Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/automatisierte-lagerhaeuser-ein-riesiger-nerd-traum-1707-128760.html    Veröffentlicht: 06.07.2017 08:20    Kurz-URL: https://glm.io/128760

Automatisierte Lagerhäuser

Ein riesiger Nerd-Traum

Halbautonome IoT-Roboter, ein selbstgebautes 4G-Netz und ein ungewöhnliches Rechenzentrum: Viel mehr braucht es nicht für einen Supermarkt. Der Anbieter Ocado will mit diesem Konzept in Europa expandieren, doch die größten Probleme liegen nicht an der Technik.

Der wöchentliche Einkauf könnte eigentlich ganz einfach sein: Webseite öffnen, zwei, drei Dinge ändern, die sich von der üblichen Auswahl unterscheiden, Bestellung abschicken und auf die Lieferung warten. Was in Deutschland seit Jahren mehr schlecht als recht funktioniert, baut der britische Anbieter Ocado seit mehr als 15 Jahren erfolgreich aus. Das Magazin Wired beschreibt ein Video, das die dafür genutzte Technik zeigt, sogar als hypnotisch.

<#youtube id="XJqsdprXF5c"> Denn der Automatisierungsgrad der Lagerhäuser von Ocado ist wohl nichts weniger als ein riesiger Nerd-Traum. Die bestellten Waren werden von Robotern und Förderbändern scheinbar magisch transportiert und zu einem Einkaufskorb zusammengestellt. Menschen sind kaum noch zu sehen und das neue Lagerhauskonzept von Ocado ist sogar noch innovativer und unterscheidet sich deutlich von der Konkurrenz.

Ocado braucht Stapel statt Regale

Bisher nutzte Ocado Hochregale, in denen die Waren auf Vorrat gelagert worden. Das Konzept ist altbekannt und wird etwa bei Ikea zur Selbstabholung genutzt, in modernen Parkhäusern oder für Schließfächer auch automatisch. Online-Händler wie Amazon nutzen ähnliche Ideen. Der entscheidende Nachteil ist dabei aber, dass prinzipbedingt nur wenige oder gar nur ein einziges Robotersystem zum Ein- und Ausräumen der Fächer eines Regals genutzt werden kann.

Diese Problem löst Ocado durch ein Gitter mit einer Größe von mehreren tausend Quadratmetern, in dem die Waren in einheitlichen Körben übereinander gestapelt werden. Bedient wird dieses riesige Gitter von Tausenden fahrenden Robotern, die die unter ihnen liegenden Körbe aufnehmen und zu den Förderbändern transportieren. Sie agieren dabei auch in Kooperation, um etwa mehrere Schichten Körbe abzutragen und so darunterliegende Waren aufnehmen zu können.

Mobilfunk statt WLAN

Zur Kommunikation und Koordination der kleinen Roboterwagen nutzt Ocado ein eigenes 4G-Netz, da WLAN derartigen Aufgaben nicht gewachsen ist, wie das Team in seinem Blog schreibt. Für die benötigte Redundanz, geringe Latenz sowie das Ansprechen möglichst vieler Clients, die sich auch noch im Raum bewegen, ist WLAN einfach nicht geschaffen. Vor allem das Roaming zwischen zwei WLAN-Access-Points sei in Tests mit 300 ms schlicht viel zu hoch gewesen.

Um das Mobilfunknetz aber überhaupt problemlos und vor allem schnell aufbauen zu können, wird ein unlizenziertes Frequenzspektrum genutzt. Darüber hinaus hat das Entwicklerteam einige weitere eigene Verbesserungen an der Technik vorgenommen. "Das System garantiert eine Verbindung zehnmal pro Sekunde zu jedem der 1.000 Clients pro Basisstation - innerhalb eines 150-Meter-Radius", heißt es.

Eine sanfte Roboterhand

Sind die Waren dann von den Robotern richtig ausgesucht und auf die Förderbänder transportiert worden, müssen diese letztlich noch zu den Einkäufen der Kunden zusammengestellt werden. Diese als Picking bezeichnete Aufgabe ist bisher hauptsächlich von Menschen durchgeführt worden. Ocado arbeitet aber daran, auch diese Aufgabe mit Robotern durchführen zu können.

<#youtube id="1TBJ3fUXQrE"> Dazu testet das Unternehmen robotische Greifarme, die menschlichen Händen nachempfunden sind. Diese sollen langfristig dafür eingesetzt werden können, vergleichsweise sehr weiche Objekte wie Obst und Gemüse ohne Beschädigungen einzupacken.

Diese Automatisierung der Lagerhaltung ist aber nur ein Teil der Technik, die Ocado nutzt, um das Online-Einkaufserlebnis zu verbessern. Der andere Teil ist Software für alle möglichen Prozesse rund um den Einkaufsvorgang. Das umfasst die Nutzung von Cloud-Techniken, künstlicher Intelligenz sowie eine etwas andere Art des Rechenzentrums.

Ein Mesh ist stärker als der Gabelstapler

Es ist völlig klar, dass die beschriebene Automatisierung nicht ohne Steuerungssoftware möglich ist. Auch hier wendet sich Ocado von den klassischen, zentral in einem Rechenzentrum gehosteten Diensten ab und versucht, die bereits im Lagerhaus vorhandenen Rechenkapazitäten wiederzuverwenden.

Das heißt, die Rechner an den Einpackstationen, PCs zur Informationsanzeige oder andere Geräte werden in einem Mesh-Netzwerk zusammengeschlossen. Auf den einzelnen Knoten des Mesh-Netzes laufen dann die Dienste für das Lagerhaus in Containern. Zum Routing wird OSPFv3 auf Basis von IPv6 genutzt, was mit Quagga umgesetzt wird. Gesteuert wird dieser Cluster mit Hilfe von Kubernetes. Das dafür erstellte Werkzeug Kubermesh steht als Open-Source-Software zur Verfügung.

Die damit verbundendenen Vorteile der Ausfallsicherheit sind für Ocado eigentlich offensichtlich. Das beschreibt das Team in seinem Blog mit einem wohl tatsächlich praxisnahen Beispiel: "Wenn jemand etwa versehentlich mit einem Gabelstapler über einen Node fährt, bleibt das System als Ganzes noch online und voll funktionsfähig. In der Tat bräuchte es ein Drittel des Gesamtsystems, das offline geht, bevor die Funktionalität beeinträchtigt würde (das würde eine Menge Zusammenstöße mit vielen Gabelstaplern bedeuten!)."

Machine Learning für den Kundenkontakt

Sollten die Kunden von Ocado Probleme haben oder sich aus anderen Gründen an das Unternehmen wenden wollen, steht die Kommunikation über einen Callcenter oder textbasierte Dienste bereit. Ein Vor- und Einsortieren der eingehenden Nachrichten geschieht dabei fast vollständig maschinell.

<#youtube id="-2peTn_T9nw"> Das Technik-Team von Ocado nutzt hier zur Erkennung natürlicher Sprache unter anderem Modelle, die mit Tensorflow implementiert werden, und Angebote von Googles Cloud Platform. Ocado ist einer von Googles Vorzeigekunden, die regelmäßig auf Veranstaltungen des Cloud-Anbieters Vorträge halten.

Online-Supermarkt as a Service

Die Kombination dieser ganzen Techniken und Ideen nutzt Ocado nicht nur für sein eigenes Geschäft, sondern bietet sie seit einigen Jahren als Dienstleistung für andere Supermärkte und Lebensmittelhändler an, seit 2014 etwa für die Einzelhandelskette Morrisons im Vereinigten Königreich. Das Unternhehmen bezeichnet diese Angebot als Ocado Smart Platform. Eine solche Kooperation zwischen zwei Unternehmen, die am Markt eigentlich miteinander konkurrieren, ist augenscheinlich aber eher ungewöhnlich.

Diese Situation, in der Ocado einerseits selbst Händler und andererseits Anbieter von Dienstleistungen für Händler ist, könnte einer der wichtigsten Gründen dafür sein, dass die geplante europaweite Expansion seiner Unternehmensdienstleistungen nur sehr schleppend vorankommt.

Denn vor allem der Lebensmitteleinzelhandel wird in vielen Ländern unter einigen wenigen Unternehmen aufgeteilt und von ihnen dominiert. Jeder noch zu kleine Unterschied könnte hier zu einem Marktvorteil führen. Zwar bietet das automatisierte Lagerhaus von Ocado mit den dazugehörigen Angeboten die genau dafür notwendigen Dienste, allerdings eben nicht exklusiv.

Für den einen oder anderen Manager könnte es also schwer nachvollziehbar sein, wieso das Online-Geschäft über einen Anbieter abgewickelt werden soll, den die Konkurrenz ebenfalls nutzt. Dass diese Überlegungen keinesfalls abwegig sind, zeigt die Anfang Juni veröffentlichte Nachricht über den ersten internationalen Kunden von Ocado: Aus Geheimhaltungsgründen darf er nicht genannt werden.  (sg)


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