VDA 5050, MassRobotics, Open-RMF: Was ist was und was ist wo?

Eines gleich vorweg: Die derzeit existierenden Standards für mobile Roboter, die in der interaktiven Grafik dargestellt sind, stehen technisch nicht wirklich in Konkurrenz zueinander.  

Während die VDA 5050-Schnittstelle ein Standard zur Steuerung unterschiedlicher mobiler Roboter durch einen zentralen Flottenmanager ist, hat der MassRobotics Interoperability Standard (MRIS) einen ganz anderen Zweck: Die Überwachung verschiedener mobiler Roboter und etwaiger weiterer Flottenmanager.  

Weiterer Unterschied: Mit beiden Standards lässt sich zwar der Zustand der einzelnen mobilen Roboter an das Produktionsumfeld kommunizieren. Doch die VDA 5050 ist in einem höheren Maße auf jene Zustandskommunikation angewiesen, da ihre Kernaufgabe die Steuerung mobiler Roboter ist – während der MRIS das Produktionsumfeld lediglich darüber informiert.

Doch auch die Kommunikationsteilnehmer und wann wer wem etwas mitteilt, sind jeweils anders definiert: Beim VDA 5050-Standard vergibt der zentrale Flottenmanager Transportaufträge an Transportroboter, die dann jeweils ihre Stati zurück an den Flottenmanager übermitteln.  

Beim MRIS können zusätzlich externe Systeme ins Spiel gebracht werden: Ein mobiler Roboter oder ein Flottenmanager kommuniziert seinen Status an andere Roboter, Flottenmanager oder ERP-/WMS-Systeme in derselben Umgebung. Es sind hier keine festen Kommunikationspartner definiert.

Auf der Karte sind die aktuell existierenden Mobile Robot-Standards dargestellt.

Zur Sache: Die einzelnen Standards im Überblick

Mass AMR-Interoperability Standard (Mass Robotics)​

Herkunft: Boston, Massachusetts, USA​

Verantwortlich: MassRobotics Autonomous Mobile Robots Interoperability Working Group; gemeinnützige Initiative bestehend aus AMR-Anbietern und Robotik-Startups, Ingenieuren, Komponentenlieferanten, Entwicklern, Investoren, Akademikern und Endbenutzerunternehmen von AMRs​

Launch: 2020; Version 1.0 wurde am 18. Mai 2021 veröffentlicht​

Kompatible Roboter: Spurgeführte und vollautonome Transportroboter

Bekannte Anwendungsbeispiele: n/a​

Transporttechnologie & Serialisierungsformat: Websockets; JSON

Inhaltlicher Fokus/Ziele: ​

• Nutzung und Akzeptanz autonomer mobiler Roboter industrieweit zu verbessern​
• Soll Unternehmen beim effektiven Einsatz von AMRs unterschiedlicher Anbieter unterstützen, mobile Robotik und die damit verbundenen Technologien als Branche erfolgreich zu machen​
• Standard soll Automatisierungsbemühungen in Lagern und Fabriken vorantreiben bzw. realisieren​

Wissenswertes: ​

• USA-zentriert​
• Der erste Teil des Begriffs ist dem US-Bundesstaat Massachusetts entlehnt, in dem die Initiative beheimatet ist​
• Der Standard ermöglicht es AMRs, ihre Position, Geschwindigkeit, Richtung, Zustand, Verfügbarkeit und weitere Leistungsmerkmale anderen ähnlichen Fahrzeugen zu kommunizieren​

VDA 5050 (VDA & VDMA)​​

Herkunft: Deutschland​

Verantwortlich: Verband der Automobilindustrie (VDA) & Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA)​

Launch: 2019; Version 1.0 August 2019, Version 1.1 Juni 2020, Version 2.0 Januar 2022​

Kompatible Roboter: Spurgeführte und vollautonome Transportroboter

Bekannte Anwendungsbeispiele: Volkswagen Nutzfahrzeuge, Hannover​

Transporttechnologie & Serialisierungsformat: MQTT; JSON

Inhaltlicher Fokus/Ziele: ​

• Als universell anwendbare Schnittstelle für die Kommunikation zwischen Leitständen und Fahrerlosen Transportsystemen entwickelt​
• Betrieb von herstellerunabhängigen, heterogenen Flotten ermöglichen

Wissenswertes: ​

• Leitsystemanbieter wie SYNAOS, die sich ausschließlich auf die Entwicklung eines Leitsystems konzentrieren, sind an der Weiterentwicklung der VDA 5050 aktiv beteiligt; auf freiwilliger Basis und nach dem Open-Source Prinzip​

• Obgleich im Automotivekontext entwickelt, ist VDA 5050 prinzipiell kein exklusiver Standard für den Automotive-Bereich und auch in allen anderen Industriebereichen einsetzbar​
• Mit dem VDA 5050-Adapter "libVDA5050++" können AGVs VDA 5050-ready gemacht werden, ohne dass ihre Hersteller das komplette technische VDA 5050-Onboarding durchlaufen müssen

Open-RMF (Open Source Robotics Foundation)​

Herkunft: San Jose, California, USA​

Verantwortlich: Open Robotics/Open Source Robotic Foundation

Launch: 2012

Kompatible Roboter: Serviceroboter

Bekannte Anwendungsbeispiele: Changi General Hospital (Singapur)​

Transporttechnologie & Serialisierungsformat: nicht bekannt

Inhaltlicher Fokus & Ziele: ​

• Als kostenloses, quelloffenes, modulares Softwaresystem den Austausch und die Interoperabilität von Robotersystemen ermöglichen​
• Mehrere Flotten von Innen- und Außenrobotern mit typischen Anwendungsfällen der Robotik koordinieren und sie mit Aufzügen, Türen und anderen Gebäudemanagementsystemen integrieren

Wissenswertes: ​

• Open-RMF wurde ursprünglich für Roboter in der Gesundheitsbranche entwickelt, ist jedoch ebenso relevant und nützlich für Büros, Flughäfen, Sportstätten, Einkaufszentren, Fabriken, Distributionszentren und mehr​
• Kein reiner Intralogistikfokus, sondern vor allem dienstleistungszentriert​
• Bisher keine weitere Verbreitung über Singapur hinaus​
• Open-RMF ist eine Erweiterung des Robot Operating System (ROS), das den Data Distribution Service (DDS) als Kommunikationsmiddleware verwendet, um Nachrichten zwischen den Diensten zu senden. DDS wurde entwickelt, um die Kommunikation zwischen vernetzten Systemen auf Kriegsschiffen aufrechtzuerhalten – selbst dann, wenn Teile des Netzwerks buchstäblich in Brand stehen

Asien: China​

Ob derzeit eine einheitliche chinesische Kommunikationsschnittstelle für mobile Roboter existiert, ist schwer zu sagen. Offizielle Ankündigungen oder veröffentlichte Initiativen existieren jedenfalls nicht. Aus Expertenkreisen heißt es, dass chinesische, japanische und südkoreanische Unternehmen allgemeine Anfragen zur VDA 5050-Thematik stellen. Solche Dialoge und der hohe Praxisnutzen einer solchen Schnittstelle sprechen dafür, dass auch in Asien eine Entwicklung angestoßen sein dürfte.

„Falls jemals ein Standard kommt, dann ein Innerchinesischer für die inländische Branche. In absehbarer Zukunft werden sich chinesische Unternehmen keinem globalen Standard wie der VDA 5050 anschließen“, meint Automotive-Veteran Lars Bäumann, der in den letzten Jahren als Chairperson Chapter Shanghai der Bundesvereinigung Logistik (BVL) den chinesischen Markt beobachtete.

„Die chinesische Politik und die Wirtschaft denken sehr langfristig und planen in Zyklen von bis zu 20 Jahren“, fügt Dr. Susanne Lehmann hinzu. Als Executive Director Logistics verantwortete sie über zwei Jahre Volkswagens Logistikstrategie in China sowie die Material- und Fahrzeuglogistik in zehn chinesischen Fabriken. Eine landesweite, standardisierte Kommunikationsschnittstelle war und sei bislang nicht vorgesehen gewesen. „Jedoch haben wir damals mit der Jiaotong University zusammen ein Steuerungssystem aufgebaut, um wenigstens VW-intern einen Standard zu schaffen. Hierbei haben wir uns mit den Experten von SYNAOS eng abgestimmt.“

Chinesische Unternehmen gingen zudem äußerst pragmatisch bei Entscheidungen vor, was beispielsweise Automatisierungsvorhaben betrifft. „Nur dann, wenn sie in China von einer globalen Kommunikationsinitiative für mobile Roboter in besonderer Weise profitieren würden, zögen sie die Implementierung eines Mobile Robot-Standards in Betracht“, so die VW-Managerin weiter. Anders als europäische Unternehmen hätten chinesische Unternehmen keine weltumspannende Produktion, müssten also nicht interkontinental skalieren. Dies mache die Notwendigkeit der Adaption eines Standards wie VDA 5050 noch weniger attraktiv.​

Asien: Japan​

In Japan existieren vereinzelt Initiativen, die sich für einen gemeinsamen Standard einsetzen. "Doch dies scheint von einem der lokalen Mobile Robot-Lieferanten vorangetrieben zu werden, anstatt eine allgemeine Branchenangelegenheit zu sein", sagt Tom Andersson, Mitgründer und Principal Analyst bei STIQ Styleintelligence in London.

Gleichzeitig tobt der Fachkräftemangel auch im Land der aufgehenden Sonne. Dies treibt den Bedarf an mobiler Robotik voran. Im aktuellen STIQ Report konstatiert ein Vertreter des japanischen AGV-Herstellers LexxPluss: „Im Vergleich zu den USA ist der japanische Markt in Bezug auf die Nachfrage nach AGVs und AMRs relativ langsam. Aber ich denke, dass sich dies ändert, aufgrund des zunehmenden Arbeitskräftemangels, der jedes Jahr schlimmer wird.“

Im Hinblick auf mit der VDA 5050 konkurrierende Standards verrät LexxPluss im STIQ Report: „Wir arbeiten mit einigen Kunden aus der Automobilbranche zusammen, um neue Standards zu entwickeln. Denn keines der Unternehmen hat bisher Standards für AMRs festgelegt. Daher wissen sie nicht, welcher AMR gut genug ist, um als Teil ihres Produktionsprozesses zu fungieren.“

BVL-Repräsentant Lars Bäumann ordnet japanische Automatisierungsstrategien indes ein: „Anders als hierzulande führen japanische Unternehmen Automatisierungen erst dann ein, wenn andere Möglichkeiten wie humane Ressourcen ausgeschöpft sind. Sie verfolgen viel feinere Strategien. Das Risikomanagement spielt stets eine herausragende Rolle.“ Und fügt hinzu: „Wenn sie sehen, dass Prozesse mit Menschen besser funktionieren, dann werden sie Menschen auch weiterhin dafür einsetzen. Genau das gilt auch für Technologien. Oberste Priorität haben Wiederholgenauigkeit und Konformität bei der Produktion.“

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