Beim Innovationswettbewerb ‚Advanced Industrial Robotic Applications Challenge‘ (kurz: AIRA Challenge) haben die beteiligten Teams demonstriert, welche Möglichkeiten mobile autonome Inspektionsroboter der chemischen Industrie eröffnen. Nun stellt sich die Frage, wie das gefundene Potenzial in eine operative Anwendung zu bringen ist. Die Roboterhersteller und deren Integratoren haben wahrgenommen, dass Anforderungen an Modularität, Ex-Schutz und Maschinensicherheit keine ‚Nice to have‘-Features, sondern grundlegend für einen Einsatz sind.

Eine umfassende normative Lage oder spezifische Richtlinien, aus denen sich Anforderungen ableiten lassen, sind derzeit noch nicht verfügbar. Auch sind die tatsächlichen Anforderungen in einzelnen Anlagen sehr unterschiedlich in Bezug auf die reale Anwendung des Roboters: So macht es beispielsweise einen erheblichen Unterschied, ob der Roboter in einem abgetrennten Arbeitsbereich für sich allein oder in Koexistenz zu Mitarbeitern operiert. Ergeben sich ergänzend besondere, arbeitsbereichs- und anlagenspezifische Anforderungen, ist der Komplexitätsgrad um ein Vielfaches höher.

Das Positionspapier der NAMUR

Um Herstellern und Integratoren einen groben Überblick über grundlegende Anforderungen zu geben, wurde innerhalb der NAMUR ein fachspezifisches Positionspapier erarbeitet und veröffentlicht. Es beschreibt die Herausforderungen und Anforderungen, die bei der Integration von autonomen Inspektionsrobotern zu beachten sind – Sicherheitsstandards, Robustheit gegen Umwelteinflüsse, Modularität für den einfachen Austausch von Sensoren, intuitive Steuerung, Datensicherheit und Datenschutz, zuverlässige Konnektivität sowie Cybersecurity. Ebenfalls behandelt werden die Lebensdauer der Roboter und deren Reparaturmöglichkeiten. Dabei sind der rechtliche Rahmen und die Einhaltung der geltenden Vorschriften entscheidend.

Tunnelbrücke nach Martin Schwibach, NAMUR: Gemeinsames Vorgehen und Nutzen von Synergieeffekten über Unternehmensgrenzen hinweg zur schnellen Produktivitätsphase.

© NAMUR

Als obligatorische Voraussetzung für eine produktive Anwendung zählt in jedem Fall die EG/EU-Konformität. Roboter fallen in den Geltungsbereich der Maschinenrichtlinie (MRL). Ein betriebsfähiges System setzt eine vollständige Maschine voraus. Erst nach der Integration des Roboters in eine vollständige Roboteranwendung – das heißt Ausstattung mit Schutzmaßnahmen, Sensoren beziehungsweise Manipulatoren (Hardware) und Software für eine Inspektionsaufgabe – ist das System betriebsfähig und wird zu einer vollständigen Maschine, für die die Konformität nach Maschinenrichtlinie erklärt werden muss. Idealerweise werden Roboter als unvollständige Maschinen ausgeliefert, zusammen mit einer Einbauerklärung, in der der Weg hin zu einer EG-konformen Anwendung beschrieben ist. Der Integrationsprozess beginnt mit einer Risikoanalyse nach DIN EN ISO 12100 aus Herstellersicht. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass eine Schutzmaßnahme verhältnismäßig und zugleich effektiv sein muss. Grundsätzlich gilt, dass keine kritischeren Situationen durch Maßnahmen entstehen dürfen, wobei technische Maßnahmen zwingend vorrangig zu organisatorischen Maßnahmen anzuwenden sind.

Die Ausstattung der Schutzeinrichtungen kann anwendungsspezifisch sehr unterschiedlich ausfallen. Jedoch muss die Grundanforderung aus der MRL nach einem Not-Halt erfüllt sein. Abhängig von der Wahl des Robotersystems kann dies bei Laufrobotern zum Beispiel zur Fragestellung führen, was passiert, wenn der Not-Halt auf einer Treppe betätigt würde und durch einen Absturz des Roboters eine noch gefährlichere Situation entstünde.

Dieses Beispiel zeigt die Komplexität einer Integration dieser Technologie. Offene und standardisierte Schnittstellen der Roboter sind notwendig für die Implementierung der Schutzmaßnahmen, um eine vollständige Roboteranwendung zu erreichen.
Da diese Problematik unternehmensübergreifend ist, finden innerhalb der NAMUR Aktivitäten statt, die sich mit der Formulierung von Vorschlägen zu den oben genannten Themen beschäftigen. So können Synergieeffekte durch eine Bündelung der Anforderungen und Kompetenzen im Sinne aller Unternehmen genutzt werden. Vertreten sind Firmen der Anwenderseite sowie Integratoren und Hersteller von Robotern und Sicherheitstechnik.

Arbeitskreis Robotics

Innerhalb der NAMUR haben sich Mitglieder zum Arbeitskreis AK4.23
‚Robotics‘ zusammengefunden. Dieser Arbeitskreis hat sich zum Ziel gesetzt, im Rahmen eines Erfahrungsaustauschs Konzeptentwicklungen und Formulierungen von Anforderungen an die Inspektionsrobotik zu behandeln sowie sich an Normungsfragen zu beteiligen. Themen sind unter anderem die Inspektionsrobotik, also beispielsweise Laufroboter, Fahrroboter und Drohnen. Thematisiert werden:

• Implementierungskonzepte zum sicheren Betrieb innovativer Robotertechnologien
• Allgemeine Anforderungsbeschreibung an ein mobiles Robotersystem
• Anforderungen an eine sichere Roboteranwendung
• Kriterien für den Einsatz in Ex-Zonen
• Betrachtungen bezüglich IT/OT Security und Datenschutz
• Konsolidierung der Anforderungen
• Beobachtung von Entwicklungen am Markt

Eine erfolgreiche Integration hängt zudem stark von der Vorgehensweise des jeweiligen Unternehmens ab. Die Akzeptanz und Bereitschaft, sich mit der Roboter-Technologie auseinanderzusetzen, sind die Grundvoraussetzung für den Erfolg einer Roboterintegration. Im Sinne des Erwartungsmanagements empfiehlt es sich, zu Beginn alle Personen, die den Verlauf des Erfolgs maßgeblich prägen, mit einzubeziehen sowie Meinungen zu berücksichtigen und zu diskutieren.