Vom „Prinzip Ameise“ profitiert die Intralogistik

Der Arbeitgeberverband Südwestmetall hat am 2. April 2025 neun junge Nachwuchswissenschaftler*innen der baden-württembergischen Landesuniversitäten ausgezeichnet. Prämiert wurden Dissertationen, die für die industrielle Arbeitswelt und deren sozialpolitische Rahmenbedingungen von besonderer Bedeutung sind. „Die Preisträgerinnen und Preisträger machen mit Ihren herausragenden Dissertationen die Forschungsleistungen an den baden-württembergischen Landesuniversitäten für uns unmittelbar und sehr vielfältig erlebbar“, sagte Südwestmetall-Vorsitzender Dr. Joachim Schulz im Rahmen der feierlichen Preisverleihung.

Unter den Preisträger*innen ist auch in diesem Jahr wieder eine Wissenschaftlerin, die an  der Universität Stuttgart promoviert hat: Dr. Carolin Brenner erhielt den mit 5.000 Euro dotierten Förderpreis für ihre exzellente Dissertation am Institut für Fördertechnik und Logistik. „Carolin Brenners Arbeit zeichnet sich durch einen hohen Praxisbezug aus. Die Dissertation ist ein gelungenes Beispiel dafür, wie Forschung in konkrete Lösungen münden und einen direkten Nutzen für die Industrie bringen kann. Herzlichen Glückwunsch zum Südwestmetall-Förderpreis“, sagt Prof. Manfred Bischoff, Prorektor für Forschung und nachhaltige Entwicklung der Universität Stuttgart.

„Interoperabilität beliebiger fahrerloser Transportfahrzeuge durch eine einheitliche Bewegungskoordination für die zukünftige vernetzte Intralogistik“ lautet der Titel von Brenners preisgekrönter Dissertation. Gefördert wurde ihr Projekt vom Innovationscampus Mobilität der Zukunft (ICM). „Fahrerlose Transportfahrzeuge, sogenannte FTFs, sparen in Zeiten des Fachkräftemangels wertvolle menschliche Ressourcen in Produktionsstätten und Lagerhallen – insbesondere bei routinemäßigen Aufgaben“, sagt Brenner. Oft seien in einem Betrieb eine Vielzahl von FTFs im Einsatz, die verschiedene Aufgaben und Anforderungen erfüllen und über unterschiedliche Navigations-, Lenk- und Fahrsysteme verfügen.

„Meine Dissertation ist inspiriert durch das Tierreich: Ameisen transportieren gemeinsam zielgerichtet schwere Lasten. Nach diesem Vorbild könnten verschiedene Typen von fahrerlosen Transportfahrzeugen, angepasst an die Größe einer Last, zukünftig koordiniert als Verbund schwere Ladungen befördern.“

Um dies zu ermöglichen, entwickelte Brenner eine einheitliche Steuerungsmethode für verschiedene FTFs. Hierfür führte sie Omni-Kurven-Parameter (OKP) ein, die eine fahrzeuggeometrieunabhängige Ansteuerung ermöglichen und die Zusammenarbeit zwischen unterschiedlichen FTF-Systemen verbessern. Die Arbeit untersucht, wie Bewegungskoordination und Interoperabilität auf Basis dieser einheitlichen Schnittstelle gestaltet werden können, wobei auch die fahrdynamischen Grenzen der Fahrzeuge berücksichtigt werden. Abschließend wurden Implementierungen und Evaluierungen der entwickelten Konzepte an realen und simulierten Fahrzeugen vorgestellt.

„Das im Rahmen meiner Dissertation entwickelte Steuerungs-System lässt sich einfach und intuitiv bedienen, wie mit einem Joystick“, sagt Brenner. Der Bedarf von Seiten der Industrie sei da, verschiedene Anfragen zum Projekt würden dies bestätigen. „Wenn FTFs mithilfe der einheitlichen Ansteuerung einzeln, wie auch gemeinsam, ein breiteres Spektrum an Aufgaben erledigen können, erhöht das die Flexibilität und spart Kosten: Die Unternehmen müssen weniger spezialisierte Fahrzeuge einsetzen.“

„Der Südwestmetall Förderpreis, zeigt einmal mehr, dass die Idee meiner Arbeit in die richtige Richtung geht. Ich bin sehr glücklich über die Anerkennung“, sagt Brenner, die ihre wissenschaftliche Karriere als Postdoc am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) fortsetzt.