ARCOS – Software für die planbare Autonomie von AGV und AMR

ARCOS – Das Softwaresystem für “Planbare Autonomie” verbindet die Vorteile der Welten von AGVs und AMRs in einem System. (Hier klicken und Interview mit Wolfgang Hillinger, GF DS Automotion während des TestCamps ansehen; Foto: IFOY / RS MEDIA WORLD Archiv)
ARCOS – Das Softwaresystem für “Planbare Autonomie” verbindet die Vorteile der Welten von AGVs und AMRs in einem System. (Hier klicken und Interview mit Wolfgang Hillinger, GF DS Automotion während des TestCamps in Dortmund ansehen; Foto: IFOY / RS MEDIA WORLD Archiv)

Die Software für die sogenannte “Planbare Autonomie”, ARCOS, stellte die österreichische DS Automotion zur LogiMAT 2022 der Öffentlichkeit vor. Ein Jahr später schickte der Spezialist für Autonomous Mobile Robots (AMR) und Autonomous Guided Vehicle (AGV), auf Deutsch, Fahrerlose Transportsysteme (FTS), seine Lösung ins Rennen des IFOY 2023...und gewann die begehrte internationale Trophäe in der Kategorie Intralogistics Software.  

IFOY Testbericht 

Der Unterschied zwischen AGV und AMR 

Automated Guided Vehicles 

Automated Guided Vehicles (AGV) sind bekannt für die unermüdliche Abarbeitung ihrer Transportaufträge, wenn möglich 24 x 7. Sie befahren starr vorgegebene Routen und bringen die jeweiligen Transportlasten zu ihren Zielen. Jede Fahrspur, Kurve oder Kreuzung wird sorgfältig geplant, um eine möglichst hohe Effizienz des Systems zu realisieren. Eine gegenseitige Behinderung der Fahrzeuge oder gar eine Blockierung ist dabei ausgeschlossen. 

Autonomous Mobile Robots (AMR) 

Autonomous Mobile Robots (AMR) hingegen sind selbst für die Erreichung ihrer Ziele verantwortlich. Ihnen wird häufig nur das Ziel und eine Karte der Einsatzumgebung zur Verfügung gestellt. Mithilfe von Sensoren erfassen sie daraufhin laufend ihre Umgebung und können selbstständig auf Veränderungen reagieren. Die eigenständige Planung ihrer Pfade ermöglicht es ihnen, Hindernisse zu umfahren, birgt jedoch die Gefahr, dass getroffene Entscheidungen die Effizienz des Gesamtsystems negativ beeinflussen. Die einzelnen Fahrzeuge können sich gegenseitig stören oder auch blockieren. 

ARCOS – Entweder, Oder oder beides zusammen 

In sehr vielen Fällen müssen sich Investoren in solche Logistik-Automationslösungen entweder für das Eine oder das Andere entscheiden. Es ist daher nachvollziehbar, dass für Anlagenbetreiber die Nutzung der positiven Eigenschaften beider Welten verlockend ist. Daher hat das oberösterreichische Unternehmen DS Automotion die Stärken beider Welten (AMR und AGV) in seiner Steuerungssoftware ARCOS verbunden. Für die IFOY-Jury gilt das als ein Meilenstein in der Branche der Logistik-Automation gesetzt. Gemäß den Anforderungen des Betreibers können damit Fahrzeuge nun autonom agieren und blockierungsfrei Hindernisse umfahren, aber auch vorgeplanten Spuren folgen. 

ARCOS und die “Planbare Autonomie” 

Die Innovationen zeichnen sich nicht nur durch die Prägung der Begriffe „planbare Autonomie“ und „kooperative Navigation“, als neuer Kernfunktionen der Fahrzeugsoftware, aus. Auch die Konformität mit der VDA-5050-Schnittstelle, welche flottenübergreifend verwendet wird, ist hervorzuheben. 

Wie ARCOS funktioniert 

Die „Planbare Autonomie“ ist eine Möglichkeit, Fahrzeuge sowohl „virtuell spurgeführt“ als auch autonom zu navigieren. Die grundlegenden Bausteine dafür sind die Autonomiezonen, in denen sich die Fahrzeuge frei bewegen. Die „Kooperative Navigation“ beschreibt hingegen die Fähigkeit der autonom navigierenden Fahrzeuge, gemeinsam Lösungen für problematische Situationen zu finden. So klären die Fahrzeuge beispielsweise an Kreuzungen oder Engstellen die Vorfahrt zwischen den Fahrzeugen selbstständig. 

IFOY Innovation Check 

IFOY 2023 - Die Acros (Foto: DS Automotion / RS MEDIA WORLD Archiv)
IFOY 2023 – Die Steuerungssoftware ACROS (Foto: DS Automotion / RS MEDIA WORLD Archiv)

Marktrelevanz 

Die Fahrzeugsoftware ARCOS vereint die hohe Flexibilität Autonomer Mobiler Roboter (AMR) mit der hohen Effizienz spurgeführter Transportfahrzeuge (AGV) in einem Transportsystem. Da immer mehr Lager, Produktionen und Krankenhäuser mit Transportfahrzeugen ausgestattet sind und die Flexibilitätsanforderungen hinsichtlich Durchsatz, Umfeld und Aufgabenstruktur anspruchsvoller werden, sind Lösungen wie ARCOS aus Sicht der IFOY Jury ein wichtiger Schritt, um aus den automatisierten Transportsystemen die bestmögliche Leistung herauszuholen. Durch die Breite der Anwendungsfelder und die offenen Schnittstellen von ARCOS wird das Marktpotenzial als recht hoch eingeschätzt. Eine erste Kundenanlage im Krankenhausumfeld dürfte nach Angaben von DS Automotion in Kürze in Betrieb gehen. 

Kundennutzen 

ARCOS verspricht mit der sogenannten „Planbaren Autonomie“ eine sehr hohe Transportprozesseffizienz. Der Grund dafür ist eine bestmögliche Integration der Vorteile spurgeführter und autonomer Transportfahrzeuge in einer Fahrzeugsoftware. Der Autonomiegrad ist bislang jedoch nur in räumlich abgegrenzten Zonen definierbar, nicht jedoch anhand weiterer, situativer Kriterien. Zudem stellt die „Kollaborative Navigation“ im autonomen Betrieb sicher, dass an Kreuzungen oder Engstellen das optimale Fahrverhalten zwischen den Fahrzeugen selbständig abgestimmt wird. So können Blockierungen ausgeschlossen werden. ARCOS ist kompatibel mit allen Flottenmanagern und kann über VDA 5050 auch herstellerübergreifend sowie in Flotten mit mehr als 100 Fahrzeugen eingesetzt werden. 

Neuheit / Innovation 

Steuerungssoftwares, welche AGVs und AMRs gleichzeitig steuern, gibt es auch anderen Orts auf dem Markt. Die “Planbare Autonomie”, also die nahtlose Integration von Spurführung, Teilautonomie und freier Navigation in einer Fahrzeugsoftware, ist jedoch neu in dieser Qualität der Integration. Die kollaborative Navigation ist zwar keine gänzlich neuartige Funktion, wird aber nicht wie bei anderen Lösungen zentral abgestimmt, sondern dezentral nur durch die beteiligten Roboter gelöst. In diesem Zusammenhang werden auch innovative dynamische Lockzonen eingesetzt. 

Funktionalität / Art der Umsetzung 

Die Funktionalitäten der “Planbaren Autonomie” in ARCOS sowie der kollaborativen Navigation zeigten sich in mehreren, teils sehr anspruchsvollen Tests als hochwertig und robust. Die kollaborative Navigation kann auch schwierige und dynamische Situationen auflösen und hierbei auch beliebig viele Fahrzeuge miteinander abstimmen. Eine Limitierung der dezentralen Ausweichplanung ist allerdings die Einsatzreichweite in einem Radius von etwa 10 Metern. Vorbildlich ist die Einsetzbarkeit von ARCOS auf allen üblichen Fahrwerkskinematiken. 

IFOY Testfazit 

ARCOS ermöglicht es, AGV- und AMR-Flotten erstmals mit einer einzigen flexiblen Fahrzeugsoftware variabel zonenbasiert zwischen fester Spurführung, Spurführung mit flexiblem Ausweichen sowie freier Navigation fahren zu lassen (planbare Autonomie). In Verbindung mit kooperativer Navigation, die den Robotern das abgestimmte einander Ausweichen ermöglicht, wird so eine sehr effiziente, leistungsfähige und hochqualitativ umgesetzte Lösung angeboten. 

ARCOS und VDA5050

Mit ARCOS lassen sich einerseits sämtliche FTS von DS Automotion schnell und einfach in Produktions- oder Logistikabläufe integrieren. Über die Schnittstelle VDA 5050 lassen sich aber auch Fahrzeuge anderer Hersteller einbinden. In Kombination mit dem Flottenmanager NAVIOS wird dabei der Planungs- und Integrationsaufwand über die webbasierte Oberfläche verringert. Die darin enthaltene zonenbasierte Planung und der Transportfluss-Editor ermöglichen es dem Betreiber, die Anlage anzupassen und zu erweitern. Transportsysteme, die AMR mit vollständiger Autonomie nutzen, haben in der Regel nur beschränkte Möglichkeiten in den Prozess einzugreifen. Die Funktionen der „Planbaren Autonomie“ bieten jetzt jedoch die Möglichkeit, das Verhalten der Fahrzeuge genauer zu definieren. Wie auch bei den virtuell spurgeführten AGV werden so komplexe Anlagen mit höchstmöglicher Effizienz realisiert. Aufgrund der standardisierten Schnittstelle kann der Betreiber das System in eine bereits bestehende Anlage mit VDA-5050-Schnittstelle integrieren und auch jederzeit erweitern. 

ARCOS Kurzbeurteilung 

Marktrelevanz ++ 
Kundennutzen 
Neuheit / Innovation ++ 
Funktionalität  / Art der Umsetzung ++ 
++ sehr gut / + gut / Ø ausgeglichen / – weniger / — nicht vorhanden 

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