VDA 5050 - Harmonisierung der Automatisierung
Der Standard VDA 5050 ist ein weiterer Fortschritt in der Automation der Industrie. Er spielt eine Schlüsselrolle in der Automation und effizienten Zusammenarbeit intelligenter Roboterflotten. Der Standard zielt darauf ab, die Integration von FTS (Fahrerlose Transportsysteme) und AMR (Autonome Mobile Roboter) in der Industrie zu verbessern sowie stetig weiterzuentwickeln.
Aufgrund individueller Kommunikationsprotokolle und unterschiedlichen Schnittstellen verschiedener Hersteller herrschte zuvor eine Inkompatibilität im Zusammenspiel verschiedener Anwendungen. VDA 5050 definiert eine standardisierte Schnittstelle für die Kommunikation zwischen Leitsteuerungen und fahrerlosen Transportsystemen, um die Automatisierung in der Intralogistik und Industrie zu fördern. Dadurch können Unternehmen herstellerunabhängig fahrerlose Transportsysteme einsetzen und skalieren. So steigert sich die Flexibilität, Kosteneffizienz sowie Anpassungsfähigkeit der Betriebe und erleichtert ihnen den Schritt zu mehr Innovation.
VDA 5050 – Der Wegweiser in der Automatisierung von Transportfahrzeugen
VDA 5050 kann auch als “Dirigent der Werkhallen” bezeichnet werden. Er ist ein Meilenstein der Automatisierung in Fabriken und Werkshallen, da er eine harmonische Zusammenarbeit von fahrerlosen Transportsystemen in der Intralogistik ermöglicht. Dadurch ergeben sich eine Vielzahl von Vorteilen für die Logistikbranche, unter anderem eine Risikominderung sowie Zukunftssicherheit aufgrund der Herstellerunabhängigkeit. Die universell anwendbare Schnittstelle für die Kommunikation zwischen Leitsteuerungen und FTS erleichtert das Management einer diversifizierten FTS-Flotte und ermöglicht die spätere Einbindung weiterer Robotertypen.
Der Standard VDA 5050 bietet eine flexible Lösung, um den vielen Herausforderungen der Logistikautomatisierung gerecht zu werden und eine nahtlose Integration fahrerloser Transportsysteme und Transportfahrzeuge zu ermöglichen.
Die Entstehung des VDA 5050: Ursprünge und Entwicklung
Der wegweisende Standard VDA 5050 ist das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit zwischen dem Verband der Automobilindustrie (VDA), dem Verband der deutschen Maschinen- und Anlagenbauer (VDMA) sowie dem Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Durch die Zusammenarbeit der jeweiligen Verbände sind sowohl die Anwender- als auch die Herstellerseite durch VDA und VDMA respektive vertreten. Die Interessen aller Parteien konnten dementsprechend in die Entwicklung einfließen.
Ein Projektteam aus FTS-Anwendern, Leitsteuerung- und FTS-Herstellern, koordiniert durch VDA und VDMA, wirkte an der Ausarbeitung der VDA 5050 Schnittstelle mit. Idealworks ist als VDMA-Mitglied aktiv an der Entwicklung der Schnittstelle beteiligt. Idealworks nimmt als Anbieter eines eigenen AMRs sowie einer Leitsteuerung innerhalb der Automatisierungsplattform eine besondere Rolle ein.
Die Automobilbranche ist für ihre komplexen Anwendungsfälle bekannt und war ausschlaggebend für die im Jahr 2017 begonnene Kooperation. Ein wesentlicher Anlass für die Schnittstelle war, den Wunsch der Automobilindustrie nach einer effizienten und zuverlässigen Integration von fahrerlosen Transportsystemen zu adressieren. Die Entwicklung des VDA 5050 Standards begann mit der Einbeziehung einiger, weniger Systeme und wurde schrittweise erweitert, um unterschiedliche Navigationsarten und Fahrzeugtypen zu berücksichtigen. Heute ist eine Vielzahl relevanter Hersteller in die Entwicklung des VDA 5050 Standards eingebunden, was einen Marktstandard fördert und die Entwicklung fahrerlose Transportsysteme als Ganzes voranbringt.
Einblick in die Schnittstellenarchitektur
Die VDA 5050 definiert eine Reihe von Variablen und die dazugehörigen Werte für den Informationsaustausch zwischen Roboter und Leitsteuerung. Diese Variablen spiegeln physische Werte wider, wie beispielsweise die Position und Orientierung des Roboters im Raum. Bei der Definition dieser Variablen für die VDA 5050 muss über Benennung und Beschreibung eindeutig festgelegt werden, wie diese beim Übertrag in die physische Welt ausgelegt werden können. Um eine sichere und stabile Kommunikation zwischen AGVs verschiedener Hersteller zu ermöglichen, wird ein MQTT Broker verwendet, der vom Integrator ausgewählt werden kann.
Für die Kommunikation zwischen den AGVs verschiedener Hersteller wird ein MQTT Broker verwendet, der von dem Integrator frei wählbar ist.
Die VDA 5050 Schnittstelle unterstützt die Kommunikation zwischen fahrerlosen Transportfahrzeugen und einer Leitsteuerung und ermöglicht den Austausch von Auftrags- und Statusinformationen.
VDA 5050 im Einsatz
Auch wenn die Entwicklung anfänglich durch die Automobilindustrie ins Rollen gebracht wurde, sind die Einsatzbereiche von VDA 5050 nicht auf eine spezifische Industrie beschränkt. Der Kommunikationsstandard findet in verschiedenen Branchen Anwendung, unter anderem im Gesundheitswesen, im E-Commerce und in der Logistik.
Zusätzlich wurde die Praxistauglichkeit des VDA 5050 durch das AGV Mesh-Up verdeutlicht. Bei den Live-Präsentationen des AGV Mesh-Up konnten Unternehmen die Kompatibilität der Fahrzeuge und Leitsysteme vor Publikum unter Beweis stellen. Bei dieser Veranstaltung wurde das Zusammenspiel von FTS verschiedener Hersteller mit einem einzigen Steuerungssystem mithilfe des VDA 5050 demonstriert.
Durch die VDA 5050 Schnittstelle wird die Integration von Mischflotten unterschiedlicher Hersteller erheblich beschleunigt. Neben dem Vorteil der Implementierungsgeschwindigkeit bietet es durch die Unabhängigkeit auch mehr Zukunftssicherheit.
Herausforderungen und Limitierungen des VDA 5050
Trotz des Erfolgs und der vielen Vorteile des VDA 5050 Standards gibt es auch Herausforderungen, die zu bewältigen sind. Eine davon ist der Interpretationsspielraum in der Auslegung des Standards. Es ist wichtig, diesen schon in der Definition des Standards zu minimieren, um sicherzustellen, dass die standardisierten Abläufe immer vorhersehbare und konstante Ergebnisse liefern.
Durch die festgelegten Werte für den Informationsaustausch zwischen Roboter und Leitsteuerung kann dem Roboter über VDA 5050 zum Beispiel nicht nur mitgeteilt werden, wohin er fahren soll, sondern auch, wie genau er diese Position anzufahren hat. Dies definiert die Richtlinie über eine zulässige Abweichung von der eigentlichen Position. In der Vergangenheit hat sich gezeigt, dass diese zusätzliche Abweichung unterschiedlich interpretiert wird.
Zudem muss eine ausgewogene Balance zwischen Generalisierung und Individualisierung sichergestellt werden. Die Generalisierung dient dazu, den Integrationsaufwand einzelner mobiler Roboter in die Leitsteuerung zu reduzieren. Auf der anderen Seite ist ein bestimmter Grad der Individualisierung notwendig, damit die unterschiedlichen über VDA 5050 gesteuerten Robotertypen ihre Fähigkeiten beibehalten.
Trotz dieser zu bewältigenden Herausforderungen wird durch den Standard die Grundlage für eine zukunftsorientierte und effiziente Integration von mobilen Robotern in verschiedenste Anwendungsbereiche geschaffen.
Zukunftsperspektiven von VDA 5050
Für die Zukunft bleibt das Thema der Interoperabilität in der Entwicklung des Standards maßgebend. Die kommenden Jahre werden für den VDA 5050 Standard durch eine stetige Weiterentwicklung und Verbesserung geprägt sein. Geplante Releases werden neue Funktionen einführen und die Integration sämtlicher Autonomiegrade weiter vorantreiben.
Der Open Source-Charakter des VDA 5050 mit Mitwirkungsmöglichkeiten über ein öffentliches GitHub Repository stärkt die Transparenz für die weitere Entwicklung des Standards.
Derzeit arbeitet das VDA-5050-Kernteam an der Fertigstellung der 2.1.0-Version, die planmäßig im Sommer veröffentlicht werden soll und eine Erweiterung zum Thema Kartendistribution beinhaltet. Zeitgleich ist bereits die Planung des übernächsten Release im Gange, der ein Zonenkonzept einführt.
VDA 5050 ist ein wichtiger Bestandteil für den Fortschritt der Intralogistik und hat sein Potenzial noch lange nicht ausgeschöpft.
