogrammen, die die TUM seit vielen Jahren mit MAN, BMW und vielen anderen Unternehmen vereinbart hat. „Wir haben dieses Spektrum deutlich erweitert, indem wir eine Forschungskooperation mit dem in unserem Bereich zweitgrößten Kranhersteller in Deutschland, Wolffkran, angestoßen haben“, berichtet der Professor. Auch hat der Lehrstuhl eine Zusammenarbeit mit dem Baumaschinenhersteller Wacker Neuson festgezurrt.

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Frischer Blick bei Projekten

Ferner unterstützt das fml in vielen Projekten die Industrie direkt: Das kann laut dem Wissenschaftler eine Simulationsstudie sein oder eine Situation, in der der frische Blick eines Nachwuchsingenieurs auf ein logistisches Problem gefragt sei. Dann arbeiten die Wissenschaftler mit dem jeweiligen Unternehmen in Form eines bilateralen Projekts zusammen, wie sie es zum Beispiel seit mehreren Jahren mit der Firma Roche tun.

Fottner begrüßt diese Projekte mit der Industrie: Wenn ein Promovend den Lehrstuhl verlässt, so habe dieser fünf Jahre lang als Ingenieur gearbeitet. Dieses Miteinander aus Wirtschaft und Wissenschaft sei eine optimale Lösung, meint der Lehrstuhlinhaber: „100 Prozent der Absolventen werden nach ihrem Abschluss von der Industrie übernommen.“

Gunnar Knüpffer

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Seite 22 bis 23 | Rubrik PROFILE
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