Flottenmanagement: Was wirklich passiert, wenn Sie Ihr Shopfloor Layout aktualisieren

Im Produktionsalltag ändern sich Anforderungen, Abläufe und Prioritäten auf dem Shopfloor laufend. Das verlangt von der Intralogistik ein hohes Maß an Flexibilität und Anpassungsfähigkeit. Produktionsleiter und Shopfloor-Manager wünschen sich daher, dass Layouts und Konfigurationen schnell und selbstständig angepasst werden sollten – und zwar ohne dabei auf externe Dienstleister angewiesen zu sein.

Auf den ersten Blick wirkt das Aktualisieren von Layouts in einer Flottenmanagement-Software kinderleicht: Ein bisschen Drag & Drop hier, ein paar Knoten und Kanten dort verschieben, Elemente visuell anpassen, auf "Speichern" klicken und schon sollte sich das System anpassen. Oder?

So einfach, wie es aussieht, ist es in den meisten Fällen leider nicht. So attraktiv wie manche Versprechung eines Softwareanbieters oder die Idealvorstellung ist, ist es wichtig einen genaueren Blick auf die Multidimensionalität des Managements von Layouts bzw. Maps zu werfen, insbesondere das Zusammenspiel zwischen Software und Hardware.

Hinter diesen scheinbar harmlosen Anpassungen verbirgt sich ein komplexes Geflecht aus miteinander vernetzten Ebenen und Abhängigkeiten.  

Layout-Updates für mobile Roboter erfordern eine orchestrierte Koordination über mehrere Ebenen hinweg.

Welche Rolle spielen Kartenänderungen im operativen Tagesgeschäft?

Layout-Modifikationen fallen meist in kritische Betriebsphasen:

• Inbetriebnahme und Ersteinrichtung: Projektteams feilen an Routen, optimieren Stationsplatzierungen und verfeinern Arbeitsabläufe, um die Leistung zu maximieren.

• Skalierung und Automatisierungsausbau: Neue Roboter oder zusätzliche Automatisierungstechnik machen oft eine komplette Neugestaltung oder mindestens Erweiterung bestehender Layouts erforderlich.

• Produktionsumstellung oder -konsolidierung: In großen Fertigungslinien ändern sich Produktionsschritte regelmäßig – die Intralogistik muss entsprechend mitziehen.

„Anpassungen während der Inbetriebnahme sind normal und notwendig für die Optimierung", erklärt Dr. Lennart Bochmann, CPO und Co Founder von SYNAOS. „Sobald sich das System eingespielt hat, werden Layout-Änderungen seltener. Bei der Skalierung von Automatisierungsinitiativen sind sie jedoch unverzichtbar."

Die drei Ebenen des Kartenmanagements

Um die Komplexität des Kartenmanagements zu verstehen, müssen wir die dahinterliegenden Systemebenen und ihre jeweiligen Aufgaben beleuchten.

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1. Lokalisierungsebene: Wo bin ich? (SLAM-basiertes Mapping)

Die meisten mobilen Roboter nutzen Simultaneous Localization and Mapping (SLAM), um in Echtzeit eine präzise Karte ihrer Umgebung zu erstellen. Das Besondere: Diese Kartenerstellung läuft vollautomatisch und wird ausschließlich von den Robotern selbst verwaltet.

„Erkennt ein Roboter Veränderungen in der Umgebung, kann er diese aktualisierte Lokalisierungskarte sofort mit der gesamten Flotte teilen", erläutert Dr. Bochmann. „Das Flottenmanagement-System greift in diesen Prozess in der Regel nicht direkt ein."

2. Navigationsebene: Wohin soll ich? (Knoten & Kanten)

Diese strukturierte Navigationskarte definiert konkrete Zielpunkte (Knoten) und die Verbindungsrouten dazwischen (Kanten). Im Gegensatz zur automatisch generierten Lokalisierungskarte wird diese Navigationskarte zentral vom Flottenmanagement-System verwaltet.

Besonders in heterogenen Flotten mit verschiedenen Robotertypen wird die Synchronisation zur Herausforderung. Während Standards wie VDA 5050 den Austausch von Lokalisierungskarten zwischen Robotern regeln, gibt es bislang keine einheitlichen Vorgaben für den Austausch strukturierter Navigationsdaten.

3. Integrationsebene: Was läuft um mich herum? (Meta-Modell)

Die dritte Ebene vervollständigt die Karte um alle relevanten Objekte, die für die intralogistischen Prozesse notwendig sind, wie beispielsweise Tore, Förderbänder, Aufzüge, Ampeln, Sperrzonen und andere Infrastrukturelemente. Dieses „Meta-Modell" wird vom Flottenmanager verwaltet und ist das Herzstück der gesamten Verkehrs- und Betriebssteuerung.

Erst durch diese vollständige Modellierung kann das Flottenmanagement-System effektiv arbeiten und Verkehrsmanagement sowie Ordermanagement zuverlässig steuern.

„Selbst vermeintlich harmlose Änderungen – wie das Umbenennen einer Station – könnten theoretisch zu erheblichen Betriebsstörungen führen. Genau deshalb setzen wir bei SYNAOS auf umfassende Shopfloor Models und Simulationen, um solche Fehler bereits im Vorfeld zu vermeiden und einen reibungslosen Betrieb sicherzustellen“, erläutert Bochmann.

Warum jede Ebene zählt

Jede der drei Ebenen erfüllt eine spezifische Funktion für einen reibungslosen Flottenbetrieb:

1. Lokalisierungsebene: Ermöglicht autonome Orientierung der Roboter in ihrer unmittelbaren Umgebung.

2. Navigationsebene: Gewährleistet koordinierte und sichere Bewegungen entlang definierter Knoten und Kanten. Diese geben generelle Wege vor, die Roboter nutzen können – sie legen jedoch nicht zwingend exakte Trajektorien fest, wodurch Roboter ihre Navigationsfähigkeiten flexibel einsetzen können.

3. Integrationsebene: Vervollständigt das Kartenmodell um sämtliche für intralogistische Prozesse relevanten Objekte Durch diese vollständige Modellierung kann das Flottenmanagement-System Verkehrsmanagement und Auftragssteuerung effektiv durchführen.

Geraten diese Ebenen aus dem Gleichgewicht oder verlieren die Synchronisation, sind Betriebsstörungen vorprogrammiert:

• Aufträge landen bei falschen Zielen oder verschwinden ganz

• Roboter kollidieren oder blockieren sich gegenseitig

• Das gesamte System verlangsamt sich oder läuft in Deadlocks

Moderne Flottenmanagement-Software bietet meist benutzerfreundliche visuelle Editoren für Layout-Anpassungen.

Diese Tools sind zweifellos hilfreich, reichen aber allein nicht aus.  

Realitätscheck: Was passiert bei einem Karten-Update wirklich?

Ein Karten-Update ist weit mehr als nur eine Änderung in der Benutzeroberfläche. Dahinter steckt ein komplexer, technischer Abstimmungsprozess über mehrere Ebenen hinweg:

• Zentrale Flottenmanagement-Software: Jede Änderung an Navigationsdaten (Knoten und Kanten) muss in der zentralen Software getestet und validiert werden, bevor sie live geschaltet wird. Diese Ebene steuert das Routing und die gesamte Logik der Materialflüsse.

• Hardware-Updates auf Roboterebene: Die neuen Karteninformationen müssen mit der eingebetteten Software und den Steuerungssystemen der Roboter abgestimmt werden. Nur wenn diese exakt auf die aktualisierten Koordinaten reagieren, bleibt der Betrieb reibungslos.

• Sicherheits- und regulatorische Anforderungen: Jede Änderung am Layout muss den geltenden Sicherheitsvorschriften entsprechen. Dazu gehören Prüfprozesse zur Kollisionsvermeidung, die Einhaltung von Fluchtwegen oder Regelungen zu Geschwindigkeiten und Fahrzonen.

• Komplexität bei gemischten Flotten: In Umgebungen mit Robotern verschiedener Hersteller ist zusätzlich eine präzise Abstimmung erforderlich. Jeder Anbieter nutzt eigene Formate oder Updateprozesse – das macht zentrale Änderungen besonders anspruchsvoll.

All diese Schritte sind notwendig, um eine sichere, konsistente und ausfallsichere Flottensteuerung zu gewährleisten.

Pragmatisch statt kompliziert: Kartenänderungen in der SYNAOS Intralogistics Platform

SYNAOS’ Ansatz ist es, technische Tiefe mit praxisnaher Anwendbarkeit zu kombinieren, so dass Kartenanpassungen so zuverlässig und effizient wie möglich gestaltet werden, ohne dabei auf Sicherheit oder Flexibilität zu verzichten.

• Roboterspezifische Navigationsgraphen: Jeder Robotertyp erhält maßgeschneiderte Routen, die exakt auf seine Fähigkeiten zugeschnitten sind.

• Hybrides Kartenmodell: Die intelligente Verbindung von koordinatenbasierten (SLAM) und strukturierten Navigationsmethoden.

• Zentrales Verkehrsmanagement: Harmonisierte Bewegungssteuerung auch in gemischten Roboterflotten mit unterschiedlichen Herstellern.

• Umfassende Simulation: Jede Layout-Änderung wird ausführlich getestet und validiert, bevor sie im Live-Betrieb zum Einsatz kommt.

„Wir weisen Aufträge dynamisch basierend auf den individuellen Roboterfähigkeiten zu", erklärt Bochmann. „Statt künstliche Beschränkungen zu schaffen, nutzen wir das volle Potenzial jedes Systems für maximale betriebliche Flexibilität."

Starke Partnerschaften vereinfachen Kartenanpassungen: ScaliRo x SYNAOS

Für die nutzerfreundliche Bearbeitung von Layouts innerhalb der SYNAOS Intralogistics Platform kommt eine integrierte Lösung von ScaliRo zum Einsatz, einem Partner mit Fokus auf visuelle Karteneditoren. Die Funktionalität ist direkt in die Plattform eingebettet und ermöglicht es Anwendern, Karten zu importieren, visuell zu bearbeiten und nahtlos zurück in die SYNAOS Intralogistics Platform zu überführen.

„Unser Ziel ist es, erfahrenen Anwender:innen mehr Autonomie zu ermöglichen – ohne dabei die Orchestrierungslogik zu kompromittieren.“

Anwender können problemlos Knoten, Pfade und Stationen hinzufügen, verschieben oder entfernen, exakte Koordinaten festlegen und flottenspezifische Parameter integrieren. Die bearbeiteten Karten werden nahtlos zur SYNAOS Intralogistics Platform übertragen.

Standards als Brücke zwischen Alt und Neu

Viele Unternehmen stehen vor der Herausforderung, in bestehenden Anlagen (Brownfield) neue automatisierte Systeme mit vorhandener Technik zu kombinieren. Hier bieten etablierte Standards entscheidende Vorteile:

• VDA 5050: Der deutsche Standard für die Kommunikation zwischen verschiedenen Roboterflotten – entwickelt von der deutschen Automobilindustrie für weltweite Anwendung.

• Layout Interchange Format (LIF): Sorgt für einheitliche Formatierung und Austauschbarkeit von Layout-Daten zwischen verschiedenen Systemen.

„Standards schaffen die Basis für Interoperabilität verschiedener Systeme", betont Bochmann. „Trotzdem bleiben sorgfältiges Management und gründliche Validierung unverzichtbar. Standards allein lösen nicht alle Probleme."

Checkliste für Intralogistik-Profis

Für erfolgreiche Layout-Updates sollten Sie folgende Punkte beachten:

‍Vor jeder Änderung klären: Welche Navigationsverfahren nutzt Ihre Flotte?

Systemübergreifend koordinieren: Änderungen müssen auf allen drei Ebenen abgestimmt werden – kein System darf vergessen werden.

Auswirkungen vorab bewerten: Welche Konsequenzen hat die geplante Änderung für den laufenden Betrieb?

Intensiv simulieren: Testen Sie alle Änderungen ausführlich, bevor sie produktiv gehen.

Standards nutzen: Setzen Sie auf bewährte Industriestandards wie die VDA 5050 und LIF Kartenformate für maximale Kompatibilität und Zukunftssicherheit.

Sie möchten wissen, was das konkret für Ihre Anlage bedeutet? Gern sprechen wir mit Ihnen über Ihr Projekt und Anforderungen, ob Brownfield, gemischte Flotte oder dynamische Produktionsumgebung. Unsere Expert:innen unterstützen Sie mit einer fundierten Bestandsaufnahme, simulieren mögliche Layout-Änderungen und besprechen mit Ihnen Ihre Automatisierungsroadmap!

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