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s gehört schon viel Vertrauen dazu,

einer Fluggesellschaft einen Koffer

voll persönlicher Gegenstände in der Gewiss-

heit zu überlassen, ihn Tausende von Kilo-

metern entfernt und vielleicht sogar auf

einem anderen Kontinent wieder in Empfang

nehmen zu können. Aus genau diesem

Grund besteht ein direkter Zusammenhang

zwischen dem Image der Luftverkehrs-

unternehmen und der Zuverlässigkeit und

Professionalität, mit der das Gepäck abgefer-

tigt wird. Umso überraschender erscheint es,

dass das Einladen des Gepäcks in die Trans-

portcontainer, die so genannten Unit Load

Devices (ULDs), und auch das Ausladen

noch immer von Hand erfolgt. Das liegt

daran, dass der gesamte Ablauf für eine Auto-

matisierung bisher einfach zu komplex war.

Doch die sorgfältige Abfertigung des

Gepäcks ist nur ein Aspekt. Ebenso wichtig

ist das Wohl der Menschen, die das Gepäck

von Hand verladen. Die Gepäckverladung

ist eine harte und gefährliche Tätigkeit, die

durch die Monotonie der Bewegungen

Gewichtheber

Sie checken Ihr Gepäck an einem Flughafenschalter ein. Es verschwindet auf einem Laufband, und das nächste Mal

sehen Sie es an einem anderen Flughafen, vielleicht sogar am anderen Ende der Welt, wieder. Hinter den Kulissen

sorgt eine Rechenleistung von der Größenordnung eines Supercomputers dafür, dass Ihr Gepäck durch ein regel-

rechtes Labyrinth aus Sortiervorgängen an den richtigen Bestimmungsort gelangt.

Ein Wunder der Automatisierung? Nicht ganz. Trotz der erstaunlichen Technologie im übrigen Abfertigungs-

system erfolgt die eigentliche Gepäckverladung noch immer von Hand. Dies erfordert den Einsatz von vielen Arbeits-

kräften, die viel nützlicher eingesetzt werden könnten als für diese anstrengende, gefährliche und monotone Tätigkeit.

Aber die Zeiten haben sich geändert! Das automatische Gepäckverladesystem von ABB reduziert die manuellen

Tätigkeiten erheblich und sorgt gleichzeitig für mehr Sicherheit, eine zügigere Abwicklung und eine höhere Qualität

bei niedrigeren Kosten. Der robotergesteuerte Gepäckverlader hat seine Feuertaufe kürzlich in einer Versuchsanlage

am Zürcher Flughafen erfolgreich bestanden.

E

Robotertechnologie von ABB hilft beim

effizienten Gepäck-verladen auf Flughäfen

Gewichtheber

Staff Report

26 ABB Technik 1/2002

noch erschwert wird. Ein großer Koffer wiegt

meist mehr als 20 Kilo und ein Gepäck-

verlader bewegt so stündlich oft eine Tonne.

«Im Vergleich zu den übrigen Arbeitsprozes-

sen an einem Flughafen erscheint mir dieser

Arbeitsschritt wie aus der Steinzeit», sagt

Dr. Günther Nagel, produktverantwortlicher

Leiter bei ABB Airport Technologies.

Bei dieser harten körperlichen Arbeit

sind Krankheitsausfälle und langwierige

Arbeitsschäden unvermeidbare Konsequen-

zen. Mit dem automatischen Gepäckverlade-

system von ABB können Flughafenbetreiber

eine ihre Mitarbeiter stark belastende

manuelle Arbeit beträchtlich reduzieren und

gleichzeitig einen wichtigen Arbeitsprozess

am Flughafen deutlich effizienter gestalten.

Dabei macht das automatische Gepäck-

verladesystem den Arbeiter nicht überflüssig,

sondern erhöht die Qualität seiner

Arbeit.

Außerdem hilft die rasche Abfertigung,

die durch das automatische Verladesystem

ermöglicht wird, die Transferzeiten so kurz

wie möglich zu halten (ein wichtiger Faktor

für die Wettbewerbsfähigkeit eines moder-

nen Flughafens). Und kurze Wartezeiten an

der Gepäckausgabe wirken sich natürlich

entsprechend positiv auf die

Kundenzufriedenheit aus.

Neben einer Reduzierung der Kosten und

einer Verbesserung der Servicequalität

ermöglicht die automatische Gepäckverla-

dung von ABB auch erhebliche Verbesserun-

gen in einem Bereich, der gerade heute von

besonderer Bedeutung ist: der Sicherheit.

Im letzten Herbst hat ABB Airport

Technology in enger Zusammenarbeit mit

ABB Corporate Research versuchsweise ein

automatisiertes Gepäckverladesystem am

Zürcher Flughafen installiert. Der sehr erfolg-

reiche Einsatz der Anlage hat gezeigt, dass

die Kombination bekannter Technologien

(wie IT, Messtechnik, Robotik und Mechatro-

nik) mit anwendungsbezogenem Know-how

ABB die Führung auf diesem neuen und

wachstumsstarken Markt beschert hat. Denn

kein anderes Unternehmen bietet eine ver-

gleichbare Lösung.

Doch der Roboter selbst ist nur ein Teil

der Lösung. Vor der eigentlichen Verladung

sind noch zwei weitere Arbeitsschritte erfor-

derlich – die Gepäckanalyse und die Planung

der Verladefolge .

Gepäckanalyse

Das Gepäck-Screening-System, in dem

Gewicht, Größe, Bestimmungsort, Flugklasse

und die so genannte Bounding Box (der

kleinste ein Objekt umhüllende Quader) für

jedes Gepäckstück bestimmt werden, stellt

eine bedeutende technologische Innovation

dar. Mit Hilfe der beim Screening ermittelten

Daten ist der Roboter in der Lage, Stape-

lungsmodelle für eine optimale Beladung,

d.h. unter bestmöglicher Nutzung des in den

ULDs verfügbaren Platzes, zu erstellen.

Auf ihrem Weg durch die Analysestation

passieren die Gepäckstücke insgesamt drei

Sensoreinheiten : Zuerst liest ein Strich-

codescanner die Gepäckanhänger, um die

2

1

Sensoren erfassen Gewicht, Größe,

Bestimmungsort und Flugklasse

der vorbeifahrenden Gepäckstücke.

2

Analysis

Strichcodescanner

Waage

VMS

Sortieren Verladen Rückmeldung

Gepäckanalysestation

Pro

zess

Har

dw

are

So

ftw

are

Load Manager Bag Handler Load Controller

Förderbänder

Puffertürme

Ausrichteinheit

Sensoren

LCMBCM FCM

PLC

DBM

TLM

Roboter

Steuerung

Handhabungs-werkzeug

Werkzeug-aufbewahrung

Containerscanner

Die automatische Gepäckverladung umfasst vier Hauptprozesse: Gepäck-

analyse, Planung der Verladefolge, das physische Verladen der Gepäckstücke

durch einen Roboter und die Überprüfung der Daten.

BCM Baggage Classification Manager

FCM Feedback Control Manager

LCM Load Control Manager

TLM Transfer and Load Manager

1

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einzelnen Gepäckstücke zu identifizieren

und mit den Flugdaten des Abflugkontroll-

systems abzugleichen. Dann werden die

Gepäckstücke während des Weitertransports

von einer dynamischen Waage gewogen. Der

Wägevorgang kann auf Förderbändern mit

einer Geschwindigkeit von bis zu 2 m/sec

erfolgen. Danach wird mit Hilfe von Scan-

nern die Geometrie des Gepäckstücks

bestimmt. Sämtliche Sensoreingaben werden

dazu verwendet, das Gepäckstück in ein

Schema einzuordnen, das die vollautoma-

tische Verladung vereinfacht. Die erforder-

lichen Berechnungen werden in Echtzeit

durchgeführt, während die Gepäckstücke

durch die Analysestation laufen.

Dieses intelligente Softwaremodul mit der

Bezeichnung Baggage Classification Manager

(BCM) wurde von ABB speziell für dieses

Produkt entwickelt.

Load Control Manager

Nachdem der BCM die verschiedenen

Parameter der Gepäckstücke ermittelt hat,

entscheidet der Load Control Manager (LCM),

in welcher Reihenfolge die Gepäckstücke

in den ULD verladen werden. Nicht alle

Gepäckstücke werden in der Reihenfolge

verladen, in der sie ankommen. Gepäckstü-

cke, die bestimmten Standardvorgaben ent-

sprechen, werden schnell und sicher in die

ULDs gepackt. Gepäckstücke mit ungewöhn-

lichen Formen oder Gewichten werden in

einem Regal zwischengelagert, bis es im

Gepäckcontainer eine passende Lücke

dafür gibt.

Das System ist eng mit dem logistischen

Gepäckhandhabungsprozess des Flughafens

verbunden. Neben den Daten vom BCM

erhält der LCM auch Informationen vom

Fluginformationssystem des Flughafens.

Damit kann zum Beispiel festgestellt werden,

ob ein Fluggast bereits eingecheckt hat

und das Gepäckstück verladen werden

kann.

Strichcode Geometrie Gewicht Scannereinheit

Schnittstelle zumGepäckinformations-

systemBSM

Schnittstelle zurFlughafen-

FörderbandsteuerungE-Stop

Sensoren&

Antriebe

TransportControl

Application

Roboter-Steuerung

S4CRoboter

SPS

EthernetTCP/IP

EthernetTCP/IP

EthernetTCP/IP

ProfibusDP

ProfibusDP

ProfibusDP

EthernetTCP/IP

EthernetTCP/IP

RS422

FCMBCM

LoadingManager

Analysieren, Planen und Transportieren: Der BCM gleicht die Daten aus der Gepäckstückanalyse ab und übergibt diese dem

LCM, der sie an die ‹Transport Control Application› weiterleitet. Diese versorgt die Robotersteuerung mit den notwendigen Daten für

die Beladung des ULD (Gepäckdaten und weitere Informationen aus den Flughafensystemen). Mit Hilfe von Laserscannern prüft der

FCM die Richtigkeit der Ergebnisse und alarmiert den LCM, wenn Gepäckstücke sich unerwartet verschieben, sodass der LCM dies

beim nächsten Ladevorgang entsprechend berücksichtigen kann.

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«Im Vergleich zu den übrigen Arbeits-prozessen an einem Flughafen erscheint mirdieser Arbeitsschritt wie aus der Steinzeit».

Dr. Günther Nagel, produktverantwortlicher Leiter bei ABB Airport Technologies.

Darüber hinaus registriert der Feedback

Control Manager (FCM) mit Hilfe von Laser-

scannern den noch verfügbaren Platz im

ULD und dessen Form und gibt diese Infor-

mation an den LCM weiter . Dadurch

wird der gesamte Prozess flexibler und noch

zuverlässiger. Sollten sich Gepäckstücke ein-

mal unerwartet verschieben, werden die

Daten unverzüglich an den LCM weitergege-

ben, der sofort reagiert und dies bei der Posi-

tionierung der nächsten Ladung entspre-

chend berücksichtigt, indem er ein anderes

Gepäckstück wählt oder in kritischen Situa-

tionen den Eingriff des Bedieners erzwingt.

Zusätzlich wird eine «Ladeliste» erstellt,

in der das genaue Gewicht jedes ULD und

genaue Angaben dazu, wo jedes Gepäck-

stück zu finden ist, aufgeführt sind. Dies

erleichtert die Arbeit erheblich, wenn einmal

ein Gepäckstück wieder entladen werden

muss (weil das Flugzeug z.B. nicht starten

darf, wenn der Besitzer eines Gepäckstücks

nicht an Bord ist). Ein Grund für viele

Verspätungen ist, dass die Gepäckverlader

die Gepäckräume eines Flugzeugs nach

einem bestimmten Gepäckstück durchsuchen

müssen.

Gepäckverladung

Der Roboter ist in zwei Grundkonfigurati-

onen lieferbar: als ortsfeste und als mobile

Einheit . Bei der ortsfesten Konfiguration

steht der Roboter fest an einer Stelle, um-

geben von mehreren ULDs, und wird von

zwei Förderbändern «versorgt».

In der mobilen Anordnung bewegt sich

der Roboter entlang einer Bahn mit jeweils

einer Gepäckbandzuführung an jedem Ende

. Der Roboter nimmt die Gepäckstücke

auf und verlädt sie in die ULDs, die rechts

und links der Bahn stehen. Der Vorteil der

mobilen Konfiguration ist, dass mehr ULDs

gleichzeitig bedient werden.

Welche Konfiguration für einen Standort

am besten geeignet ist, richtet sich nach der

Intensität der Arbeitsprozesse und nach den

topografischen Gegebenheiten vor Ort.

Verschiedene Werkzeuge ermöglichen es

dem Roboter, die Gepäckstücke vom Förder-

band aufzunehmen und in den ULDs zu ver-

stauen . Diese Werkzeuge können wäh-

rend des Betriebs in der Werkzeugwechsel-

station, die sich ebenfalls innerhalb der

Roboterzelle befindet, ausgetauscht werden.

Die Wahl des Werkzeugs wird unter

6

5

4

3

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Ortsfeste (links) und mobile (rechts) Roboterkonfigurationen4

Bei der mobilen Roboterkonfiguration bewegt sich der Roboter entlang einer

Bahn und kann so mehr ULDs bedienen.

5

ABB Technik 1/2002 29

Berücksichtigung der Gepäckstückklasse und

der berechneten Ladeposition vom LCM

bestimmt. So gesehen ist der Roboter

«dumm», denn er nimmt lediglich Instruk-

tionen vom LCM entgegen und verfügt selbst

über keine intelligenten optischen

Erkennungssysteme.

Eine menschliche Arbeitskraft verlädt

durchschnittlich 20–30 Gepäckstücke in der

Stunde. Je nach Gestalt der Roboterzelle liegt

die Kapazität des automatischen Gepäckver-

ladesystems zwischen 120 und 300 Gepäck-

stücken pro Stunde. Während das manuelle

Verladen in drei Schichten erfolgt, kann der

Roboter fast ohne Unterbrechung arbeiten

(bei einer voraussichtlichen Verfügbarkeit

von 95 %).

Doch trotz aller Effizienz ist der Mensch

nicht ganz überflüssig. Ein Bediener, der bis

zu 4 Stationen beaufsichtigen kann, muss

jederzeit verfügbar sein. Falls notwendig,

kann der Bediener den Roboter in seine

Ausgangsposition zurückfahren und neu

initialisieren.

Ein Schritt in die Zukunft

Der technologische Ansatz für dieses Produkt

beruht auf einer sorgfältig durchdachten

Verknüpfung bekannter Technologien mit

anwendungsbezogenem Know-how. Das

Ergebnis ist die erste und bisher einzige

Lösung dieser Art. Nach Dr. Axel Stepken,

Geschäftsführer von ABB Airport Technolo-

gies, ist das automatische Gepäckverlade-

system «ein ausgezeichnetes Beispiel dafür,

wie Kenntnisse innerhalb der ABB-Gruppe

synergetisch zusammenwirken können:

Im automatischen Gepäckverladesystem

verschmelzen das Wissen von ABB im

Automatisierungsbereich und das Know-how

in der Flughafenindustrie.»

Als wichtiger Bestandteil seiner um-

fassenden Unternehmensstrategie setzt ABB

auf die Entwicklung eines breiten Produktan-

gebots unter dem Dach der IndustrialIT-

Initiative. Ziel dieser Initiative ist die Standar-

disierung von ABB-Produkten zu «Bau-

steinen» für größere Lösungen mit integrierter

Funktionalität, die ein nahtloses Zusammen-

wirken mehrerer Produkte als Komponenten

von Echtzeit-Automatisierungs- und Informa-

tionssystemen ermöglichen. Weit mehr als

eine Marketingstrategie, ist das IndustrialIT-

Konzept praktisch richtungsweisend für den

unternehmerischen Weg von ABB in die

Zukunft. Es ist gerade das langfristige

Bekenntnis von ABB zu diesem Ziel, das das

IndustrialIT-Konzept von seinen Nachahmern

unterscheiden wird. Auch das automatische

Gepäckverladesystem wurde als Bestandteil

der IndustrialIT-Initiative entwickelt.

Darüber hinaus lässt sich die für die

Gepäckverladung verwendete Technologie

ohne weiteres an eine Vielzahl von Anwen-

dungen, z.B. für die Warenverteilung oder

Kommissionierung, anpassen.

Das automatische Gepäckverladesystem

ist nur ein Produkt, das ABB die technologi-

sche Führung in diesem Kernbereich des

Flughafenbetriebs sichert. Zurzeit wird eine

Lösung für das Entladen von Gepäckstücken

entwickelt, die sich eine einfachere, aber

ebenso wirksame Technologie zu Nutze

macht (die Gepäckstücke werden über eine

Kippvorrichtung aus dem Rampenfahrzeug

oder ULD auf Förderbänder geladen).

Die Installation der ersten Versuchsanlage

ist für 2002 geplant.

Zwei austauschbare Grundwerkzeuge reichen aus, um die meisten Probleme

bei der Gepäckverladung zu lösen.

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Daniel Thévenaz, CEO of Swissport Baggage Sorting AG, kommentiert:

«Für mich stellt die automatisierte Gepäckverladung einen entscheidenden Schritt

zur Verbesserung der Arbeitsqualität in der Gepäckabfertigung dar. Solche moder-

nen Technologien helfen uns hier bei der Eliminierung von schädlicher Arbeit.»

Dr. Axel Stepken, Geschäftsführer von ABB Airport Technologies, fügt hinzu: «Das

automatische Gepäckverladesystem ist ein ausgezeichnetes Beispiel dafür, wie

Kenntnisse innerhalb der ABB-Gruppe synergetisch zusammenwirken können:

Im automatisierten Gepäckverladesystem verschmelzen das Wissen von ABB im

Automatisierungsbereich mit dem Know-how in der Flughafenindustrie.»

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