Die heute aufkommenden Technologien und daraus entstehende Innovationen fokussieren auf eine zunehmende Digitalisierung, Vernetzung und Automatisierung (Quelle: digital-worx):

 

Alles was digitalisiert werden kann, wird digitalisiert.
Alles, was vernetzt werden kann, wird vernetzt werden.
Alles, was automatisiert werden kann, wird automatisiert werden.

 

Das Zusammenspiel dieser technologischen Entwicklungen zeigt sich gut an den schon heute existierenden Möglichkeiten und vielfältigen Anwendungsfeldern von Drohnen.

Drohnen sind unbemannte Flugobjekte, die sich eigenständig bewegen oder ferngesteuert werden. Die ersten Drohnen wurden für den Militärbereich entwickelt und eingesetzt. So wurden bereits nach dem 1. Weltkrieg die ersten Drohnen primär für den Bereich der Aufklärung entwickelt (Quelle: Universität Oldenburg).

Einsatzmöglichkeiten

Die Zunahme von Drohnen im privaten und gewerblichen Bereich führte auch zu einer expliziten Regulierung der Nutzung des Luftraums sowie des Schutzes von Privatsphäre für eine Nutzung von Drohnen. Seit 2017 gilt in Deutschland die Drohnen-Verordnung. Für den gewerblichen Bereich ist wichtig, dass Drohnen ab 5 kg Gewicht eine spezielle Erlaubnis bedürfen (Quelle: bmvi).

 

Übersicht Drohnen-Verordnung (Quelle: bmvi)

 

Das österreichische Unternehmen Schiebel stellt seit über 10 Jahren u.a. den unbenannten Hubschrauber Camcopter S-100 her.

Diese Drohne hat ein Eigengewicht von 110 kg, eine Reichweite von 200 km und kann eine Nutzlast von 50kg transportieren. Damit sind autonom durchgeführte Transporte über eine längere Strecke schon heute möglich.

Die Einsatzmöglichkeiten von Drohnen sind in fast allen Bereichen denkbar. Im Folgenden stellen wir einige vor.

 

Camcopter S-100 (Quelle: Wikipedia)

Landwirtschaft

Die Anwendung von Drohnen in der Landwirtschaft findet bereits seit vielen Jahren statt. Durch die Bewirtschaftung großer Areale ist eine Überwachung bzw. Versorgung der Felder aus der Luft sinnvoll.

Das Unternehmen Apus Systems hat eine Lösung aus Drohne und Software entwickelt, um u.a. die Drainagen von Agrarflächen und mögliche Schäden zu identifizieren. Nicht funktionierende Drainagen führen zu einer sogenannten Vernässung und damit zu Ertragseinbußen. (Quelle: Apus Systems)

Drainagedetektion Apus Systems (Quelle: Apus Systems)

Aber auch zur Schädlingsbekämpfung werden Drohnen eingesetzt. In Freiburg wurden bereits vor fünf Jahren in Maisstärkekapseln verpackte Schlupfwespeneier über Felder abgeworfen, um den Schädling Maiszünsler zu bekämpfen. Seit 2015 bietet die ZG Raiffeisen in Karlsruhe diese Art der Schädlingsbekämpfung als Service für Baden-Württemberg an. Mittlerweile werden 6.000 ha Fläche durch Drohnen behandelt, das entspricht einer Quote von über 30 Prozent der gesamt zu behandelten Fläche in Baden Württemberg (Quelle: agrarheute).

Mittels Wärmebildaufnahmen können durch Drohnen auch Temperaturschwankungen von Pflanzen erkannt werden, die wiederum auf Wassermangel, Schädlingsbefall oder Düngermangel hinweisen.

Logistik

Der Einsatz von Drohnen im Bereich der Lieferdienste und Logistik ist seit Jahren im Gespräch. So kündigte bereits vor fünf Jahren Jeff Bezos an, Logistikdrohnen für die Zustellung von Amazon-Lieferungen zu nutzen. Amazon testete die Auslieferung von Paketen durch Drohnen in Großbritannien. Ende 2016 konnte Amazon zeigen, dass eine erste vollautomatisierte, d.h. selbstgesteuerte, Lieferung mittels einer Drohne durchführbar ist (Quelle: The Guardian).

Amazon Auslieferung mittels Drohne (Quelle: Youtube)

Nicht nur Amazon arbeitet an zukünftigen Lieferungen mittels Drohnen. So hat Uber angekündigt, bis 2021 einen eigenen Drohnenlieferdienst UberExpress einzuführen und darüber Lebensmittel auszuliefern. Auch Dominos Pizza und Chipotle Burritos testen diese Möglichkeit (Quelle: Pocket-lint).

Pizzalieferung via Drohnen (Quelle: Dominos)

 

So lieferte 2016 Dominos Pizza die erste Pizza in Neuseeland im Rahmen dieser Tests aus.

Lebensmittelzustellung in Australien

 

Die Deutsche Post ist in diesem Bereich ebenfalls aktiv. So wurde eine Paketzustellung in den Alpen bereits vor 2 Jahren getestet. Mittels des Paketkopters wurden 130 autonome Be- und Entladungen inkl. Transport zwischen Reit im Winkl und der Winklmoosalm durchgeführt (Quelle: thedrive).

DHL Paketkopter Viktoriasee (Quelle: DHL)

 

Aktuell realisiert die Deutsche Post damit die Medizinversorgung in Afrika, konkret auf einer Insel im Viktoriasee. Hier können Medikamente mit dem DHL-Paketkopter über eine Strecke von 60 km in 40 Minuten geliefert werden (Quelle: DHL).

So wird schon heute der Einsatz von Drohnen bei der Versorgung von Medizin in den verschiedensten Regionen pilotiert. Die Versorgung von ländlichen Regionen mit Medikamenten und Lebensmitteln kann mittels Drohnen zukünftig sehr effizient realisiert werden.
 

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Innerbetrieblicher Einsatz

Auch im innerbetrieblichen Bereich können Drohnen gut eingesetzt werden. Das Unternehmen Doks Innovation realisiert mittels Drohnen die Inventur von Hochregallagern. Die Drohne kann knapp 30 Minuten in der Luft bleiben und erfasst das Umfeld mit Kamera und verschiedenen Sensoren. Die Erfassung der Waren in dem Hochregallager erfolgt mittels Barcodes. Die Navigation in dem Gebäude erfolgt durch die Orientierung an den verschiedenen Regalpositionen.

Inventur mittels Drohnen (Quelle: doks.)

Auch in der Ersatzteilversorgung können Drohnen eingesetzt werden. Um Leerlaufzeiten in der Produktion gering zu halten, müssen Ersatzteile schnell an den jeweiligen Ort innerhalb des Produktionsprozesses geliefert werden. So testet Audi seit letztem Jahr den Einsatz von Drohnen in der Intralogistik im Ingolstädter Werk. Die Drohnen können schneller als die flurgebundenen Förderfahrzeuge Teile anliefern.

Ersatzteilversorgung per Drohne (Quelle: Produktion)

 

Die Nutzlast beträgt zurzeit 2 kg. Denkbar ist auch der Einsatz größerer Drohnen mit einer höheren Nutzlast. Aufgrund der Enge in Produktionshallen werden eher kleinere Drohnen in diesem Anwendungsfeld benötigt.

Audi überlegt in dem Kontext auch Drohnen für die Überwachung, Wartung und Instandhaltung von Produktionsanlagen einzusetzen.

Industrie 4.0 und Ausblick

Drohnen können für fast alle Arten von Lieferungen und Monitoring-Aufgaben eingesetzt werden. Die Steuerung funktioniert schon heute meist autonom bzw. zentral von einer Software gesteuert. So werden der Einsatz, die Flugrouten und die Aktivitäten der Drohnen zentral koordiniert.

Produktionsprozesse werden gerade hinsichtlich der Entwicklung zur Industrie 4.0 zunehmend automatisiert und dadurch flexibel gestaltet. Diese Flexibilisierung erfordert auch eine entsprechende Logistik.

Future Work Lab – Innovationslabor Fraunhofer Stuttgart (Quelle: digital-worx)

 

Drohnen können in der Produktion den Warenfluss zu den Stellen innerhalb des Unternehmens sicherstellen und zugleich auch ein Monitoring von Maschinen ermöglichen. Die Automatisierung in Produktionsunternehmen kann durch den Einsatz von Drohnen wesentlich unterstützt werden.

Industrie 4.0 bedeutet auch eine zunehmende Vernetzung zwischen Unternehmen. Häufig finden sich in sogenannten regionalen Clustern Zulieferer, Dienstleister und Hersteller einer bestimmten Branche. Durch den Einsatz von Drohnen können Lieferungen in einer geografischen Region zwischen den Akteuren der Wertschöpfungskette leicht und ad hoc umgesetzt werden.

In der Zukunft werden nicht nur zentrale Systeme Drohnen steuern, sondern Drohnen werden sich dezentral autonom untereinander abstimmen und selbständig koordinieren. Damit werden Drohnen untereinander kommunizieren sowie eigenständig Aufträge verteilen können, um die verschiedenen Aufgaben effizient zu erfüllen.

Ein System von solchen autonomen vernetzten Drohnen löst dann als Schwarmintelligenz die verschiedenen Transport- und Überwachungsaufgaben eigenständig.