Bestehende Produktionsstandorte sind oft nicht für den Einsatz mobiler Roboter ausgestattet und stellen Betreiber für gewöhnlich vor unterschiedliche Herausforderungen. Außerdem wird eine Steuerungssoftware benötigt, die in der Lage ist, mit den sich in der Produktionsanlage befindlichen Systemen zu kommunizieren, echtzeitnah deren Daten zu verarbeiten und die Informationen anderen Systemen bereitzustellen. Damit mobile Roboter autonom Aktivitäten in Produktionslandschaften ausführen können, ist es notwendig, dass diese an die vorhandene IT-Infrastruktur angebunden werden. Dies umfasst z.B. Schnittstellen zu ERP, MES, Prozessleitsystemen und der Gebäudeautomatisierung, wie z.B. Türen und Fahrstühlen.
Problemfeld Interoperabilität
Viele Hersteller von mobiler Robotik nutzen proprietäre Kommunikationsprotokolle und Datenformate, die nicht miteinander kompatibel sind. Um eine ganzheitlich abgestimmte Steuerung und Koordination der verschiedenen mobilen Roboter im Produktionsumfeld realisieren zu können, ist eine zentrale Steuerungsplattform notwendig. Standards wie die VDA5050 schaffen hier Abhilfe. Durch die Definition einer einheitlichen Kommunikationsschnittstelle ermöglicht sie die Realisierung einer zentralen Leitsteuerung für Robotikflotten. Da der Markt für mobile Robotik sehr schnelllebig ist und stetig neue Robotermodelle hinzukommen, ist bei der Auswahl der Orchestrierungsplattform darauf zu achten, dass diese eine hohe Flexibilität hinsichtlich verschiedener Use-Cases aufweist und deren relevante Prozesse darin abbildbar sind. Genau hier setzt SpiraTec an und berät hinsichtlich der besten Lösungen für bestehende Anwendungsfälle.
Lösung für softwaretechnische Anbindung
Der zentrale Robotic Orchestration Layer (ROL) ist ein Softwarekonzept, das Unternehmen bei der effizienten Verwaltung und Integration mobiler Robotik im industriellen Umfeld unterstützt. Die Orchestrierungsplattform dient als zentrale Middleware, um mobile Roboter untereinander sowie mit den in der Prozesslandschaft bestehenden Systemen, wie z.B. dem MES und der technischen Gebäudeausrüstung und -automatisierung (TGA), zu verknüpfen. Um darüber hinaus z.B. eine automatische Bereitstellung von benötigten Materialien mit Hilfe von mobiler Robotik an Maschinen in der Produktionsumgebung realisieren zu können, muss eine Schnittstelle zwischen dem Process Orchestration Layer (POL) und dem ROL bestehen. Das ROL-Konzept ist als modulare Software-Architektur aufgebaut, die flexibel an individuelle Kundenbedürfnisse anpassbar ist. Diese Modularität erleichtert nicht nur die Konfiguration und Wartung der Plattform, sondern ermöglicht auch eine einfache Erweiterung und Weiterentwicklung.
Ein ROL umfasst zahlreiche Funktionen, die sich an spezifische Anwendungsfälle anpassen lassen. Dazu gehören z.B.:
- Auftragsmanagement: Hier werden Auftragsinformationen an mobile Roboter übermittelt und verwaltet. Missions- und Transportaufträge können auf Basis von Produktionsdaten erstellt und dynamisch an veränderte Bedingungen angepasst werden. Wiederkehrende Aufgaben, wie Reinigungs- oder Kontrollaufträge, lassen sich flexibel planen.
- Betriebsmittelmanagement: Überwachung und Verwaltung von mobilen Roboter-Typen und deren Zuständen, einschließlich Batterieladung, Wartung und technischer Funktionalität.
- Orchestration-Konfiguration: Dieser Baustein ermöglicht die Feinplanung und das Systemverhalten von mobiler Robotik. Dabei können Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Prozessen definiert und modulübergreifende Regelungen konfiguriert werden.
- Konfigurationsmanagement: Regelbasierte Verwaltung und Bereitstellung spezifischer Konfigurationen für die mobilen Roboterflotten, die an individuelle Prozessanforderungen angepasst werden können.
- Operationsmanagement: Setzt Orchestrierungskonfigurationen um, koordiniert und überwacht die mobilen Roboter bei der Durchführung von Missionen und Transportaufträgen. Darüber hinaus ist ein Live-Tracking der mobilen Flotte sowohl ein Bestandteil dieses Moduls als auch ein Dashboard für Managementzwecke.
- Analysemanagement: Auswertung von Leistungsdaten, Track&Trace und mehr.
- Energiemanagement: Analyse des Energieverbrauchs und Priorisierung von Ladeaufträgen, um eine maximale Betriebszeit sicherzustellen.
- Alarmmanagement: Definition von regelbasierten Nachrichten im Betriebsablauf an definierte Empfänger.
- Flottenmanager: Weist die Missionsaufträge des Auftragsmanagers unter Berücksichtigung der Konfigurationen den einzelnen mobilen Robotern zu.
Durch den modularen Aufbau und die Anwendung eines ROLs ergeben sich zentrale Vorteile, wie Kosteneinsparungen durch verbesserte Prozesse und weniger Leerfahrten. Als Daten- und Prozessplattform erleichtert der ROL den Überblick über die Systeme und Steuerung von Prozessen.
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