Arten von Operationen, die von den Robotern ausgeführt werden
Herkömmliche professionelle Bodenreinigungsroboter haben eine ähnliche Größe und Form wie normale Reinigungsmaschinen, verfügen aber nicht über manuelle Bedienelemente wie Griffe oder Sitze. Die Roboter sind mit den notwendigen Roboterfunktionen ausgestattet, um sich selbst durch den Reinigungsbereich zu bewegen, d. h. mit einem Navigationssteuerungssystem und Sensoren (Ultraschall, Laserscanner usw.) zur Erkennung der Umgebung und zur Vermeidung von Kollisionen mit Hindernissen. Die meisten Bodenreinigungsroboter können Schrubbarbeiten durchführen. Weitere Aufgaben sind Kehren, Staubsaugen und Hochdruckreinigung. Sie können durch zusätzliche Mittel zur Desinfektion erweitert werden. Es gibt mehrere Modelle, die in zwei Betriebsarten arbeiten, d. h. sie können tagsüber als manuelle Maschinen eingesetzt werden und nachts automatisch arbeiten. Während in der Vergangenheit einige Modelle über einfache Navigationssysteme verfügten, die Parzellen oder Kabel auf dem Boden erforderten, verwenden die heutigen Modelle eine Laserscannernavigation und decken Oberflächen automatisch und ohne menschliches Eingreifen ab. Die Navigationssysteme haben sich von einem anfänglichen Programmierzyklus (“teach-in”), bei dem der Weg durch das Gebiet gespeichert wird, zu einer flexiblen Online-Planung in einem vorher festgelegten Gebiet entwickelt, die es dem Roboter auch ermöglicht, auf Hindernisse zu reagieren und in von Menschen frequentierten Bereichen wie Bahnhöfen zu reinigen. Reinigungsroboter fahren zu ihrem Arbeitsbereich, führen den Reinigungsprozess durch (Kehren, Schrubben, Trocknen usw.) und kehren zur Ladestation zurück, wenn ihnen der Strom oder das Reinigungsmedium ausgeht. Einige können per Funkbefehl Personenaufzüge benutzen und so auf verschiedenen Gebäudeebenen arbeiten. Wie handgeführte Maschinen sind die Roboter am effizientesten auf großen Flächen, d. h. in Hallen, Fluren, Bahnhöfen, Krankenhäusern, großen Industrie- oder Forschungszentren und Supermärkten. Neuere Modelle bieten 3D-Sensorsysteme für die Navigation in komplexen Umgebungen. Darüber hinaus fügen die Hersteller Funktionen zur Steuerung und Koordinierung ganzer Roboterflotten hinzu.
Ebene der Verteilung
Reinigungsroboter wurden für den Einsatz in Innenräumen von Supermärkten, Einkaufszentren oder Schulen entwickelt, wo große Flächen in regelmäßigen Abständen gereinigt werden müssen. Die ersten professionellen Bodenreinigungsroboter stammen aus den 1990er Jahren, erreichten aber aufgrund der mangelnden Kosteneffizienz und Akzeptanz nie eine größere Verbreitung. Die Verbreitung von Bodenreinigungsrobotern entsprach erst im Jahr 2015 den frühen Prognosen, als ein Wendepunkt erreicht wurde. Aufgrund billigerer Geräte und besserer Roboterkenntnisse wurde der Markt sowohl für Hersteller als auch für Endnutzer attraktiver. Im Jahr 2016 testete die französische Eisenbahngesellschaft SNCF automatisierte Bodenreinigungsroboter in vier Pariser Bahnhöfen und nahm anschließend Reinigungsroboter für mehrere Jahre unter Vertrag. Die Deutsche Bahn in Deutschland führte 2018 einen Wettbewerb für Bodenreinigungsroboter im Berliner Hauptbahnhof durch und setzte die Zusammenarbeit mit dem deutschen Hersteller Adlatus fort. Mehr als 20 Hersteller haben bereits an der ISSA 2018 teilgenommen, und noch mehr sind auf dem Markt erschienen, insbesondere aus asiatischen Ländern. Ebenfalls 2018 begann Walmart in Zusammenarbeit mit Brain Corp. mit dem Einsatz von Reinigungsrobotern in seinen Filialen als “Hausmeister”. Bis Mitte 2019 waren 360 Roboter im Einsatz, weitere 1.500 wurden bestellt. Avidbots hat erfolgreich Bodenreinigungsroboter an Flughäfen eingesetzt, zum Beispiel in Cincinnati, Paris, Tokio und Singapur. 2019 wurde eine Kooperation mit DHL North America gestartet, um die Roboter in Logistikzentren weltweit einzusetzen. Darüber hinaus sind auch Staubsauger- und Kehrroboter für große Bodenflächen in kommerziellen Umgebungen auf den Markt gekommen, wie der Makita DRC200 und der Fybots sweep. Typische Kunden sind Betreiber von Lagerhäusern, Büros, Geschäften und Fabrikhallen. Straßenreinigungsroboter sind zum Teil seltener anzutreffen, da die Bedingungen komplexer sind und Fußgänger, Verkehr und wechselnde Witterungsbedingungen eine Rolle spielen. Die ersten Hersteller von Straßenreinigungsrobotern sind Westfield, Enway und DDRobo. Im Jahr 2020 schloss Lionsbot einen Vertrag mit der Regierung von Singapur über die Lieferung von Straßenreinigungsrobotern. Seit 2019 bedient die Infore Environment Technology Group im Rahmen eines 10-Jahres-Vertrags Parks und öffentliche Straßen im Futian-Distrikt von Shenzhen mit Reinigungs- und Kehrrobotern. Weitere Anwendungen mit Zukunftsrelevanz sind das Einsammeln von Müll mit Manipulatoren (Infore Environment Technology Group) und Schneeräumroboter (Lumebot). Urban Clouds hat auch einen anderen Ansatz mit einem autonomen Servicewagen getestet, der den menschlichen Straßenreinigern folgt.
Kosten-Nutzen-Überlegungen und Marketing-Herausforderungen
Die Arbeitskosten machen 70 bis 80 % des Marktes für Reinigungsdienstleistungen aus, und da die Bodenreinigung 60 % der Reinigungsaufgaben ausmacht, besteht ein hohes Potenzial für einen Anstieg des Absatzes von Bodenreinigungsrobotern. Bis 2016 wurden als Faustregel die Zielkosten eines professionellen Reinigungsroboters auf das 2 bis 4-fache einer typischen Reinigungsmaschine geschätzt, was auf der Grundlage der damals verfügbaren Komponenten noch schwierig zu erreichen war. Neuere Schätzungen kommen jedoch zu besseren Ergebnissen. Die Motivation für den Einsatz von Reinigungsrobotern kann sich aus einer Kombination mehrerer Bedürfnisse ergeben: Der derzeitige Stundensatz für manuelle Arbeit: ca. €9-€20 (je nach den spezifischen nationalen Mindestlohnniveaus), flexible Arbeitsmodelle, Einstiegsjobs mit niedrigem Einkommen und relativ geringem Qualifikationsniveau. Schätzungen zufolge verliert ein durchschnittliches Reinigungsunternehmen jedes Jahr bis zu 55 % seines Kundenstamms aufgrund von schlechtem Service, da gute Arbeit jahrelang unbemerkt bleibt, eine schlechte Arbeit jedoch dazu führt, dass ein Auftragnehmer sofort gefeuert wird. Roboter verfügen über eine eingebaute Prozessqualitätsüberwachung, die zu einer kritischeren, genaueren und steuerlich verantwortungsvolleren Entscheidungsfindung seitens des Roboternutzers oder des Gebäudemanagements führen wird. Die Vergänglichkeit des Reinigungsergebnisses und damit die Notwendigkeit, zu überprüfen, ob die Tätigkeit ausgeführt wurde: Zum Beispiel kann ein Raum ordnungsgemäß gereinigt worden sein, aber danach wieder verschmutzt werden, z. B. durch Unachtsamkeit des Personals. Unter solchen Umständen kann der Nachweis der ordnungsgemäßen Reinigung schwierig sein. Separate Sensorsysteme zur Qualitätskontrolle werden kaum eingesetzt, da dies zum einen einen erheblichen Mehraufwand bedeutet und zum anderen zu einer zeitlichen Verzögerung zwischen Reinigung und Qualitätskontrolle führt, was, wie bereits erläutert, Probleme bei der Überprüfung der Leistungserbringung mit sich bringt. Ein Serviceroboter könnte jedoch eine objektive Kontrolle der Reinigung, Qualitätskontrolle und Dokumentation ermöglichen. Eine Kombination verschiedener Bereiche des infrastrukturellen Gebäudemanagements kann dazu führen, dass zwei oder mehr Dienstleistungen von einem einzigen Dienstleister erbracht werden, z. B. eine Kombination von Sicherheitsdienstleistungen mit Bodenreinigungsdienstleistungen. Weitere Tätigkeiten, die in einem solchen Roboter kombiniert werden können, sind der interne Postdienst, Umzugsdienste, Waren- und Logistikdienste, Ver- und Entsorgungsdienste. Für den Investor besteht das Hauptziel beim Einsatz eines Reinigungsroboters in der Senkung der Arbeitskosten, die in der Regel in einem Kosten-Nutzen-Verhältnis pro Quadratmeter des gepflegten Bodens ausgedrückt werden. Die Wirtschaftlichkeit von Reinigungsrobotern hängt in hohem Maße von der Arbeitsersparnis ab, die wiederum vor allem vom Grad der Nutzung, aber auch vom Grad der Autonomie und der Einfachheit der Installation und des Lernprozesses abhängt. Allerdings sind die heutigen Roboter in großen, ungehinderten Bereichen am sinnvollsten. Reinigungsroboter machen bestimmte Arten von Reinigungsarbeiten überflüssig und ermöglichen es den Mitarbeitern, qualifiziertere Aufgaben zu übernehmen. Der Taski Intellibot (jetzt Teil von Diversey) behauptet, dass die Arbeitskosten durch den Einsatz von Reinigungsrobotern um bis zu 80 % gesenkt werden können, vor allem durch die Steigerung der Reinigungsproduktivität des Reinigungspersonals, das von der zeitaufwändigen, umfangreichen Oberflächenreinigung entlastet wird, um parallel intelligentere Aufgaben (Reinigung/Wartung) auszuführen. Darüber hinaus liefern die Roboter bei Bedarf ein Leistungs-/Qualitätsprotokoll. Die Wartung des Roboters wird durch den Einsatz drahtloser Technologien erleichtert, so dass auch nicht fachkundige Benutzer den Roboter effektiv bedienen und warten können. Seit 2016 galten Kehrroboter als zu teuer für den Wert, den sie bieten. Aber Taski Intellibot sieht jetzt eine Reduzierung der Kosten neben den wichtigsten technologischen Fortschritten. Außerdem haben Reinigungskräfte und Reinigungsunternehmen inzwischen mehr Erfahrung im Umgang mit Robotern und damit, wie man sie effizient mit Menschen zusammenarbeiten lässt. Die professionelle Reinigungsbranche ist kurzfristig orientiert und arbeitet mit geringen Kapitalbudgets und Gewinnspannen. Daher kann der Preis eines Reinigungsroboters, der je nach Bodenreinigungskapazität immer noch über € 10.000 liegt, ein Hemmnis darstellen, wenn ein hoher Nutzungsgrad nicht gewährleistet werden kann. Lange Zeit galt die autonome Navigation - und die entsprechende Steuerungshardware - als Hauptkostentreiber für Reinigungsroboter. Seit einigen Jahren gibt es jedoch von Technologieanbietern fertige Navigationssysteme, wie z.B. das ANT-System von BlueBotics, Synapticon, Navitec Systems, Brain Corp, InMach, oder Tamella. Darüber hinaus wurden Open-Source-Pakete für die allgemeine Navigation von mobilen Robotern erfolgreich auf vielen Arten von mobilen Robotern implementiert, wie der jüngste große Erfolg von ROS zeigt. Mit über 10.000 eingesetzten Robotern, die Brain OS verwenden, hat Brain Corp nach eigenen Angaben mehr als 2 Milliarden autonome Betriebsstunden ermöglicht.