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Reinigungsroboter auf dem Vormarsch:

Optimierte Bewegungsstrategie fĂĽr Reinigungsroboter

Die Sechstsemestler des auslaufenden Diplomstudienganges Wirtschaftsingenieurwesen mit den Schwerpunkten Reinigungs- und Hygienetechnik und Fertigungstechnik der Hochschule Niederrhein, Krefeld, haben im Wahlpflichtfach Robotik eine Möglichkeit entwickelt, die Bewegungsstrategie von Reinigungsrobotern zu optimieren. Dadurch wird das Befahren aller Flächen sichergestellt und die Bearbeitungszeit gesenkt.

Trotz neuster Reinigungstechniken und Maschinen verursachen Personalkosten rund 80 % der Gesamtkosten in der Gebäudereinigung. Deshalb war Ansatz von Untersuchungen durch Studierende des 6. Semesters, die Personalkosten bei der Reinigung von großen Flächen durch effiziente Robotertechnik zu senken.

Zuerst haben die acht Studierenden die Bewegungsstrategie eines vorhandenen, handelsüblichen maßgeblich nach dem Zufallsprinzip agierenden Roboters analysiert und Optimierungspotenziale erfasst. Diese Strategie wird bei vielen in der Reinigung eingesetzten Robotern angewendet. „Das größte Defizit sehen wir im mehrfachen Befahren von schon gereinigten Flächen, da es die Reinigungszeit unnötig verlängert”, sagt Christoph Hansen, Projektteilnehmer. Zusätzlich haben die Studenten die verwendeten Hardwarebestandteile aufgenommen und nach Hardware gesucht, mit der die Bewegungsstrategie verbessert werden könnte, ohne die Kosten für einen Reinigungsroboter übermäßig zu erhöhen und somit die Marktanforderungen zu berücksichtigen.

Anhand der bei Testfahrten und Recherchen gesammelten Daten entwickelten die Studenten ihren Verbesserungsvorschlag: Durch entsprechende Hard- und Software soll die absolute Position des Reinigungsroboters jederzeit bestimmbar sein und auf einer Umgebungskarte hinterlegt werden. Dies soll durch ein kostengünstiges System erfolgen, für das nur ein Bezugspunkt benötigt wird, welches dann in die Basisstation integriert werden kann. Dadurch entfallen zusätzliche Installationsarbeiten. Mit dieser Hardware könnte der Roboter bereits gereinigte Flächen und Hindernisse abspeichern und mit einem einfachen Algorithmus das Befahren dieser Flächen verhindern. „Dadurch wird die Flächenleistung des Roboters deutlich erhöht und es kann mehr Fläche mit einer Akkuladung gereinigt werden. Zusätzlich wird so sichergestellt, dass alle Flächen bearbeitet werden”, erklärt Patrick Praßer, Projektleiter der Gruppe.

Die Vision der Studenten, die sich jetzt in ihr Praxissemester verabschieden und bald vor ihrer Diplomarbeit stehen, ist es, ein solches System in eine Scheuersaugmaschine zu integrieren und somit große, wenig überstellte Flächen automatisiert und wirtschaftlicher zu reinigen. Das Projekt, durch das die Projektteilnehmer auch mit den Anforderungen des Projektmanagements wie selbstständige Organisation und Planung vertraut gemacht wurden, betreute Professor Dr. Markus Kleutges (markus.kleutges@hs-niederrhein.de).

Die Studierenden werden ihr Studium voraussichtlich im Herbst 2010 abschließen und können sich vorstellen, beruflich an der technischen Umsetzung ihrer Idee weiter zu arbeiten. Die Hochschule Niederrhein ist die einzige Hochschule in Deutschland mit einem Studiengang Wirtschaftsingenieur mit dem Schwerpunkt Reinigungs- und Hygienetechnik. Er wurde zwischenzeitlich durch ein Bachelor-Studium mit der Möglichkeit eines weiteren Abschlusses zum „Master“ abgelöst. Weitere Info zum Bachelorstudium mit dem Schwerpunkt „Reinigungs- und Hygienemanagement“ finden Sie auf der Homepage des Fachbereiches (www.hs-niederrhein.de/fachbereiche/fb09). Anfragen können über hghloch@hs-niederrhein.de an den Schwerpunktleiter des Studiums, Prof. Dr. Hloch, gerichtet werden.
Christoph-Gerd Hansen, Hochschule Niederrhein, 27. November 2009