Bevor Sie AMR bestellen – legen Sie zuerst die Zonen fest (VDA 5050 v3)

Bevor Sie die Bestellung einer Flotte mobiler Roboter unterschreiben, sollten Sie eine Frage beantworten, die in der Einkaufsphase selten gestellt wird: Wo darf dieser Roboter fahren, wo muss er langsamer werden und wo darf er ohne Erlaubnis überhaupt nicht einfahren? Das ist kein Detail der Umsetzung, sondern Hallenplanung. Die neue Version des Kommunikationsstandards VDA 5050 v3 hebt AMR-Zonen von der Ebene des einzelnen Fahrzeugs auf die Ebene der gesamten Flotte – und das ändert die Reihenfolge der Arbeiten: Zuerst legen Sie die Zonen fest, erst dann bestellen Sie die Roboter.

Was VDA 5050 v3 tatsächlich ändert

VDA 5050 ist ein offener Kommunikationsstandard zwischen mobilen Robotern und einem übergeordneten Flottenleitsystem. Sein Zweck ist einfach: Er ermöglicht es, eine Flotte aus Fahrzeugen verschiedener Hersteller über ein System zu steuern, statt das Werk an einen einzigen Lieferanten zu binden. Version 3.0 ist keine kosmetische Korrektur. Wie The Robot Report berichtet, bringt das Update drei Neuerungen, die für jeden relevant sind, der eine gemischte Flotte plant: ein Zonenkonzept (Zone Concept), die gemeinsame Nutzung von Routen (Path Sharing) sowie einen standardisierten Energiesparmodus. Der Standard bleibt dabei abwärtskompatibel zum bisherigen Ansatz auf Basis definierter Trajektorien und Korridore.

Die wichtigste ist die erste Änderung. Bisher erhielt der Roboter vor allem Punkte und Routen, die er abfahren sollte. Jetzt beginnt die Software „in Zonen zu denken“ – sie arbeitet mit Hallenbereichen, denen Verkehrsregeln zugeordnet sind. Ein autonomer Roboter kann den Weg zwischen festgelegten Punkten selbst planen, während das übergeordnete System das Verkehrsmanagement übernimmt und Routeninformationen zwischen den Fahrzeugen austauscht. Für Ihre Halle bedeutet das vor allem eines: Damit die Flotte funktioniert, muss jemand diese Zonen und Regeln zuerst planen.

Drei Arten von AMR-Zonen, die vor der Bestellung festgelegt werden müssen

Das Zonenkonzept in VDA 5050 v3 umfasst Bereiche mit definierten Regeln für den Roboterverkehr. Der Standard nennt ausdrücklich mehrere Arten, und jede davon entspricht einer realen Entscheidung, die Sie in der Halle ohnehin treffen müssten.

• Zonen mit Zugangsbeschränkung – Bereiche, in die der Roboter nicht einfahren soll oder nur unter bestimmten Bedingungen einfahren darf. Das sind Arbeitsplätze von Menschen, Qualitätskontrollstationen, Bereiche mit schwerem manuellem Transport.
• Einbahnrouten – Bereiche, in denen der Verkehr nur in eine Richtung verläuft. Sie trennen Ströme, die sich auf schmalen Wegen sonst gegenseitig blockieren würden.
• Autorisierungspflichtige Zonen – Bereiche, in die der Roboter erst nach ausdrücklicher Freigabe durch das Leitsystem einfahren darf. Typischerweise Tore, Schleusen, Durchfahrten zwischen Hallen und Kreuzungspunkte mit intensivem Verkehr.

Beachten Sie: Das sind keine Parameter des Roboters – es sind Entscheidungen über die Organisation des Raums. Selbst das beste Fahrzeug errät nicht, dass die Zone an der Rampe eine Einbahnzone ist oder dass die Einfahrt in den Montagepuffer eine Freigabe erfordert. Jemand muss es ihm in der Konfiguration mitteilen – und es vorher in der Hallenplanung festlegen. Deshalb ist das Festlegen der Zonen eine Arbeit, die vor der Auswahl der AGV- und AMR-Roboter erledigt wird, nicht nach der Lieferung.

Path Sharing braucht Grenzen – auch physische

Die gemeinsame Nutzung von Routen ist eine starke Funktion: Der Roboter plant seinen eigenen Weg zwischen Punkten, statt starr auf einer einzigen Linie zu fahren. Der Verkehrsfluss wird flüssiger, zugleich steigt aber die Zahl möglicher Fahrwege. Wenn der Roboter einen von mehreren Wegen wählen kann, bedeutet das, dass er an mehreren Stellen der Halle auftaucht – für den daneben stehenden Menschen weniger vorhersehbar.

Hier zeigt sich eine Grenze, die beim Kauf von Software leicht vergessen wird: Die Zone existiert im Leitsystem, aber der Mensch sieht sie nicht. Bediener, Lagermitarbeiter oder Staplerfahrer haben keinen Zugriff auf die Oberfläche der Flotte – sie haben nur das, was sie auf dem Boden sehen. Wenn Path Sharing dem Roboter erlaubt, auf mehreren Routen aufzutauchen, muss jede dieser Routen auch physisch lesbar sein. Sonst entsteht eine Situation, in der das Fahrzeug „weiß“, wohin es fährt, während die Menschen ringsum raten.

Deshalb müssen die Zone in der Software und die Zone in der Halle auf den Zentimeter übereinstimmen. Die Grenzen von Einbahnzonen und Bereichen mit Zugangsbeschränkung werden mit Bodenmarkierung festgelegt – mit Bändern und Markierungen, die aus einer abstrakten Regel eine sichtbare Linie machen. Wo sich die Route mit Fußgängerverkehr kreuzt oder wo die Zone ihren Charakter ändert, reicht die Markierung allein oft nicht aus, und man greift zu flexiblen Abgrenzungen, zum Beispiel mobilen ZonePro-Barrieren, die einen Bereich physisch abtrennen und es erlauben, die Grenze schnell zu versetzen, wenn sich das Layout ändert.

Eine gemischte Flotte erhöht den Einsatz

Der Hauptgrund für die Entstehung von VDA 5050 v3 ist die Skalierung heterogener Flotten – die Steuerung von Fahrzeugen verschiedener Hersteller über ein System, ohne Abhängigkeit von einem einzigen Lieferanten. Das ist eine gute Nachricht für ein Werk, das seine Flotte schrittweise ausbauen und Roboter unterschiedlicher Typen hinzufügen möchte: kleine Transporteinheiten, Schlepper, Hubplattformen.

Es gibt jedoch eine Konsequenz. Je mehr Fahrzeugtypen sich in einer Halle bewegen, desto wichtiger ist es, dass die Zonen einmal definiert und von allen respektiert werden. Hätte jeder Lieferant sein eigenes, inkompatibles Verständnis der Routen, wären Sie wieder am Ausgangspunkt – bei Chaos und Lock-in. Eine gemeinsame Zonensprache funktioniert nur, wenn es eine einzige, konsistente Karte der Verkehrsregeln gibt, an die weitere Roboter angebunden werden. Diese Karte ist Ihre Hallenplanung, keine Funktion, die Sie zusammen mit dem ersten Fahrzeug kaufen.

Bevor Sie eine Angebotsanfrage senden – Checkliste für AMR-Zonen

Die folgende Liste hilft, die richtige Reihenfolge festzulegen: zuerst die Zonen, dann die Roboter. Gehen Sie sie vor dem Gespräch mit dem Lieferanten durch, denn diese Fragen werden in der Phase der Flottenkonfiguration ohnehin gestellt.

• Haben Sie eine Karte der Bereiche mit Zugangsbeschränkung erstellt – der Stellen, in die der Roboter nicht oder nur bedingt einfährt?
• Haben Sie Einbahnrouten dort festgelegt, wo die Wege für Gegenverkehr zu schmal sind?
• Haben Sie autorisierungspflichtige Zonen definiert – Tore, Schleusen, Durchfahrten zwischen Hallen?
• Sind bei aktiviertem Path Sharing alle alternativen Routen physisch lesbar, nicht nur im System?
• Stimmen die Zonengrenzen auf dem Boden mit den Grenzen in der Flottenkonfiguration überein?
• Ist der Zonenplan herstellerunabhängig, sodass das Hinzufügen eines Roboters eines anderen Herstellers keine Neuplanung des Ganzen erfordert?
• Lassen sich Markierungen und Abgrenzungen versetzen, wenn sich das Layout ändert, ohne den Boden aufzustemmen?

Wenn Sie die meisten Fragen mit „noch nicht“ beantworten, ist das ein Zeichen, dass Sie die Arbeit am richtigen Ende beginnen. Das softwareseitige Zonenkonzept funktioniert am besten, wenn es physische Unterstützung in der Halle hat: Der Roboter muss die Zone im System „sehen“, der Mensch muss sie auf den ersten Blick verstehen. Diese beiden Ebenen werden gemeinsam geplant – vor der Bestellung, nicht nach dem ersten Vorfall.

Zwingt VDA 5050 v3 dazu, die bestehende Flotte auszutauschen?

Nein. Der Standard bleibt abwärtskompatibel zum bisherigen Ansatz auf Basis definierter Trajektorien und Korridore, sodass neue Funktionen wie das Zonenkonzept schrittweise eingeführt werden können. Entscheidend ist, dass die Zonenkarte der Halle fertig und konsistent ist – dann werden weitere Fahrzeuge an die bestehenden Regeln angebunden.

Wer sollte die Zonen festlegen – der Roboterlieferant oder das Werk?

Die Entscheidung, welche Bereiche gesperrt, als Einbahn geführt oder autorisierungspflichtig sind, trifft das Werk, denn sie ergibt sich aus der Arbeitsorganisation und den Materialflüssen, nicht aus den Parametern des Fahrzeugs. Der Integrator setzt diese Entscheidungen in die Flottenkonfiguration um. Am besten entsteht der Zonenplan gemeinsam mit dem Konzept für Markierungen und Abgrenzungen, sodass die Version in der Software und die Version auf dem Boden eine einzige, konsistente Lösung bilden.

Quellen

• The Robot Report, „VDMA version 3.0 of VDA 5050 will help mobile robot fleets scale“ – Überblick über die Änderungen in VDA 5050 v3 (Zone Concept, Path Sharing, Power-Saving-Modus, heterogene Flotten): therobotreport.com