Smartes Säubern: So weit sind Reinigungsroboter schon heute

Bereits 1996 gab es die erste Version eines Roboter-Staubsaugers. Bis 2025 sollen nach verschiedenen Prognosen bis zu 40 Prozent der einfachen Reinigungstätigkeiten von Robotern übernommen werden können. Reinigungsroboter sind zurzeit vor allem dort aktiv, wo Reinigungsflächen größer als etwa 1.500 Quadratmeter sind: in Industrieimmobilien, Logistikzentren, Krankenhäusern, öffentlichen Veranstaltungsstätten sowie Bahnhöfen und Flughäfen, dort aber nicht in sensiblen Bereichen.

"Gegenwärtig fokussiert sich der Trend auf den einfachsten Prozess, die Bodenreinigung, welche auch schon sehr autonom über Roboter ausgeführt werden kann", sagt Marcel Müller, Global Marketing-Director von Taski-Machines (Diversey). Nun gehe es darum, diese Computer zu perfektionieren, damit sie in möglichst vielen Gebäuden eingesetzt werden können. 

"Der Vorteil ist ganz klar, dass große Flächen auf Dauer mit einem Roboter günstig gereinigt werden können, die Flexibilität bei Personalengpässen erhöht wird und durch gleichbleibende und geringe Fahrgeschwindigkeit ein gutes Reinigungsergebnis erzielt wird", so Christian Mrowka vom Produktmanagement Floor Care der Alfred Kärcher SE.

Von Personalmangel und -kosten geplagte Gebäudemanager und Reinigungsunternehmen nutzen gern Angebote von Herstellern, ihnen Geräte zu Testzwecken zur Verfügung zu stellen. Zum Beispiel der Düsseldorf Airport. Im Februar 2019 wurde dort in Zusammenarbeit mit einem Gebäudedienstleister vier Wochen lang ein Reinigungsroboter - 300 Kilogramm schwer, 98 Zentimeter hoch, 80 Zentimeter breit sowie ein Meter lang - in den Nachtstunden auf ausgewählten Flächen in der Ankunftsebene im Terminal A eingesetzt.

"Wir haben einen guten Eindruck erhalten, wie Gebäudereinigung in Zukunft aussehen könnte. Der vollautomatische Reinigungsroboter hat seine Aufgabe im Probebetrieb recht gut erledigt", zieht das Unternehmen ein positives Fazit. Das klingt etwas diplomatisch, soll aber zum Ausdruck bringen, dass die Richtung stimmt. So weit, dass sie "vollumfänglich wirtschaftlich" betrieben werden könne, sei die Technik aber noch nicht. Vom großen Entwicklungspotenzial grundsätzlich überzeugt werde man das Thema weiterverfolgen.

Der Flughafen München sieht die Chance, die Reinigung sowohl der den Großflächen als auch der Rand- und Eckbereiche wie Sanitäranlagen durch Reinigungsroboter zu automatisieren und Maschinenfahrer für andere Aufgaben zu entlasten. Es gab in den letzten Jahren mehrere umfangreiche Teststellungen.

"Die Reinigungsmaschinen konnten nicht alle, zum Beispiel auf Messen, gemachten Versprechungen halten", berichtet Pressesprecher Ingo Anspach. Einige Anbieter hätten leider gar keine Teststellungen anbieten können. Umgekehrt haben man aus Praxissicht wichtige Impulse für die Produktentwicklung geben können.

Auch die rechtliche Seite des autonomen Fahrens müsse noch geklärt werden: Wie selbstständig darf eine Maschine bei laufendem Betrieb, das heißt auch in Anwesenheit von Passagieren, agieren? Und nicht zuletzt gehe es um die Akzeptanz bei den Mitarbeitern, die nicht um ihre Arbeitsplätze bangen sollen. Also ist es auch eine Frage der Hersteller-Kommunikation.

"Der Roboter ist Mittel zum Zweck. Er erlaubt es dem Reinigungspersonal, dessen Aufgabe besser und effektiver zu erledigen", betont Michel Sprujt, Vizepräsident und Geschäftsführer von Brain Corp Europe. Das Unternehmen entwickelt Basistechnologien für die Robotikindustrie; das Betriebssystem BrainOs wird von zahlreichen Erstausrüstern verwendet.

Der Einsatz sei überall dort sinnvoll, wo es aufgrund der Aufgabenstellung grundsätzlich eine geringe Mitarbeiterbindung und einen häufigen Personalwechsel gebe. Das sagen natürlich alle, aber wohlbegründet: vor allem der sich zunehmend verschärfende Arbeitskräftemangel fordere nachgerade die Kapazität von Maschinen.

"Wir rechnen in den kommenden fünf bis sieben Jahren bereits mit einem Gesamtumsatzanteil von zehn Prozent für autonome Lösungen", sagt Sascha Nina Keller Produktmanagerin Bodenreinigung der Nilfisk GmbH. Nach und nach werde sich das Leistungsspektrum ausweiten. Auch in anderen Reinigungsbereichen bestehe die Möglichkeit, durch eine Prozesskostenreduzierung bessere Ressourcennutzung erhebliche wirtschaftliche Mehrwerte zu realisieren.

Verschiedene Kartierungstechnologien verhelfen den Robotern zu einer enormen Gedächtnisleistung. Reinigungsmuster werden während der Fahrt erfasst und gleichzeitig kartiert. Die Umweltwahrnehmung erfolgt durch 2-D Laserscannern zur Lokalisierung von Personen, 3-D-Kameras zur volumetrischen Überwachung im Nahbereich, akustischen Systeme wie Ultraschall zur Erkennung von Glas und Sensoren. Bei einem plötzlich auftretenden Hindernis stoppt die Maschine. Ist sie besonders intelligent, wählt sich einen sicheren Alternativweg.

Die Flaggschiffe führender Anbieter heißen Nilfisk SC50, ADLATUS CR700, TASKI swingobot 2000 oder Scrubmaster B45i (Hako). Die Boden-Nassreinigung auf freien Flächen oder in breiten Gängen funktioniere heute schon nahezu perfekt, ohne dass eine autonome Maschine aufwendig eingemessen werden müsse, so Marco Peters, bei der Hako GmbH Leiter Digitalisierung & Systeme. Mit der Komplexität der zu bearbeitenden Fläche wüchsen die natürlich die Anforderungen an die Sensorik.

Es müsse eine "zertifizierte Sicherheit" zur Kollisions- und Absturzvermeidung sowie zum Personenunfallschutz gewährleistet sein. Wo bereits existierende Lösungen heute noch an schwierigen Verhältnissen scheiterten, würden sogenannte bivalente Maschinen helfen, die wie das Produkt aus dem eigenen Haus sowohl autonom als auch im manuellen "Walk-behind-Betrieb" einsetzbar. 

Vor allem aber geht es bei solchen Pilotprojekten um die Frage, wie die Mitarbeiter damit zurechtkommen. Neue Einsatzorte müssen zum Beispiel über die Software schnell eingelesen und eingefahren werden können. Allerdings ist die Technik von Anbieter zu Anbieter unterschiedlich. 

Die Maschine "lernt" sozusagen stets dazu und dies in einem hohen Tempo und mit einer hohen Intensität. Darin ist sie dem Bediener weit überlegen. Damit beide gut und produktiv zusammenarbeiten können, muss die Funktionalität des Programmes auf möglichst einfache Art und Weise zur Verfügung gestellt werden. 

"Die hinterlegten Reinigungsprogramme sollten wahlweise direkt am Touch-Display des Roboters oder auch weiter entfernt über ein mobile Devices wie Tablet oder Smartphone gestartet werden können", beschreibt Petra Ruckgaber, Chief Marketing Officer bei Adlatus, die Bandbreite möglicher Komfortstufen. Brain Corp ergänzt: Maschinen könnten praktisch von jedermann bedient werden. Der Mitarbeiter fährt die gewünschte Reinigungsroute nur ein einziges Mal mit der Maschine ab und versetzt sie dann mittels eines simplen Knopfdrucks in den Autonomie-Modus. Falls Sie irgendwo auf ein unlösbares Problem stößt, benachrichtigt sie den Mitarbeiter auf dessen Mobiltelefon.

"Ziel intelligenter Nutzerkonzepte ist es, dass der Anwender sich auf seine Arbeit konzentriert und nicht auf die Bedienung komplexer Funktionspanels", so Nina Keller von Nilfisk. Marco Peters (Hako) verweist wichtigsten Aspekt von Innovationen in der Arbeitswelt: "Eine einfache, intuitive Bedienung fördert auch die Akzeptanz von neuen Technologien.“

Ohnehin lässt zum Beispiel ein Maschinenführer nicht 1:1 gegen einen Roboter tauschen. Der Benutzer müsse die Wartung durchführen, betont Christian Mrowka (Kärcher): Batterie laden, Wasser ablassen oder nachfüllen, Reinigungsmittel dosieren, Sauglippen prüfen und tauschen, Maschine reinigen.

Mit einer kontinuierlichen Datenanalyse können Potenziale zur konsequenten Geschäftsoptimierung erkannt, realisiert und überwacht werden. Sind alle Maschinen in Betrieb oder nicht? Wo stehen die Maschinen? Wann und wie lange wurden die Maschinen benutzt? Erfolgt die Reinigung in den definierten Bereichen gemäß Arbeitsplan? Welche Areale wurden in welcher Zeit – tatsächlich – bearbeitet? Welche Maschinen kamen dabei wo zum Einsatz? Gab es Störungen oder Besonderheiten im Arbeitsablauf?

"Antworten auf diese Fragen geben Aufschluss über das Ressourcen- und Zeitmanagement sowie das richtige Setting des Maschinenparks und die Fähigkeiten der Mannschaft", betont Nina Keller. Was vormals in manuellen Dokumentationen zeitaufwendig erarbeitet werden musste, könne künftig automatisiert durch den Einsatz entsprechender Software- und Hardwaretechnologien vonstattengehen. Anhand übermittelter Daten kann der Betreiber den Zustand der Maschine überwachen, Ausfällen vorbeugen beziehungsweise Wartungen wie einen Batterietausch planen.

Reinigungsroboter werden auch auf gefährlichen Dächern, an Fassaden oder auf Fotovoltaikanlagen eingesetzt. Mit speziellen Geräten lässt sich auch einem besonderen Problem in der industriellen Wartung begegnen. Vor allem ältere raumlufttechnische Anlagen verfügen über zu wenige Revisionsöffnungen. Moderne, mit HD-Kameras ausgestattete Reinigungsroboter ermöglichen es inzwischen, bis zu 45 Meter Lüftungskanal über eine einzige Revisionsöffnung nach den Anforderungen der VDI-Vorschrift 6022 innerhalb kürzester Zeit effizient zu reinigen.

Petra Ruckgaber, Adlatus GmbH: "Intelligente Systeme werden die Zusammenarbeit von Menschen und Robotern koordinieren und hierbei deren individuellen Stärken gezielt einsetzen. Die Roboter übernehmen weitgehend selbstständig zeitraubende und kräftezehrende Arbeiten, das menschliche Teammitglied überwacht die Abläufe und kann sich auf die Aufgaben konzentrieren, die von Robotern nicht eigenständig ausgeführt werden können. Hier wird es in Zukunft weitere Serviceroboter geben, die weitere eigenständige Aufgaben übernehmen."

Michel Sprujt, Brain Corp: "In den nächsten 18 bis 24 Monaten ist vor allem in Nordamerika und Europa eine verstärkte Flottenerweiterung durch Roboter-Reinigungssysteme zu erwarten. Maschinen aller Größen und Anwendungsbereiche werden im Moment immer schneller auf den Markt gebracht. Die autonomen Maschinen sind auch in der Lage, als mobile IoT-Schnittstellen zu fungieren. Sie können neben dem Reinigen von Flächen irgendwann auch andere wichtige Daten sammeln, zum Beispiel über Lagerbestände, Wi-Fi-Signalstärken oder Temperaturen."

Nina Keller, Nilfisk: "Künftig werden Konzepte rund um vernetzte, intelligente Gebäude die gesamte Instandhaltung nachhaltig verändern – sei es in den ablaufenden Prozessen oder in der Kombination aus Fernüberwachung und Predictive Maintenance. Entscheidend sind dabei die Total Cost of Ownership, also die Gesamtbetriebskosten. Zukünftig werden die Kunden vermehrt Reinigungszeit anstatt Maschinen kaufen."

Marco Peters, Hako: "Zeitnah ist die Anwendung von teilautonomen Systemen in ausgewählten Indoor-Applikationen zu erwarten. Der Outdoor-Einsatz hält noch einige Herausforderungen bereit, die heute noch nicht umfassend zu meistern sind. Aber auch hier ist die nötige Entwicklungsarbeit bereits angestoßen."

Marcel Müller, Diversey: "Die Roboter vom Reinigungspersonal angelernt werden können. Sie erreichen mit einem sehr einfachen Prozess und ein neues Level an Flexibilität. Über mehr Rechenleistung und künstliche Intelligenz werden sie selbstständiger und übernehmen Reinigungsaufgaben, ohne dass Installation oder längere Trainings notwendig sind."

Christian Mrowka, Kärcher: "Die technischen Möglichkeiten werden immer besser. So wird etwa die Wahrnehmung der Roboter kontinuierlich verbessert, wodurch auch komplexere Umgebungen besser beherrscht werden. Vier Punkte kennzeichnen die künftige Entwicklung: die Verbindung des Roboters mit Sensoren im Gebäude, um intelligente Reinigungsabläufe zu ermöglichen, Schwarmrobotik, Servicerobotik und die Segmentierung der Geräte in verschiedene Klassen."