Technische Entwicklungen

Da sie zur weiteren Verbesserung und stärkeren Verbreitung von AMR maßgeblich beitragen, sollten wir uns fünf Technologien genauer ansehen, die sich derzeit schnell entwickeln:

1. Künstliche Intelligenz ist längst nicht mehr nur ein Schlagwort, sondern macht AMR konkret smarter und sicherer

Darüber, was künstliche Intelligenz (KI) ist, gehen die Meinungen je nach Branche oder Anwendung immer noch auseinander. Für AMR bedeutet sie jedoch intelligentere Roboter, die selbstständig lernen, wie bestimmte Aufgaben erledigt werden müssen, die bisher ohne zeit- und kostenintensive Programmierung nur schwer oder sogar unmöglich waren. KI benötigt gewaltige Rechenleistung. Diese wird jedoch für AMR-Entwickler immer einfacher verfügbar, sodass sie ihre Roboter darauf trainieren können, Gegenstände und Situationen schneller zu erkennen. Bis die Roboter die Grenzen ihres Trainings überwinden können, dauert es noch einige Zeit. Bis dahin macht eine neue Generation von Algorithmen Roboter zu effizienteren Lernern, sodass sie anhand von Situationen in der Vergangenheit Objekte besser erkennen und auch unter veränderten Umständen intelligente Entscheidungen treffen können.

Moderne AMR kommen heute etwa bei der hochpräzisen Erkennung von Gegenständen für eine sichere Fahrt durch stark frequentierte Bereiche kaum noch ohne KI aus. Und das bei gleichzeitig geringerem Stromverbrauch. Angesichts der Riesensprünge, die KI-basierte Funktionen noch machen werden, ist kaum absehbar wie stark sich die Autonomie von AMR, wie sie von A nach B kommen, ohne wirklich zu wissen, was um sie herum passiert, noch verbessern wird.

2. 5G kommt – aber vielleicht nicht so schnell wie gedacht

Heute brauchen mobile Roboter nicht mehr viel Infrastruktur. Unternehmen können einfach mit einem einzelnen Roboter anfangen. Sobald jedoch weitere Roboter hinzukommen sollen, müssen sie irgendwie vernetzt und verwaltet werden. Derzeit erfolgt dies noch WLAN-basiert. Doch wurden die meisten WLAN-Infrastrukturen nicht dafür konzipiert, Daten in diesem Ausmaß zu übertragen. Sobald 5G großflächig verfügbar ist, werden AMR daher massiv von der leistungsfähigeren und robusteren IT-Infrastruktur profitieren und von Unternehmen effizient zu Dutzenden oder Hunderten eingesetzt und verwaltet werden können. 5G bietet eine extrem zuverlässige Highspeed-Kommunikation mit hoher Bandbreite. Und damit die Stabilität, um eine Vielzahl von Robotern unterbrechungsfrei einsetzen zu können.

Noch im Jahr 2022 werden viele Unternehmen von WLAN auf 4G umsteigen, was allerdings nur ein Zwischenschritt zur noch leistungsfähigeren und robusteren Infrastruktur sein kann, die 5G bieten soll. Bereits bei 4G wird die Datenkonnektivität, Sicherheit und die Quality of Service (QoS) im Vergleich zu WLAN erheblich steigen. Wenn die Unternehmen schließlich zu 5G wechseln, das speziell für die schnellere und genauere Übertragung von noch mehr Daten entwickelt wurde, wird auch die AMR-Leistung einen gewaltigen Sprung machen und es den Robotern ermöglichen, ihren Weg in der jeweiligen Einrichtung noch schneller und genauer zu wählen.

3. Verbesserungen bei Interoperabilität und Software bringen das Flottenmanagement voran

Bessere Sensortechnik und Fortschritte bei der Konnektivität wie etwa 5G erlauben es bei einzelnen AMR, Planungsalgorithmen und Software einfacher mit Daten zu versorgen. Für die Fahrt in der Einrichtung sind diese Daten kritisch, da sie den Robotern erlauben, Objekte in der Umgebung und über sich zu erkennen. Dank KI leitet moderne Software die Roboter bei den auszuführenden Missionen oder Programmen an und unterstützt sie durch Pfadplanung und Kollisionsvermeidung.

Noch bis vor Kurzem galten schon zwei oder drei AMR als komplexes Szenario. Mittlerweile sind in manchen Einrichtungen jedoch schon sehr viele AMR gleichzeitig im Einsatz, sodass auch der Bedarf an Koordination, Steuerung und Verwaltung der Flotte durch ein zentrales internes Logistiksystem steigt. Über eine webbasierte Oberfläche verbessert die Flottenmanagementsoftware nicht nur die Effizienz des AMR-Betriebs, sondern ermöglicht zudem das Programmieren und Lenken der Roboter einschließlich ihrer verschiedenen Aufsatzmodule, wie etwa Haken. Nach der Programmierphase verwaltet das System die Prioritäten der Roboterflotte und wählt für die jeweiligen Missionen anhand von Position, Verfügbarkeit und Aufsatzmodul die am besten geeigneten Roboter aus. Die Flottenmanagementsoftware lässt sich auch in andere Software integrieren, zum Beispiel in Enterprise-Resource-Planning(ERP)- und Lagerverwaltungssysteme (LVS).

Mit fortschreitender Verbreitung von AMR in Unternehmen spielt auch Interoperabilität eine immer größere Rolle und ist treibende Kraft hinter vielen softwareseitigen Neuentwicklungen. AMR-Anbieter und -Betreiber arbeiten zusammen daran, die markenübergreifende Interoperabilität der Roboter zu gewährleisten. Die MassRobotics AMR Interoperability Working Group, zu der auch MiR, AutoGuide und andere Unternehmen gehören, entwickelt Standards, die es „Unternehmen ermöglichen, autonome mobile Roboter verschiedener Anbieter zu verwenden und sie in der gleichen Umgebung arbeiten zu lassen, um auf diese Weise der angestrebten Automatisierung von Fertigung und Lagerhaltung näher zu kommen“. Version 1.0 dieser Standards wurde am 18. Mai 2021 veröffentlicht.

4. Cybersicherheit schützt kritische, für die Automatisierung in großer Menge erforderliche Daten

Cybersicherheit ist womöglich nicht das, woran Sie denken, wenn es um Technologie geht, welche die AMR-Verbreitung voranbringt. Doch das ist ein Irrtum. KI, Interoperabilität und Drahtlosnetzwerke mit 5G-Technik nutzen große Mengen an Unternehmensdaten intensiv, daher müssen die Betreiber von Robotern darauf achten, wie auf diese Daten zugegriffen wird und was die Anbieter von AMR tun, um für ausreichende Sicherheit zu sorgen. Das entspricht auch dem Cybersicherheitstrend in der Industrie, wo Bedrohungen in letzter Zeit stärker in den Fokus rücken.

Der Hackerangriff auf den Pipelinebetreiber Colonial Pipeline (Mai 2021) ist ein prominentes Beispiel dafür, welche weitreichenden Folgen Cyberangriffe auf die Industrie haben können. Zwar wird in der Automatisierungsbranche derzeit nicht von einem deutlichen Anstieg von Attacken berichtet, dennoch sollte der Trend bei der Anzahl und der ausgeklügelten Art der Ausführung der Angriffe auf die Lieferkette sehr ernst genommen und beobachtet werden.

Cyber-physische Systeme rücken zunehmend in den Blickpunkt sowohl der Sicherheitsbranche als auch der Cyberkriminellen. Zwar zielen die meisten Angriffe weiterhin auf die IT-Infrastruktur von Unternehmen ab, doch wächst auch die Bedrohung für Operational Technology (OT) selbst rasant, wobei neue Zero-Day-Lücken eingebetteter Geräte in immer kürzeren Abständen entdeckt werden und teils immer noch nicht gepatcht sind.

Diese Entwicklung der Bedrohungslage bedeutet, dass Unternehmen, egal welcher Größe, mehr für Cybersicherheit tun müssen. Die Einführung von Defense in Depth und Best Practices im Bereich Security über den gesamten Produktlebenszyklus ist für sichere Produkte unabdingbar. Vor diesem Hintergrund müssen AMR-Anbieter drastische Maßnahmen ergreifen, um ihre Kunden in einer sich stetig verändernden, vernetzten Welt ausreichend zu schützen.

5. Die Grenzen zwischen AMRs und anderen automatisierten Anwendungen verschwimmen

AMR verändern auch die Art und Weise, wie Unternehmen ihre Intralogistik handhaben, und machen sie so noch produktiver und wettbewerbsfähiger. Integratoren und Anbieter arbeiten dabei eng mit der Unternehmensleitung zusammen und helfen ihr, auch bei neuen Anwendungen vom technischen Fortschritt im Bereich Lasthandling zu profitieren. Anwendungen mit eher kleinen Nutzlastanforderungen, wie etwa der Transport von Rohmaterial in die Fertigung, von fertigen Produkten zur Qualitätskontrolle oder der Abtransport von Abfällen, sind an vielen Standorten weltweit bereits gängige Praxis. Allerdings fragen immer mehr Kunden AMR für schwerere Lasten an, die Gabelstapler oder Palettenhubwagen ersetzen sollen. Auch mobile Manipulatoren, also etwa kollaborative Roboterarme montiert auf einer mobilen Plattform, sind im Kommen, da viele Unternehmen ihre kollaborativen Roboter, kurz Cobots, für weitere Aufgaben an anderer Stelle im Betrieb einsetzen und besser auslasten möchten. So bringt jeder in die Automatisierung investierte Euro oder Franken einen höheren Mehrwert.

Unternehmen, die von Automatisierung bereits profitieren, erkennen oft sehr viel leichter weitere Einsatzmöglichkeiten: bei der Warenannahme, in der Werkshalle, im Lager und beim Versand. Mit steigender Leistung, Sicherheit und Interoperabilität verschwimmen die Grenzen zwischen herkömmlichen Systemen und AMR immer weiter.

Wenn man bedenkt, dass Fachkräftemangel, Lieferketten- und Produktivitätsprobleme eher nicht weniger werden, ist davon auszugehen, dass die Nachfrage nach erschwinglichen, effizienten Automatisierungslösungen weiter steigen wird. AMR sind dabei zwar noch ein Newcomer, doch werden der technische Fortschritt und die Technologietrends, wie die hier genannten, zum explosiven Wachstum von Fähigkeiten und Marktdurchdringung beitragen.