Autonome Roboter brauchen intelligente Leitstände

Die steigende Autonomie mobiler Roboter führt zu neuen Anforderungen an die Steuerung komplexer Materialflüsse. Gefragt sind Lösungen, die heterogene Flotten koordinieren, über standardisierte Schnittstellen kommunizieren und Prozessänderungen vorab simulieren können, um Abläufe zuverlässig zu planen und zu optimieren.

Mit dem Fortschritt in Sensorik, Rechenleistung und KI gewinnen mobile Roboter die Fähigkeit, eigenständig Karten zu erstellen, Routen zu planen und Hindernisse zu interpretieren. Dabei führt zunehmende Autonomie allerdings nicht automatisch zu einem Verzicht auf zentrale Leitstände.

Zentral versus dezentral: Welche Steuerung passt wann?

Moderne Flottensteuerung setzt auf eine klare Trennung zwischen lokaler Ausführung und zentraler Systemkoordination. Lokale Aufgaben wie Hindernisvermeidung, präzises Andocken an Übergabepunkten oder Reaktionen im Last Mile Bereich profitieren von kurzen Reaktionszeiten und werden daher typischerweise dezentral umgesetzt. Hier können autonome Roboter ihre Stärken ausspielen – schnelle Entscheidungen, situatives Verhalten und eine robuste Ausführung im unmittelbaren Umfeld. Auf Systemebene ergeben sich jedoch andere Anforderungen. Die Vergabe und Priorisierung von Transportaufträgen, die Steuerung des Verkehrsflusses, die Koordination gemeinsamer Engpässe oder die Sicherstellung definierter Durchsatzraten setzen einen globalen Überblick voraus. Hier übernimmt der Leitstand die zentrale Orchestrierung, inklusive Energiemanagement und der Anbindung von Peripherie.

Rein dezentrale Steuerungsansätze stoßen an Grenzen, sobald Flotten wachsen, mehrere Hersteller beteiligt sind oder sich verschiedene Systeme Verkehrsflächen und Ladepunkte teilen müssen. Lokale Optimierungen einzelner Fahrzeuge können dann im Widerspruch zu übergeordneten Prozesszielen stehen: Deadlocks, ineffiziente Bewegungsmuster oder das Fehlen einer gemeinsamen Prioritätslogik sind typische Folgen. Middleware-Lösungen, die isolierte Systeme koppeln sollen, erhöhen in solchen Szenarien die Komplexität und Integrationskosten zusätzlich. Häufig scheitern sie an der systemweiten Verkehrssteuerung.

Die neue Version der VDA5050 unterstützt hybride Steuerungen

Die Entwicklung moderner Leitstandkonzepte ist eng mit der Frage verbunden, wie sich zentrale und dezentrale Intelligenz sinnvoll kombinieren lassen. Genau hier setzt die VDA 5050 an. Seit ihrer Veröffentlichung im Jahr 2019 schafft sie eine herstellerneutrale Kommunikationsschnittstelle, über die Flottenmanager und mobile Roboter Informationen zu Aufträgen, Status und Verkehr austauschen können. Mit den neuen Möglichkeiten der Version 3.0 erweitert sich dieser Rahmen deutlich: Frei navigierende Roboter lassen sich künftig über definierte Zonen einbinden. Für diese macht der Leitstand spezifische Vorgaben, zum Beispiel in Form von Sperrflächen, Geschwindigkeitsbegrenzungen oder bevorzugten Fahrtrichtungen. Die konkrete Wegplanung übernimmt das Fahrzeug, das seine Route per Path Sharing an den Leitstand übermittelt. Damit unterstützt der Standard hybride Steuerungskonzepte, in denen lokale Autonomie erhalten bleibt, ohne die übergeordnete Koordination zu verlieren. Die Standardisierung ermöglicht die Einbindung von Fahrzeugen unterschiedlicher Entwicklungsstufen. Zusätzlich lassen sich Integrationsaufwände reduzieren und standortübergreifende Roll-outs werden erleichtert.

Dr. Philipp Schäfers, Head of Partner Management & Business Development bei Synaos: „Standardisierung bedeutet nicht, Intelligenz zu zentralisieren, sondern Entscheidungsräume klar zu definieren. Mithilfe von Zonen- und Korridorkonzepten kann die strategische Kontrolle zentral erfolgen, während taktische Entscheidungen dezentral getroffen werden.“

Vom Leitstand zur Plattform: Was moderne Lösungen leisten

Hybride Architekturen und Standards wie die VDA 5050 schaffen zwar einen einheitlichen Kommunikationsrahmen, ersetzen aber nicht die Notwendigkeit einer übergeordneten Instanz, die Daten aus allen Ressourcen zusammenführt, Verkehrsflüsse koordiniert und kurzfristige Prozessänderungen abbildet. Klassische Leitstände sind dafür nur begrenzt geeignet: Sie basieren häufig auf hardwaregebundenen Systemen, starren Routings und gerätespezifischen Logiken. Änderungen erfordern tiefgreifende Eingriffe, Produktionsunterbrechungen oder kostenintensive Anpassungen. Gefragt sind daher Systeme, die flexibel auf Verfügbarkeiten, Verkehrsbedingungen und Auftragslagen reagieren können. Diese Anforderungen lassen sich nur durch Plattformen erfüllen, die Ressourcen-, Auftrags- und Verkehrsdaten ganzheitlich zusammenführen und in Echtzeit orchestrieren, wie die von Synaos.

Die Lösung entkoppelt Software und Hardware vollständig. Dadurch können Unternehmen ihre Transportmittellandschaft frei gestalten, unterschiedliche Hersteller kombinieren und neue Geräte jederzeit integrieren. Weder proprietäre Leitstände noch Modifikationen am Fahrzeug sind dafür erforderlich. Anpassungen an Prozesse, Layouts oder Prioritäten können jederzeit vorgenommen werden, ohne den laufenden Betrieb zu unterbrechen. Dafür bietet Synaos eine virtuelle Inbetriebnahme: Änderungen werden zunächst in einem Testumfeld simuliert, bewertet und optimiert. Erst danach wird die neue Konfiguration in das Live-System übernommen. Zusätzlich ermöglicht dies ein sofortiges Zurücksetzen auf vorherige Modelle – ein deutlicher Vorteil gegenüber hardwaregebundenen Leitständen, bei denen Korrekturen oft lange Ausfallzeiten verursachen. Mit der cloudbasierten Plattform lässt sich der IT-Aufwand deutlich reduzieren. Wartung, Aktualisierung und Skalierung erfolgen ohne physische Eingriffe in die Infrastruktur, während zentrale Sicherheitsmechanismen und eine mandantenfähige Architektur den Betrieb über mehrere Standorte hinweg vereinfachen. Damit wird deutlich: Nur ein flexibler, herstellerunabhängiger Plattformansatz kann die Intralogistik so steuern, wie es moderne, dynamische Produktionsumgebungen heute erfordern.

(Quelle: Synaos)