IoT & Robotics: Parkhauswächter in gelber Uniform
Das Spielfeld des „Internet of Things“ ist so weitläufig wie die unterschiedlichen Industriebranchen selbst: Kommunizierende Fertigungsstraßen, Werkzeuge, die sich selbständig melden, wenn eine Wartung fällig ist, aber auch ressourcensparende Lichtanlagen – alles das kann IoT sein und noch so viel mehr, das noch gar nicht implementiert oder gar ausprobiert wurde.
André Beyer ist Manager im Bereich IT-Portfolio für Geschäftskunden bei der Telekom. Mit uns hat er über das Thema gesprochen, das Fans des Internet der Dinge zurzeit am meisten fasziniert: Robotics und deren vielfältiges Einsatzpotenzial.
Telekom Business: Herr Beyer, wie hängen Robotics mit dem Internet of Things zusammen?
André Beyer: Beim Thema Robotics muss man zunächst unterscheiden, welche Arten von Robotern es gibt. Klassischerweise kennt man Roboter aus Fabriken – beispielsweise in Form von mechanischen Armen. Was sich dann in den letzten paaren Jahren durchgesetzt hat, sind Automated Guided Vehicles (AGVs), die auf Basis einer vorgegebenen Streckenführung Pakete, Produktionsmaterialien oder Ähnliches von A nach B transportieren. Deren Besonderheit ist, dass sie alternativ ans Ziel kommen, wenn sich ihnen etwas in den Weg stellt.
Was ganz aktuell immer stärker wächst – und möglich machen das erst die großen Fortschritte bei den Cloud-Diensten – sind autonome, mobile Roboter. Der bekannteste ist sicherlich „SPOT” von Boston Dynamics. Er bewegt sich komplett eigenständig, indem er sich mithilfe von Kartenmaterial, eingebauten Kameras oder über GPS orientiert. Ich kann ihn quasi als maschinellen Mitarbeiter nutzen und ihm eine Mission geben: Mach doch mal eine Inspektion in meiner Fabrikationshalle! Dann läuft er selbstständig los, erfüllt seinen Auftrag und kommt auch damit klar, wenn er auf Hindernisse trifft.
SPOT - der hunde-artige Roboter von Boston Dynamics - ist ein besonders plakatives Beispiel für IoT-Geräte und ihre vielseitige Verwendung in der Industrie (Foto: Boston Dynamics)
Was heißt das konkret?
Wenn eine Person vor ihm steht, läuft SPOT um diese herum. Wenn ihm eine Palette den Weg versperrt, sucht er sich eine andere Route. Sogar Treppen steigen und Türen öffnen kann er.
Welche Use Cases gibt es für SPOT?
Diese Art von Robotern wird primär auf Firmengeländen genutzt, zum Beispiel für die Inspektion. Das ist besonders von Vorteil bei abgelegenen oder gefährlichen Gebieten – man denke etwa an ein Umspannwerk. Man müsste den Strom im Bereich der Umspannung bei einer Inspektion abschalten, um menschliche Arbeitende keiner Gefahr auszusetzen. Der Roboter darf dagegen einfach reinspazieren – man spart sich also eine Betriebsunterbrechung. Die Aufgaben können je nach Ausstattung sehr vielfältig sein. So kann SPOT unter anderem Fotos und Videos aufnehmen, Daten via Wärmebildkamera liefern, mit verschiedenen Sensoren Gas- oder CO2-Lecks erkennen oder millimetergenau Räume vermessen. Ein weiterer Bereich, in dem SPOT gern eingesetzt wird, ist die Überwachung von Betriebsgeländen und Baustellen. Das erledigt das Gerät zuverlässiger als jeder Mensch.
So sind Inspektions- beziehungsweise Security-Tätigkeiten von einer hohen Mitarbeitenden-Fluktuation betroffen und es müssen alle paar Wochen neue Personen angelernt werden. Damit ich also zuverlässig Kontrollgänge um drei Uhr nachts auf meinem Betriebsgelände durchführen lassen kann, engagiere ich einen Roboter. Der arbeitet stets in gleicher Qualität – und ihn stört diese „unmenschliche“ Zeit nicht.
Welche Unternehmen nutzen SPOT bereits?
Die ECE Group, beispielsweise. Sie managt unter anderem 120 Parkhausobjekte und -anlagen in ganz Europa. Das ist natürlich wahnsinnig viel Fläche, die regelmäßig inspiziert werden muss, um in Sachen Instandhaltung immer up to date zu sein. ECE nutzt SPOT dazu, um schnell festzustellen, ob es Schäden in den Parkhäusern gibt – ist der Asphalt rissig, tritt irgendwo Wasser aus und so weiter. In Zukunft wird SPOT auch in der Lage sein, die Art des Schadens und die Kosten für die Reparatur abzuschätzen. Auch der Automobilzulieferer Phoenix Contact setzt die Geräte im Bereich des Gebäudemangements ein. Hier erhebt SPOT Daten, indem er die analogen Anzeigen technischer Apparaturen abliest. Feuerlöscher zum Beispiel haben nur eine begrenzte Lebensdauer, die müssen regelmäßig ausgetauscht werden. SPOT scannt und vermerkt das Verfallsdatum, sodass punktgenau Ersatz bereitgestellt werden kann.
Intelligente Industrieroboter im Shopping-Center-Betrieb
Mit Hilfe von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen sind Roboter wie SPOT in der Lage, selbstständig Routinetätigkeiten durchzuführen. Zudem können sie audiovisuelle Informationen sammeln, um Schäden zu identifizieren und zu kategorisieren. Der Telekom CSP2 Partner Reply ist gemeinsam mit dem europäischen Marktführer im Shopping-Center-Bereich ECE der Frage nachgegangen, wie der Einsatz von Robotern im gewerblichen Immobilienbetrieb konkret aussehen kann. Dabei kamen Sie auf mindestens drei Anwendungsszenarien:
1. „Sicherheit im Shoppingcenter“: Ein SPOT-Roboter könnte die beauftragten Dienstleister sowie das Centerpersonal bei den Bewachungs- und Inspektionsroutinen unterstützen und sie in weniger frequentierten Bereichen sowie außerhalb der Öffnungszeiten selbstständig übernehmen. Zudem kann SPOT im Hinblick auf die sicherheitsrelevante Ausstattung eine sinnvolle Ergänzung sein, um die Wartungs- und Prüffristen beispielsweise an Feuerlöschern abzugleichen.
2. „Aktuelles BIM-Modell für Shoppingcenter“: Aktualisierungen umfassender Bestandsdaten von Gebäuden erfolgen in der Regel nur sehr unregelmäßig und sind aufgrund ihres Umfangs, ihrer Halbwertszeit und der Komplexität kosten- und zeitintensiv. Ein SPOT-Roboter kann basierend auf LIDAR-Aufnahmen regelmäßig Daten zur Erstellung sogenannter BIM-Modelle liefern (Building Information Modeling), die relevanten Daten aufnehmen und aktualisieren und somit die Grundlage für den digitalen Zwilling legen.
3. „Schadensdetektion auf Parkflächen“: Parkhäuser und -decks aus Stahl- oder Spannbeton zeigen nach längerer Nutzung verschiedenartige, für diese Bauwerke spezifische Schadensprozesse, die durch physikalische, chemische, biologische und mechanische Einwirkungen hervorgerufen werden können. Ein SPOT-Roboter kann durch die installierte Technik Bauwerke prüfen, Schadensanalysen vornehmen und anschließend 100% digital dokumentieren.
Für die Umsetzung eines Proof of Concept (PoC) entschieden Sie sich für den letztgenannten Anwendungsfall unter Verwendung eines SPOT-Roboters und Microsoft Azure. Diesen haben sie in einem umfangreichen Whitepaper aufgearbeitet und zum kostenfreien Download bereitgestellt.
Welche Kosten kommen auf Unternehmen zu, die SPOT in ihren Betriebsalltag integrieren möchten?
Das hängt immer vom Anwendungsfall ab. Aktuell kostet ein SPOT zwischen 70.000 und 100.000 Euro. Bei dem Preis schlucken zwar erst einmal viele, allerdings muss man sehen, dass so ein Gerät mindestens einen, vielleicht sogar zwei Angestellte ersetzen kann, die dann andere, höherwertige Tätigkeiten im Unternehmen wahrnehmen können. Und: Es besteht zwar ein riesiges Interesse, aber die Anzahl der Projekte ist noch überschaubar. Die Geräte sind schon jetzt zuverlässig, noch trauen sich aber nicht viele Unternehmen wirklich an den dauerhaften Einsatz ran. Wenn sich das künftig ändert und SPOT und Co. mehr Abnehmer finden, wirkt sich das auch auf die Preise aus. Wir erwarten, dass Geräte auf dem Niveau von SPOT in zwei bis drei Jahren zu 20.000 Euro pro Stück zu haben sein werden. Der Return on Invest kann dann in Monaten und nicht in Jahren berechnet werden.
Mit diesen scharfen „Augen“ kann SPOT der IoT-Roboter nicht nur Verfallsdaten checken, sondern auch z. B. Temperatur, Feuchtigkeit oder Eindringlinge (Foto: Boston Dynamics)
Welche technischen Rahmenbedingungen sind die Voraussetzung, wenn ich SPOT einsetzen möchte?
Zuerst müssen ein oder mehrere Anwendungsfälle gefunden werden. Darauf basierend entscheidet sich, welche Art von Roboter eingesetzt werden soll – fahrend oder schreitend. Darüber hinaus wird der Payload bestimmt. Also: Was soll der Roboter wohin transportieren (Kamera, Sensorik, Lidar und so weiter), um dort Daten aufzunehmen und für eine Verarbeitung in die Cloud zu senden. Die Daten stellt man unter anderem auf KPI-Dashboards dar, archiviert diese für ein Dokumentationsszenario oder baut einen digitalen Zwilling des eigenen Gebäudes mit der Anzeige von Schadstellen oder Veränderung gegenüber der letzten Messung.
In einigen Anwendungsfällen kommt SPOT ohne kontinuierliche Internetverbindung aus. Gerade im Bereich Überwachung geht es aber eigentlich nicht ohne – wenn in meiner Fabrik ein Feuer ausgebrochen ist, will ich das schließlich sofort wissen und nicht erst nach zwei Stunden, wenn der Roboter zu seiner Basisstation zurückkehrt. Die Grundlage ist also ein stabiles, sicheres Netz mit niedrigen Latenzen. Die Telekom bietet dafür die 5G Campus-Netze – maßgefertigte Mobilfunknetze für Betriebsgelände auf Basis der Funkstandards 4G/LTE oder 5G. Damit kann SPOT optimal performen.
Wer IoT-Geräte wie SPOT in seinen Betriebsalltag integrieren will, kommt auch an der Cloud nicht vorbei. Im Rahmen von Cloud-Diensten bietet die Telekom verschiedene Betreuungsangebote, zum Beispiel rund um die Azure-Cloud. Vor allem deren Absicherung spielt im Rahmen unserer Betreuung eine große Rolle. Kunden können gerne ihren persönlichen Betreuer ansprechen, um in einem Expertengespräch mehr zu erfahren.
Tipp: Das IoT Validation Lab von Reply
Im IoT Validation Lab unterstützt das Reply-Tochterunternehmen Concept Reply Unternehmen bei der Sensorisierung und Digitalisierung im Feld, bei Konnektivitätsproblemen, IoT-Audio-Anwendungen und bei der Vorzertifizierung von Produkten vor ihrer Markteinführung. Darüber hinaus kann Concept Reply die gesamte IoT-Lösung unter den Gesichtspunkten der ökologischen Nachhaltigkeit und der Energieeffizienz bewerten und den Materialverschleiß über den Zeitverlauf sowie die tatsächliche Lebensdauer der Feldkomponenten prognostizieren.
Weitere IoT-Anwendungsfälle ausgewählter Telekom CSP2 Partner finden Sie in der aktuellen Ausgabe des Telekom CSP2 ZUKUNFT2 Magazins auf den Seiten 20-21.
