Roboter automatisieren Kühlketten auf dem Werksgelände

Temperaturempfindliche Produkte stellen hohe Anforderungen an Transport und Dokumentation. Während Produktionsprozesse und Lagerlogistik in Pharma- und Lebensmittelunternehmen weitgehend automatisiert sind, bleibt ein Bereich oft überraschend analog: der Transport sensibler Materialien zwischen Gebäuden auf dem Werksgelände. 

Auf großen Campusgeländen liegen Labore, Produktionsbereiche, Qualitätskontroll-Labore und Kühlräume häufig mehrere Minuten Fußweg voneinander entfernt. Proben, Reagenzien, Zwischenprodukte oder Rohstoffe müssen jedoch täglich vielfach zwischen diesen Bereichen bewegt werden, meist manuell durch Mitarbeitende aus Forschung, Produktion oder Qualitätssicherung. Laut einer Studie von Bio-Phorum, einem Zusammenschluss von Unternehmen aus dem Biopharmabereich, aus dem Jahr 2023 erfolgen mehr als 30 % der Übergaben zwischen Qualitätskontrolle und Produktion manuell. Die Folgen: verzögerte Chargenfreigaben, zusätzlicher Koordinationsaufwand und potenzielle Compliance-Risiken. Gleichzeitig werden hochqualifizierte Fachkräfte von wertschöpfenden Aufgaben abgezogen. In einer Branche, in der Zeit entscheidend ist, kann manueller Materialtransport schnell zum Engpass oder Kostenfaktor werden. 

Neben wirtschaftlichen Auswirkungen entstehen auch Risiken für Qualität und Compliance. Besonders bei zeit- und temperaturgeführten Materialien können Unterbrechungen der Kühlkette, fehlende Transparenz über Transportbedingungen oder eine unvollständige Dokumentation Prozesse verzögern und im schlimmsten Fall die Produktsicherheit gefährden. Dazu gehört auch, dass die transportierten Materialien kontrolliert und dokumentiert zugänglich sind, sodass jederzeit nachvollziehbar bleibt, wer Behälter geöffnet oder Proben entnommen hat. 

Hier setzt eine neue Generation autonomer mobiler Roboter (AMR) an. Sie automatisiert den innerbetrieblichen Transport zwischen Gebäuden und ermöglicht erstmals eine verlässliche, durchgehend dokumentierte und temperaturgeführte Logistik. 

Automatisierung endet an der Hallentür 

Viele Unternehmen setzen bereits automatisierte Transportlösungen ein: Automated Guided Vehicles (AGV) oder autonome mobile Roboter übernehmen den Materialfluss zwischen Lager, Produktion und Verpackung. Rund 60 % der AGV sind laut Branchenanalysen in kontrollierten Produktionsumgebungen im Einsatz, etwa 80 % der Systeme arbeiten in Indoor-Bereichen mit stabilen Bedingungen. 

Gerade diese Spezialisierung auf strukturierte Hallenumgebungen führt jedoch dazu, dass automatisierte Lösungen außerhalb der Gebäude oft an ihre Grenzen stoßen: Bodenschwellen, wechselnde Untergründe oder Witterungseinflüsse können bereits zum Problem werden. Der Transport zwischen Gebäuden, etwa zwischen Labor, Produktion und Kühlhaus, bleibt daher häufig manuell organisiert. Gerade auf weitläufigen Industriearealen entstehen so Transportwege von mehreren hundert Metern, die täglich mehrfach zurückgelegt werden müssen. Für zeitkritische und temperaturgeführte Materialien entsteht so eine zentrale Lücke in der Werkslogistik. 

Pharma-Dienstleister baut Logistik-Hub aus

Ein familiengeführter Pharmalogistik-Dienstleister erweitert seine Kapazitäten mit drei spezialisierten Build-to-suit-Logistikimmobilien in unmittelbarer Nachbarschaft. Der neue Standort bündelt Lagerung, Packaging und Qualitätsfunktionen.

Die letzte Lücke schließen 

Eine neue Generation AMR setzt genau hier an. Diese sogenannten Indoor-Outdoor-AMR können sowohl innerhalb von Gebäuden als auch im Außenbereich autonom navigieren. Sie bewältigen unterschiedliche Untergründe, passieren automatische Tore und arbeiten auch bei wechselnden Witterungsbedingungen oder schlechten Lichtverhältnissen zuverlässig. 

Damit entsteht eine durchgängige automatisierte Verbindung zwischen Laboren, Produktionsanlagen, Lagerbereichen und Kühlräumen. Transportaufträge lassen sich über eine webbasierte Anwendung auslösen oder im Voraus planen. Der Roboter übernimmt Abholung, Transport über das Gelände und Übergabe an definierten Zielpunkten. 

Neben der Zeitersparnis reduziert dieser Ansatz vor allem den organisatorischen Aufwand für Routineaufgaben. Fachkräfte aus Labor, Qualitätssicherung oder Produktion müssen nicht mehr für einfache Transportaufgaben eingesetzt werden und können sich stärker auf ihre eigentlichen Tätigkeiten konzentrieren. Gleichzeitig sinken Personalkosten, und die Motivation auf Mitarbeiterebene steigt.

Automatisierter Materialtransport 

Wie sich dieser Ansatz umsetzen lässt, zeigt ein Produktionsstandort eines globalen Pharmaunternehmens in Dänemark. Auf dem rund 1,6 km² großen Gelände befinden sich mehrere Produktionsgebäude, Labore und Wartungsbereiche. Der Transport von Werkzeugen und Materialien erfolgte dort lange Zeit manuell, was regelmäßig zu Verzögerungen bei Wartungs- und Produktionsprozessen führte. 

Um diesen Engpass zu reduzieren, wurden die Indoor-Outdoor-AMR vom Hersteller Cartken in die Standortlogistik integriert. Vier Roboter verbinden heute verschiedene Gebäude und bedienen mehr als 15 definierte Abhol- und Übergabepunkte. Transportaufträge werden über eine Webanwendung ausgelöst, während die Roboter selbstständig über das Gelände navigieren und automatische Ladestationen nutzen. Dadurch ist ein zuverlässiger 24/7-Betrieb möglich. 

In den ersten sechs Monaten legten die Roboter bereits über 1.200 km zurück – durchschnittlich 1,9 km je Lieferung. Insgesamt konnten so mehr als 1,7 Mio. Schritte eingespart werden. Das entspricht über 250 Arbeitsstunden, die nun für wertschöpfende Aufgaben zur Verfügung stehen. 

Nach dem erfolgreichen Rollout plant das Unternehmen den nächsten Schritt: den Einsatz autonomer Roboter für temperatursensitive und chemische Transporte sowie das Skalieren zu einer vollständig automatisierten, GDP-konformen Standortlogistik. 

Autonome Kühlketten 

Besonders großes Potenzial entsteht durch die Kombination autonomer Transportroboter mit mobilen Kühleinheiten. Bereits kurze Unterbrechungen der Kühlkette können Qualität und Sicherheit temperaturempfindlicher Produkte erheblich beeinträchtigen. Manuelle Prozesse sind hier fehleranfällig und nur begrenzt skalierbar. 

Moderne Lösungen kombinieren daher autonome mobile Roboter mit kompakten Kühlsystemen, die Temperaturbereiche von Ultra-Low-Temperature-Anwendungen bis zu klassischen Kühlketten abdecken. Während des Transports werden Temperaturdaten kontinuierlich erfasst und digital protokolliert. 

Gleichzeitig ermöglichen solche Systeme eine digitale Chain-of-Custody: Transportaufträge, Übergaben und Temperaturdaten werden automatisch dokumentiert und lassen sich in bestehende Qualitätsmanagement-Systeme integrieren. Dadurch entsteht eine lückenlose Nachverfolgbarkeit, die regulatorische Anforderungen in Pharma- und Lebensmittelproduktion unterstützt. 

Ein Beispiel für diese Entwicklung ist die Zusammenarbeit des Roboterherstellers mit dem Kühltechnologieanbieter Stirling Ultracold. Die gemeinsame Lösung kombiniert einen autonomen Transportroboter mit einem Ultra-Low-Temperature-Modul. Das System arbeitet in einem Temperaturbereich von –86 °C bis –20 °C und eignet sich für Anwendungen wie Gen- und Zelltherapien oder empfindliche Biotech-Reagenzien. Mit einem Kühlvolumen von 25 l – etwa 18 Standard-Probenboxen – bietet es ausreichend Kapazität für typische Laboranforderungen. Digitale Transportprotokolle, Temperaturdaten und Logistikdaten werden revisionssicher gespeichert und über sichere Cloud-Infrastrukturen verwaltet. Audit-Logs und vollständige Rückverfolgbarkeit unterstützen die Einhaltung regulatorischer Anforderungen. 

Die Einsatzmöglichkeiten autonomer Transportroboter gehen dabei über den klassischen Probentransport hinaus. In pharmazeutischen Produktionsumgebungen können beispielsweise QA- und QC-Proben zwischen Labor und Produktion transportiert oder temperaturempfindliche Wirkstoffe zwischen Lager und Fertigung bewegt werden. Auch Wartungsteams profitieren, wenn Werkzeuge oder Ersatzteile automatisiert an Produktionslinien geliefert werden. Ähnliche Anwendungen finden sich zunehmend auch in der Lebensmittelindustrie, etwa beim Transport mikrobiologischer Proben oder temperaturempfindlicher Zutaten zwischen Kühlräumen, Produktionslinien und Verpackungsbereichen. 

Hygienemanagement entlang automatisierter Herstellprozesse

Die Anforderungen an Hygiene, Produktsicherheit, Rückverfolgbarkeit und regulatorische Konformität steigen stetig, besonders in der Arzneimittelproduktion. Abfüllanlagen sind daher nicht nur technische Produktionseinheiten, sondern Teil eines umfassenden Qualitäts- und Kontrollsystems.

Vernetzte Roboterflotten 

Mit steigenden Anforderungen an Produktschutz, Dokumentation und Prozessgeschwindigkeit gewinnt eine durchgängige und verlässliche Automatisierung interner Logistikprozesse weiter an Bedeutung. Indoor-Outdoor-AMRs ermöglichen, bisher getrennte Bereiche eines Werksgeländes automatisiert zu verbinden. 

Durch die Kombination aus autonomer Navigation, Interbuilding-Transport, robuster Outdoor-Fähigkeit und integrierter Temperaturkontrolle lassen sich selbst sensible Materialien sicher und effizient zwischen Gebäuden bewegen. Für Pharma- und Lebensmittelunternehmen eröffnet sich damit eine neue Möglichkeit, Kühlketten zuverlässiger zu gestalten und interne Abläufe nachhaltig zu optimieren.