Der rasant wachsende Markt für mobile Roboter hat laut dem britischen Marktforschungsinstitut Interact Analysis im Jahr 2022 um 53 % zugelegt. Bis Ende 2027 sollen weltweit rund vier Millionen mobile Roboter im Einsatz sein. Immer größere, standortübergreifende Roboterflotten stellen allerdings für OEMs und Anwender eine echte Herausforderung hinsichtlich Service, Wartung und Sicherheit dar. Tritt zum Beispiel bei einem fahrerlosen Transportsystem (FTS) oder einem autonomen mobilen Roboter (AMR) ein Fehler im Energiesystem auf, kann dieser nicht online lokalisiert werden. Der Grund ist, dass herkömmliche Ladelösungen mit Schleif- oder Steckverbindungen keine Daten über die Energieversorgung erfassen. Das heißt, ein Servicetechniker muss den Fehler vor Ort lokalisieren und beheben. Inklusive Reisezeit bedeutet dies, dass ein mobiler Roboter durchaus mehrere Tage ausfallen kann. Bei Hunderten oder gar Tausenden von FTS, die Unternehmen zukünftig überwachen müssen, führt dies zu hohen Servicekosten und teuren Produktionsausfällen, die sich potenzieren.

Verkürzte Batterie-Lebensdauer

Welche Folgen fehlende Energiedaten haben können, zeigt sich auch am Beispiel der Laderate (C-Rate): Einige Batterie- oder Flottenmanagementsysteme erfassen rudimentäre Datenpunkte, die aber nicht ausgewertet und für Prognosen genutzt werden.

Dadurch werden FTS häufig mit einer zu hohen C-Rate geladen, unabhängig vom tatsächlichen Auftragsvolumen. Dies verkürzt die Lebensdauer der Batterie. In den meisten Fällen startet der Flottenmanager den Ladevorgang, sobald ein definierter Wert der Batteriekapazität erreicht ist. Die Folge ist: Alle Roboter fahren gleichzeitig die Ladestationen an, wodurch der Energieverbrauch eines Standortes kurzfristig stark ansteigt und hohe Kosten durch Lastspitzen verursacht.

Servicekosten verringern

Smart Robot Charging ermöglicht es, die Energiesysteme großer Roboterflotten online zu überwachen und durch intelligentes Lademanagement den Energieverbrauch mobiler Roboter zu reduzieren.

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Eine Lösung für dieses Problem ist Smart Robot Charging. Dabei werden alle anfallenden Daten der Energiesysteme von FTS und AMR erfasst, miteinander verknüpft und für eine optimierte Flottensteuerung genutzt. Für das intelligente Laden der Fahrzeuge sind mehr als 70 Datenpunkte notwendig.

Wiferions Lösung für das Smart Robot Charging für mobile Roboter ist die Charge Optimization Platform ‚etaHUB‘. Sie greift auf die induktiven Ladesysteme und Batterien von Wiferion zu, mit denen umfangreiche Informationen wie Batterietemperatur, Netzspannung und Batteriezustand (State of Health, SoH) in Echtzeit erfasst werden. Die cloudbasierte Software etaHUB macht diese Daten nutzbar. Mit ihr kann die Fehlerdiagnose und -behebung im Energiesystem von mobilen Robotern erstmals online erfolgen, denn die Charge Optimization Platform überwacht den Ladezustand in Echtzeit. Tritt ein Fehler im Energiesystem auf, wird dieser in einem Dashboard angezeigt. Auch eine Push-Nachricht auf PC oder Handy ist möglich. Die Fehleranalyse erfolgt per Fernzugriff – ein klarer Vorteil bei immer größeren Roboterflotten, die über mehrere Standorte verteilt sind. Anstatt bei jeder Störung einen Servicetechniker zu schicken, kann der Betreiber mit etaHUB detailliert analysieren, ob die Störung auf das Energiesystem zurückzuführen ist, und Gegenmaßnahmen einleiten. Dies erspart Anwendern enorme Servicekosten und ermöglicht OEMs eine einfache Überwachung ihrer Flotten im Rahmen ihres Serviceauftrags.

Längere Batterielebensdauer

Die Charge Optimization Platform ‚etaHUB‘ von Wiferion überwacht den Ladezustand von FTS und AMR in Echtzeit.

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Smart Robot Charging kann die Batterielebensdauer um bis zu 10 % verlängern, indem die Lade- und Entladegeschwindigkeit (C-Rate) intelligent gesteuert wird. Integriert in einen Flottenmanager erstellt etaHUB einen optimalen Ladeplan für jeden Roboter, basierend auf dessen Auslastung. Die Software reduziert die C-Rate in Zeiten mit wenigen Transportaufträgen, um die Batterie zu schonen, und erhöht die Ladegeschwindigkeit, wenn die Roboter viele Aufträge bearbeiten müssen.

Dabei berücksichtigt die Software auch, wann die anderen Roboter der Flotte wie lange an einer Ladestation sein werden und wie viel Energie sie für ihre Arbeit bis zum nächsten Ladeintervall benötigen. Der Flottenmanager kann die FTS exakt und ohne redundante Ladezeiten einplanen. So lassen sich Flotten ausbalanciert zwischen Transportauftrag und Ladepause betreiben. Darüber hinaus erhöht die Charge Optimization Platform die Produktionssicherheit, denn bei zu hoher Batterietemperatur kommuniziert das System mit dem Flottenmanager, um den Roboter in eine Sicherheitszone zu fahren.

Laden, wenn es günstig ist

Robert Gibbons ist Chief Digital Officer (CDO) bei Wiferion in Freiburg

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In Zeiten, in denen die Energiepreise immer weiter steigen, ist auch eine weitere Funktion von etaHUB für viele Unternehmen interessant, denn Smart Robot Charging hilft Anwendern dabei, Energiekosten zu sparen. Die Software von Wiferion kann die Ladezeiten von mobilen Robotern in Zeiten verlegen, in denen die Stromkosten niedrig sind – zum Beispiel auf nachts, wenn der Strombedarf generell geringer ist.

Dabei berücksichtigt etaHUB auch Faktoren wie den aktuellen und zukünftigen Strompreis, die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien etwa aus Photovoltaikanlagen sowie die allgemeine Auslastung des Standorts. Betreiber vermeiden so Lastspitzen und hohe Strompreise und reduzieren nachhaltig ihren CO2-Fußabdruck.