Ursa-Chemie: Innovativer Probentransport per Drohne und IoT

Ursa-Chemie, Spezialist für die Lohnfertigung chemischer Produkte, betreibt zwei Werksgelände in Montabaur, die etwa 700 Meter Luftlinie voneinander entfernt liegen. Für die Qualitätssicherung ist es unerlässlich, regelmäßig Proben zwischen der Produktionsstätte und dem Labor zu transportieren. Bisher erledigte ein Laborant diese Aufgabe mehrmals täglich mit dem Auto. "Dieser Prozess kostet natürlich Zeit", sagt Andreas Möller, Geschäftsführer bei Ursa-Chemie. "Wir suchten nach einer innovativen Lösung, die nicht nur den Probentransport optimiert, sondern auch unseren Pioniergeist als mittelständisches Unternehmen demonstriert." 

Möller wandte sich an die Deutsche Telekom, langjähriger Dienstleister des Mittelständlers: „Das war ein Schuss ins Blaue, aber die Ansprechpartner der Telekom waren sofort sehr motiviert, dieses Projekt umzusetzen.“ In Zusammenarbeit mit Droniq, einem Joint Venture der Telekom und der Deutschen Flugsicherung (DFS), implementierte Ursa-Chemie ein Drohnensystem für den Probentransport. Droniq unterstützte bei der aufwendigen Genehmigung des Projekts sowie bei der Schulung der Mitarbeitenden, die jetzt über einen Drohnenführerschein verfügen.

Die eingesetzte Drohne des Herstellers DJI kann bis zu 3 kg Nutzlast transportieren und fliegt in einem genehmigten Korridor von etwa 850 Metern zwischen den beiden Werksgeländen. Der Überflug von bewohntem Gebiet wurde bewusst vermieden. Die Proben, mit einem Volumen von bis zu 250 ml, werden in einem sicheren Behälter an der Drohne befestigt.

Die aktuelle Lösung basiert auf einer einprogrammierten Route, die die Drohne auf Knopfdruck automatisch abfliegt. Da die Flugstrecke über einen Hügel führt und so der Sichtkontakt zwischenzeitlich verloren geht, überwachen derzeit noch zwei Mitarbeitende an Start und Ziel den Flug per Fernbedienung.

"Momentan dient die manuelle Steuerung noch als Backup", sagt Möller. "Unser Ziel ist es, in Zukunft vollständig autonome Flüge durchzuführen." Für die nächste Entwicklungsstufe plant Ursa-Chemie deshalb, die Drohne mit einem 5G-Mobilfunkmodul der Telekom auszustatten. Dies wird Drohnenflüge ohne Sicht (Beyond Visual Line of Sight / BVLOS) ermöglichen. Telekom und DFS haben zu diesem Zweck gemeinsam eine Technologie entwickelt, die die Ortung von unbemannten Fluggeräten (Unmanned Aircraft Systems / UAS) über das Mobilfunknetz ermöglicht. Anhand der Positionsdaten der Drohne lässt sich so ein komplettes Luftlagebild für den gesicherten Flug der Drohne im deutschen Luftraum erstellen.

Die Hardware für diese Zukunftslösung besteht aus einem speziellen Transponder-Modem mit integrierter SIM-Karte der Telekom. Dieses Gerät übermittelt per schnellem 5G-Mobilfunk nicht nur die Position und Kennung der Drohne, sondern ermöglicht auch die Übertragung zusätzlicher Informationen wie Bild- und Messdaten in Echtzeit.

"Diese Weiterentwicklung wird einen noch sichereren Betrieb im deutschen Luftraum gewährleisten und autonome Flüge ermöglichen", sagt Daniel Pohl, Sales Accountmanager IT bei der Deutschen Telekom. "Ein Mitarbeiter in der Produktion kann die Drohne starten, die dann selbstständig zum Ziel fliegt und dort landet. Für die Steuerung ist also kein Personal mehr nötig." 

Neben dem autonomen Probentransport denkt Ursa-Chemie über einen weiteren innovativen Einsatz der Drohnentechnologie nach: die Werksüberwachung. Möller: "Beim Neubau unseres zweiten Werksgeländes haben wir an einem Gebäude eine Außenvideoüberwachung installiert. Beide Werksgelände komplett per Video zu überwachen wäre jedoch sehr kostenintensiv und technisch aufwendig. Da wir nun bereits die Genehmigung für Drohnenflüge haben, liegt es nahe, diese Technologie auch für die Sicherheit zu nutzen."

Das Konzept sieht vor, die Werksgelände mit Sensorik auszustatten. Wenn ein Sensor Alarm schlägt, soll eine Drohne automatisch aufsteigen und den betreffenden Bereich überprüfen. Hierfür plant Ursa-Chemie den Einsatz einer "Drone-in-a-box"-Lösung, die selbstständig aus ihrem kleinen Hangar aufsteigen kann .

Diese Lösung bietet mehrere Vorteile: Im Falle eines Alarms, etwa durch Feuer oder Einbruch, könnte die Drohne innerhalb einer Minute von einem Werk zum anderen fliegen und Kameraaufnahmen liefern. Eine zentrale Leitstelle könnte dann die Steuerung übernehmen und bei Bedarf sogar potenzielle Eindringlinge verfolgen. Pohl: "Wir prüfen aktuell, ob unser eigener Leitstellenservice, der aktuell für die Telekom-Shops zuständig ist, auch diese Aufgabe übernehmen könnte.“ Die Drohne würde zur Abschreckung zudem eigenständig unregelmäßige Kontrollflüge durchführen.

Der Einsatz der Drohnentechnologie bringt Ursa-Chemie mehrere Vorteile: Der Drohnentransport spart etwa eine Stunde pro Tag im Vergleich zum Autotransport. Die Automatisierung des Probentransports ermöglicht es den Laboranten, sich auf ihre Kernaufgaben zu konzentrieren. Nicht zuletzt bildet das System die Grundlage für weitere Innovationen. "Unser Ziel ist es, dort Technologie einzusetzen, wo sie den Menschen entlastet", sagt Ursa-Geschäftsführer Möller. "Dieser Drohnen-Case passt perfekt zu unserem Pioniergeist bei Ursa-Chemie. Er schafft zudem Aufmerksamkeit – in der Branche, aber auch bei neuen Bewerbern."

Das Projekt von Ursa-Chemie zeigt, wie IoT-Technologien und Drohnensysteme auch in traditionellen Industriezweigen neue Möglichkeiten eröffnen. Durch die Zusammenarbeit mit der Deutschen Telekom und Droniq hat der Mittelständler nicht nur seine internen Prozesse optimiert, sondern sich auch als Innovationsführer in der chemischen Industrie positioniert.