Intralogistik automatisieren: VDA 5050 und Interoperabilität als Schlüssel zum Erfolg

Text: Julian Borchert-al-Huribi

Wer dieses Jahr den Düsseldorfer Mobile Robotics & Logistics Summit besuchte, wurde auf der Messe erstmals Zeuge eines sehr besonderen Technologiespektakels: der Mobile Robotics Integration Zone. Der futuristische Begriff hielt, was er versprach. Das Fachpublikum, das rund um die 432 Quadratmeter große Fahrfläche versammelt war, erlebte das mühelose Zusammenspiel eines Interoperabilitäts-Orchesters aus Hardware, Software und Shopfloor-Infrastruktur. Die unsichtbares Stars des Ensembles: die SYNAOS Intralogistics Management Platform (IMP) und die Kommunikationsschnittstelle VDA 5050.

Zwar werden ähnliche Showcases auch andernorts veranstaltet – das AGV Mesh-Up beim Dortmunder IFOY TEST CAMP INTRALOGISTICS oder auf der Münchner Automatica. Doch jedes von ihnen schickt sich an, einen anderen Schwerpunkt zu setzen, als das Vorherige, was Flottengröße und Prozessdarstellung betrifft: Ging es in den Vorjahren noch eher darum, die Anzahl mobiler Roboter in den heterogenen Showcase-Flotten zu steigern und mit ihnen immer komplexere Produktionsszenarien abzubilden, entschieden sich die Veranstalter der Mobile Robotics Integration Zone dafür, AGV-zu-AGV-Interaktionen in den Mittelpunkt zu rücken und erstmals induktive Batterieladestationen und ein Regallagersystem zu integrieren. Damit wurde eine völlig neue Dimension von Interoperabilität erreicht.  

True Interoperability: Die Zukunft der Intralogistik mit VDA 5050

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„Derartige Showcases fördern den Wissensaustausch und auch die Kollaboration der Branche“, sagt Dr. Philipp Schäfers, Head of Partner Management & Business Development bei SYNAOS. Er steht dicht an der knöchelhohen Sperrholzbegrenzung direkt neben der Fahrfläche, die einem realen Lager- und Produktionsbereich gleicht. Hände in die Hüften gestützt, das unermüdliche Treiben der Stapler, Unterfahrer und Schlepper fest im Blick. Er war von Anfang an in das Projekt involviert. „Was diesen Showcase so faszinierend macht, ist, dass hier True Interoperability sichtbar wird. Dass aus dem Zusammenspiel einzelner automatisierter und autonomer Systeme ein kooperatives Intralogistikszenario entsteht, in dem Systeme nicht nur nebeneinanderher arbeiten, sondern sich in ihrer Funktion ergänzen – ganz ohne Reibungsverluste: Die automatisierte Materialversorgung aus dem automatisierten Lagersystem, der Transport und die Übergaben des Materials sogar direkt von mobilem Roboter zu mobilem Roboter, die induktive In-Process-Batterieladung.“

Showcases wie dieser träfen den Nerv der Zeit, „in der produzierenden Unternehmen klar wird: Es braucht eine universelle Kommunikationsschnittstelle wie die VDA 5050, mit der die stetig wachsende Masse heterogener Roboterflotten flexibel zusammenstellbar ist.“

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VDA 5050: Makellose Integration und Interoperabilität in der Intralogistik  

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Was die Zuschauenden hier sehen, gleiche solch einem makellosen Zusammenspiel aus Robotern sechs verschiedener Hersteller – Safelog, Still, Kuka, Item, Fraunhofer IML und Bluepath Robotics – und Shopfloor-Infrastruktur mit einer zentralen Leitsteuerungssoftware. „Wir sehen viel AGV-zu-AGV-Interaktion: Einerseits transportieren Roboter unterschiedlicher Hersteller die gleichen Lasten. Andererseits beladen automatisierte Gabelstapler direkt andere Transportroboter. Und alle mobilen Roboter teilen sich dieselben Fahrwege.“

Das Traffic Management der SYNAOS IMP sorgt qua VDA 5050-Kommunikationsstandard dafür, dass es nicht zum Stau kam. „Unsere Plattform unterstützt verschiedene VDA 5050-Versionen gleichzeitig. Das ermöglicht die schnelle Integration der unterschiedlichen mobilen Roboter unserer Partner mit ihren jeweiligen VDA 5050-Versionen in die Flotte. Zudem sind hier auch ein vollautomatisiertes Regalsystem des Herstellers Volume Lagersysteme und zwei induktive Ladestationen von Wiferion mit im Mix.“

Dann deutet Schäfers auf eine aluminiumfarbene Bodenplatte in einer Ecke der Fahrfläche. Ein schwarzer Stahlrahmen umgibt die Fläche von drei Seiten. Direkt daneben steht ein Schild mit der Aufschrift Wiferion – Think Wireless. Ein Safelog-Roboter, der gerade eine Palette transportiert, steuert darauf zu, rollt langsam auf die Fläche, bleibt stehen und blinkt. „Jetzt im Moment gut zu sehen: Dort hinten auf der induktiven Ladefläche laden die Roboter in-process, also während sie gerade eine Übergabe ausführen.“

Globaler Megatrend Automatisierung: Interoperabilität qua VDA 5050

Der Standard, über den mobile Roboter verschiedener Hersteller mit einer zentralen Leitsteuerung kommunizieren können, hat sich in den vergangenen Jahren immer stärker und zunehmend dort etabliert, wo der betriebsinterne Transport ohne eine heterogene Roboterflotte nicht funktioniert. Über die Standorte deutscher Unternehmen gelangt der Standard ins außereuropäische Ausland und erfreut sich so auch international immer größerer Beliebtheit.  

Doch solche regelmäßig stattfindenden Showcase-Szenarien wie die Mobile Robotics Integration Zone förderten nicht nur den Ideenaustausch und die Kollaboration. Ihre hohe Strahlkraft trüge auch zu mehr Innovation in der Branche bei, meint Anita Würmser, Gründerin der Logistics Hall of Fame und Juryvorsitzende des IFOY AWARD: „Die Logistik ist sehr innovativ und sollte das auch zeigen. Je komplexer eine Thematik ist, desto wichtiger werden solche Showcases, um diese Innovation erleben zu können.“ Sie erinnere sich noch gut an das erste IFOY TEST CAMP INTRALOGISTICS im Jahr 2021. 650 Gäste kamen nach Dortmund, um das erste AGV Mesh-Up und die VDA 5050-Schnittstelle live zu erleben. „Danach hatten alle verstanden, worum es geht. Solche Showcases zeigen, wohin die Reise geht und sie vermitteln Anbietern und Anwendern ein Gefühl dafür, wie sie an dieser Innovation teilhaben können.“  

Automatisierung sei ein Megatrend, der nicht aufzuhalten ist. „Wenn ich eine AGV-Flotte habe, möchte ich beispielsweise einen Kehr-Roboter anschließen oder andere autonome Geräte in die Flotte integrieren. Das funktioniert am besten über offene Schnittstellen. Die VDA 5050 als gemeinsame Kommunikationsschnittstelle für unternehmensübergreifendes, autonomes Fahren ist ein erster wichtiger Schritt in diese Richtung.“

Ein solches Unternehmen, das die Zeichen der Zeit erkannt hat, ist Schaeffler. Für den Automotive-Giganten, der seit fast 80 Jahren Pionierarbeit in Sachen Bewegungstechnologie leistet und als mutiger Wegbereiter vieler technischer Innovationen gilt, hat die Automatisierung der Intralogistik eine hohe Priorität. Mobile Robotik spielt bereits heute in mehr und mehr Schaeffler-Werken eine zentrale Rolle. Die einzelnen Flotten in den Werken übernehmen den automatisierten Materialfluss.

Auch Unternehmen anderer Industriesparten ziehen in Sachen Intralogistikautomatisierung nach: Deutschlands Marktführer für Brot- und Backwaren, Harry Brot, automatisiert mittlerweile ebenfalls zunehmend Intralogistiktransporte. ‍

Zukunft der VDA 5050: Fokus auf freie Navigationsmöglichkeiten der Roboter

Juliane Kluge ist Referentin für Fördertechnik und Intralogistik beim VDMA und verantwortet dort das Thema VDA 5050 kommunikativ, koordiniert die Arbeitskreise, die die Weiterentwicklung des Standards inhaltlich und technisch vorantreiben. Neben der Fahrfläche stehend berichtet sie aus der VDA 5050-Praxis: „Die Zusammenarbeit von unterschiedlichsten Akteuren ist sehr wichtig, weil niemand die technologischen Herausforderungen unserer Zeit allein bewältigen kann. Kein Unternehmen kann beispielsweise das Thema Interoperabilität allein stemmen. Die VDA 5050 wird sowohl anwender- als auch anbieterseitig sehr gezielt an den Marktanforderungen weiterentwickelt.“

Die VDA 5050 ist ein Open-Source-Projekt und in Github-abgebildet. Das schafft Transparenz und Vertrauen. Mittlerweile existieren vier Versionen des Open-Source-Standards VDA 5050. An der nächsten Version werde derzeit getüftelt: „Das Kernteam arbeitet bereits an den ersten Details der fünften Version 3.0“, weiß Kluge. „Hier liegt ein Fokus auf einem Zonenkonzept, dass mobilen Robotern das freie Navigieren deutlich erleichtert. Denn wir merken, dass Fahrzeuge, die frei navigieren können, immer wichtiger werden.“

Steuerung aus der AWS-Cloud

Dr. Philipp Schäfers hat sich mittlerweile auf die gegenüberliegende Seite der Fahrfläche gestellt. Neben ihm eine Reihe von Tischen, an denen einige SYNAOS-Softwareentwickler und -techniker das vollautomatisierte Szenario auf Monitoren beobachten. Schon einen Tag bevor der Mobile Robotics und Logistics Summit die Türen für das Fachpublikum öffnete, war er bei der Inbetriebnahme der einzelnen Systeme für die Mobile Robotics Integration Zone mit dabei.  

„Innerhalb weniger Stunden haben wir das Setup, also die mobilen Roboter, das Lagersystem und die Ladestationen, in Betrieb genommen und in die AWS-Cloud-Instanz unserer SYNAOS IMP integriert“, erzählt er. „Danach ging es ans Finetuning. Der Aufbau des Setups ging deshalb so schnell, weil die mobilen Roboter der Showcase-Partner allesamt schon VDA 5050-kompatibel waren. Das zeigt Zweierlei: Dass künftig der Erfolg automatisierter Intralogistik in einer schnellen Anpassbarkeit von Systemen, aber auch in der partnerschaftlichen Zusammenarbeit liegt.”  

In seiner Beraterrolle steht Schäfers regelmäßig in direktem Austausch mit Logistikentscheidern. Immer wieder rät er: „Nur, wer die Faktoren Standardisierung und Interoperabilität schon früh in seiner Automatisierungsstrategie berücksichtigt, nährt den Boden für nachhaltigen Erfolg. Besonders dann, wenn es um Skalierung geht oder perspektivisch gehen wird. Andernfalls scheitern viele Projekte in dieser Phase oder müssen neu aufgesetzt werden, was kostspielig ist. Nur eine standardisierte Kommunikationsschnittstelle wie die VDA 5050 ermöglicht Interoperabilität für automatisierte und autonome Verkehre und damit die Intralogistik der Zukunft.“

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