aiMOOC

Mobile Robotik und autonome Materialflüsse – Sicherheitsgrenzen mobiler Robotik beurteilen

QR-Code

Einleitung

Mobile Robotik und autonome Materialflüsse – Sicherheitsgrenzen mobiler Robotik beurteilen

Für Deine Ausbildung: Fachlagerlogistik, Mechatronik, Automatisierungs- und Produktionstechnik. Zeit: fünf kurze Lerneinheiten à etwa 12 Minuten plus 30 Minuten Fallarbeit.

Leitfrage: Was darfst Du aus einer Roboter-Simulation schließen – und was ausdrücklich nicht?

Sicherheitsregel: Keine Fahrfreigabe aus einer Simulation. Alle Untersuchungen finden als Gedankenexperiment, auf Papier oder in einem vom realen Betrieb vollständig getrennten Simulator statt. Keine Live-Fahrbefehle, keine Experimente mit Personen vor fahrenden Robotern und keine eigenständige Prüfung oder Freigabe realer Sicherheitseinrichtungen. Ein ausdrücklich abgesicherter Schulungsbetrieb ist ausschließlich Sache autorisierter Fachpersonen.

Abbildung: Ein autonomer mobiler Roboter. Das Foto zeigt eine Bauart, aber keinen Sicherheitsnachweis.

Lernziele

Nach dem Kurs kannst Du FTF, AMR und FTS unterscheiden, mögliche Gefährdungen an einem Materialfluss benennen, Simulationsergebnisse kritisch einordnen und notwendige reale Nachweise nennen, ohne selbst eine Fahrfreigabe zu erteilen.

Lerneinheit 1: Materialfluss erkennen

Merksatz: Ein Materialfluss verbindet Warenannahme, Lager, Produktion und Versand. Mobile Roboter übernehmen Teilstrecken. FTF werden häufig entlang vorgegebener Wege eingesetzt; AMR können Wege abhängig von ihrer Umgebung planen. Die Begriffe überschneiden sich in der Praxis und ersetzen keine Prüfung des konkreten Systems.

Bildfrage: Was wird transportiert, wo könnten Menschen den Weg kreuzen?

Datei:Jungheinrich EAE 212a autonomous mobile robot.webm Frei lizenziertes Praxisvideo von 2026: Beobachte Fahr- und Lastbewegungen, nicht vermeintliche Sicherheitsbeweise.

Basis-Check: Zeichne Wareneingang → Lager → Montage auf Papier. Markiere eine Begegnungsstelle mit Personen.

Lerneinheit 2: Navigation ist nicht Personenschutz

Navigation beantwortet: Wo bin ich und wo fahre ich hin? Eine sicherheitsbezogene Schutzfunktion muss die für den konkreten Einsatz festgelegte Risikominderung zuverlässig leisten. Ein Navigations-LiDAR ist nicht allein wegen seines Messprinzips ein Sicherheits-Laserscanner.

Gerätefoto: Aus Form und Marke lässt sich weder eine Sicherheitsklassifizierung noch eine geeignete Einbindung ins Gesamtsystem ableiten.

Pilz-Demonstration zum PSENscan (2020): Erkenne Warn- und Schutzfelder. Herstellerdemo, keine allgemeine Freigabe.

Achte auf: Schutzfeld, Reaktionszeit, tatsächliches Abbremsen, Lastkontur, Quetschstellen, Rückwärtsfahrt und Wiederanlauf. Ein Scanner überwacht nur seinen vorgesehenen Erfassungsbereich; überstehende Lasten und Hindernisse oberhalb der Messebene müssen zusätzlich betrachtet werden.

Lerneinheit 3: Ausbildungsfall „Lernlager Nord“

Fiktiver Fall: Ein AMR soll geschlossene Teilekisten von der Warenannahme zur Montage transportieren. Im gemeinsamen Hallenbereich quert ein Gehweg die Route. An der Übergabestation stehen Paletten; ein Stapler wird zeitweise eingesetzt. Die Simulation zeigt eine erfolgreiche Fahrt ohne Kollision.

Bildimpuls: Lange Güter verändern die gefährliche Kontur. Dieses Bild ist keine Aufnahme aus dem fiktiven Lernlager.

Station	Veränderung im Ausbildungsfall	Leitfrage
Warenannahme	Kiste ragt über die Plattform	Wird die gesamte bewegte Kontur berücksichtigt?
Kreuzung	Eine Person betritt den Gehweg	Wie werden Begegnungen wirksam abgesichert?
Übergabe	Palette verdeckt einen Bereich	Was bleibt für Sensoren unerkannt?
Flottensteuerung	Verbindung fällt zeitweise aus	Welche sicherheitsbezogene Reaktion ist vorgesehen und nachgewiesen?

Deine erste Entscheidung: „Simulation erfolgreich“ bedeutet ausschließlich: Das vereinfachte Modell hat im getesteten Szenario das erwartete Verhalten gezeigt. Das Lernlager erhält dadurch keine reale Fahrfreigabe.

Lerneinheit 4: Interaktives Modell – nur virtuell

Modellauftrag: Nutze das Gedankenmodell oder ein offline betriebenes Gazebo- beziehungsweise Webots-Beispiel ohne Verbindung zu realen Robotern, Steuerungen oder Netzen des Betriebs. Verändere ausschließlich digitale Hindernisse und protokolliere Beobachtungen. Keine Fahrbefehle an Hardware.

ROS-2-/Gazebo-AMR-Demo aus dem Open-Source-Projekt rbot (2026): für Simulation und Navigation, nicht für funktionale Sicherheitsvalidierung.

Gazebo-Tutorial zum Aufbau virtueller Welten: Die gezeigte Modellwelt ist keine geprüfte Betriebsumgebung.

Veränderung am virtuellen Modell	Prüffrage	Korrekte Schlussgrenze
Person an Kreuzung	Stoppt das Modell?	Reales Anhalten ist nicht nachgewiesen
Überstehende Kiste	Wird der Überhang modelliert?	Reale Sensorabdeckung bleibt ungeprüft
Palette oberhalb der Scanebene	Ist sie virtuell sichtbar?	Reale Erfassung bleibt ungeprüft
Verlorene Verbindung	Was macht die Software im Modell?	Reale Fehlerreaktion bleibt ungeprüft
Geänderte Route	Bleibt der Modellweg frei?	Änderung erfordert neue Risikobetrachtung

Interaktive Entscheidung: Bearbeite besonders die Quizfragen 5, 7, 8 und 9. Die Rückmeldungen erklären jeweils, weshalb ein virtueller Erfolg keine reale Sicherheitsfreigabe begründet.

Beobachtungsbogen: Notiere pro Versuch „Annahme – digitale Beobachtung – nicht erfasste Realität – offene Nachweisfrage“.

Lerneinheit 5: Sicherheitsgrenzen beurteilen

Risikobeurteilung umfasst Gefährdungen identifizieren, Risiken einschätzen, Maßnahmen festlegen und deren Wirksamkeit prüfen. Der Vorrang liegt bei konstruktiver Risikominderung, danach technischen Schutzmaßnahmen und schließlich ergänzenden Informationen und organisatorischen Regeln. Unterweisungen allein ersetzen keine erforderliche technische Absicherung.

Datei:Jungheinrich ERC 213a 217a Automated Guided Vehicle stacking pallet.webm Praxisvideo von 2026: Palettenübergabe beobachten. Prüffragen: Last, Quetschstelle, Fremdfahrzeuge, Personenzutritt.

Erkenntnis	Im Kurs zulässige Bewertung	Reale Verantwortung
Erfolgreiche Simulation	Hypothese über das Modell	Keine Fahrfreigabe
Erkannte Gefährdung	Risikofall dokumentieren	Fachlich geeignete Maßnahmen bestimmen
Behauptete Schutzfunktion	Nachweise und Grenzen erfragen	Geeignete Fachpersonen prüfen und validieren
Veränderte Last oder Route	Neubewertung anregen	Betriebliche Änderungsprozesse durchführen

Normenstand (11.10.2026): ISO 3691-4:2023 ist die veröffentlichte internationale Ausgabe für fahrerlose Flurförderzeuge und Systeme; die Fassung von 2020 ist zurückgezogen, ein weiterer Text befindet sich als ISO/DIS im Entwurf. ISO 12100:2010 behandelt die allgemeine Risikobeurteilung. Die DGUV-Fachinformation FBHM-119, Ausgabe 03/2026 ergänzt die Betrachtung unterschiedlicher betrieblicher Bereiche. Die EU-Maschinenverordnung 2023/1230 gilt überwiegend ab dem 20.01.2027. Normen und Recht sind anwendungsbezogen durch Fachkundige zu prüfen.

Quellenvergleich: Was beweist eine Demonstration?

Quelle	Nutzen	Grenze
ISO 3691-4:2023, ISO	Normativer Rahmen für erfasste fahrerlose Flurförderzeuge	Nur Geltungsbereich und vollständige Anforderungen sind maßgeblich; keine Projektfreigabe
DGUV FBHM-119, 03/2026	Betriebliche Gefährdungen und Zugangsbereiche	Handlungshilfe, ersetzt keine betriebliche Beurteilung
Pilz, Produktinformation und Demonstration	Verdeutlicht Sensorfunktionen	Herstellerperspektive; keine unabhängige Anlagenprüfung
Gazebo, offizielle Dokumentation	Digitales Modell und reproduzierbare Tests	Weder Messung realer Bremswege noch Sicherheitsvalidierung
Wikipedia: Mobilrobotik	Überblick und Begriffe	Keine aktuelle Rechts- oder Normenquelle

Quellenkritik-Auftrag: Vergleiche eine Herstelleraussage über „sicheres“ Fahren mit der DGUV-Quelle. Trenne gezeigte Funktion, behauptete Leistung und nachgewiesene Eignung für einen konkreten Einsatz.

Gestufte Hilfen zum Ausbildungsfall

Hilfe 1 – Orientierung: Markiere im Lageplan Kreuzung, Palettenübergabe, Lastüberhang und menschlichen Zugang.

Hilfe 2 – Fachsprache: Unterscheide Navigationsverhalten, Schutzfunktion, Warnhinweis, organisatorische Maßnahme und reale Validierung.

Hilfe 3 – Denkhilfe: Formuliere zu jeder Gefahr den Satz: „Die Simulation zeigt …; offen bleibt …; eine geeignete Fachperson müsste … nachweisen.“

Begründetes Musterfeedback: „Die virtuelle Kreuzung wurde ohne Zusammenstoß befahren“ ist als Beobachtung richtig. „Der reale Weg ist sicher“ ist falsch begründet, weil reale Personenbewegungen, Erfassungsgrenzen, Bremsverhalten und Einsatzbedingungen nicht durch den Simulationslauf validiert wurden.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was ist die Hauptaufgabe eines fahrerlosen Transportfahrzeugs in der Intralogistik? (Material innerhalb eines betrieblichen Bereichs transportieren) (!Menschen im öffentlichen Straßenverkehr befördern) (!Jede Maschine im Lager fernsteuern) (!Normen automatisch ersetzen)

Feedback: Transport ist die Aufgabe; der konkrete Einsatzbereich bestimmt die Gefährdungen.

Was kennzeichnet einen autonomen mobilen Roboter im Materialfluss typischerweise? (Er kann seine Bewegung anhand von Umgebung und Aufgabe planen) (!Er benötigt niemals eine Energieversorgung) (!Er besitzt automatisch eine Sicherheitsfreigabe) (!Er darf ohne Risikobeurteilung überall fahren)

Feedback: Autonomes Navigieren beschreibt Verhalten, nicht die Sicherheit des Gesamtsystems.

Welche Aussage über Navigationssensoren ist korrekt? (Eine Navigationsmessung ist nicht automatisch eine nachgewiesene Schutzfunktion) (!Jeder LiDAR Sensor ist sicherheitszertifiziert) (!Eine Karte ersetzt den Personenschutz) (!Ein Herstellerfoto beweist die Schutzwirkung)

Feedback: Für Schutzfunktionen zählen geeignete Komponenten, Einbindung und Nachweise.

Was ist die wichtigste Grenze einer erfolgreichen Simulation? (Sie belegt nicht die Sicherheit des realen Einsatzes) (!Sie ersetzt die betriebliche Gefährdungsbeurteilung) (!Sie erlaubt sofort den Serienbetrieb) (!Sie beweist alle realen Bremswege)

Feedback: Ein Modell lässt reale Einflüsse und Fehler möglicherweise aus.

Wozu dient ein sicherheitsbezogenes Schutzfeld? (Es soll bei entsprechendem Eingriff die vorgesehene Schutzreaktion auslösen) (!Es ist nur eine farbige Markierung für Besucher) (!Es garantiert vollständige Hinderniserkennung in jeder Höhe) (!Es ist gleichbedeutend mit einer Navigationskarte)

Feedback: Schutzfeld und Reaktion müssen für die tatsächliche Gefährdung ausgelegt sein.

Welche Quelle hilft speziell bei betrieblichen Bereichen und Zugangsarten? (Die DGUV Fachinformation FBHM 119) (!Ein beliebiger Werbeclip ohne Nachweise) (!Eine einzelne Simulationsaufnahme) (!Ein unkommentiertes Produktfoto)

Feedback: Die DGUV betrachtet betriebliche Rahmenbedingungen, nicht nur ein Produkt.

Eine Person quert im virtuellen Lernlager den Fahrweg. Wie gehst Du vor? (Das Szenario protokollieren und offene reale Schutzfragen benennen) (!Die echte Fahrzeugroute sofort einschalten) (!Mit einer Person vor dem echten Roboter testen) (!Wegen des virtuellen Stopps die Fahrfreigabe aussprechen)

Feedback: Digitale Szenarien sind Lern- und Analysehilfen, keine Personentests.

Warum ist eine seitlich überstehende Kiste sicherheitsrelevant? (Die bewegte Last kann außerhalb der angenommenen Fahrzeugkontur wirken) (!Die Ladung beseitigt sämtliche Quetschstellen) (!Nur die Farbe der Kiste verändert das Risiko) (!Eine einzelne Scanebene erfasst stets jeden Überhang)

Feedback: Fahrzeug, Anbaugeräte und Transportgut können gemeinsam gefährliche Bereiche bilden.

Die reale Transportlast würde geändert. Welche Folgerung ist angemessen? (Die Änderung erfordert eine erneute Betrachtung der betroffenen Risiken) (!Alte Simulationsergebnisse bleiben automatisch ein Freigabenachweis) (!Ein neues Produktbild genügt für die Freigabe) (!Bei autonomen Systemen sind Laständerungen bedeutungslos)

Feedback: Änderungen können Geometrie, Stabilität und Schutzkonzept beeinflussen.

Wie ist ein ISO Normenentwurf fachlich einzuordnen? (Als Entwurf und nicht als bereits veröffentlichte Nachfolgeausgabe) (!Als automatische Aufhebung aller Betriebspflichten) (!Als Fahrfreigabe für jede Roboterplattform) (!Als Beweis einer vollständig getesteten Anlage)

Feedback: Prüfe immer Ausgabedatum, Status und Anwendungsbereich.

Memory

FTF	Fahrerloses Transportfahrzeug
AMR	Autonomer mobiler Roboter
Navigation	Wegfindung und Lokalisierung
Schutzfeld	Bereich für eine festgelegte Schutzreaktion
Risikobeurteilung	Systematische Bewertung von Gefährdungen
Simulation	Untersuchung eines digitalen Modells
Validierung	Nachweis der Eignung im vorgesehenen Einsatz
Änderungsmanagement	Geregelte Bewertung von Veränderungen

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Aufgabe im Sicherheitskonzept
Navigation	Weg zum Ziel ermitteln
Schutzfunktion	Gefährdende Bewegung wirksam begrenzen
Simulation	Verhalten im digitalen Modell untersuchen
Unterweisung	Beschäftigte zu Gefahren informieren
Validierung	Erforderliche Wirksamkeit nachweisen
Quellenkritik	Aussage und Beleglage unterscheiden

Kreuzworträtsel

Schutzfeld	Welcher überwachte Bereich kann eine festgelegte Schutzreaktion auslösen?
Navigation	Wie heißt das Bestimmen und Verfolgen eines Weges?
Simulation	Wie heißt die Erprobung eines digitalen Modells?
Lastüberhang	Wie heißt ein seitliches Herausragen des Transportguts?
Stillstand	Welcher Zustand beendet eine gefahrbringende Fahrbewegung?
Risikobeurteilung	Wie heißt die systematische Einschätzung von Gefährdungen?

LearningApps

Dies ist eine Suchansicht für externe Lernspiele; Qualität und Verfügbarkeit einzelner Treffer müssen geprüft werden.

Lückentext

Ein fahrerloses Transportfahrzeug übernimmt den innerbetrieblichen

.

Ein AMR nutzt Informationen über seine

für die Bewegung.

Eine digitale Erprobung heißt

.

Eine Navigationsmessung ist nicht automatisch eine geeignete

.

Ein definierter überwachter Bereich heißt

.

Auch das transportierte Gut gehört zur gefährlichen bewegten

.

Die systematische Einschätzung von Gefährdungen heißt

.

Eine veränderte Last kann eine erneute

nötig machen.

Für betriebliche Hinweise zu automatisierten Fahrzeugen ist die

eine wichtige Quelle.

Aus einem Simulationsergebnis entsteht keine reale

.

Offene Aufgaben

Arbeite nur an Papiermodellen, Quellen und vollständig getrennten Simulationen.

Leicht – Basis

Materialfluss: Zeichne den Weg von der Warenannahme zur Montage und markiere eine Kreuzung mit Personen. Feedback-Kriterium: Die Begegnungsstelle muss erkennbar sein, weil dort ein möglicher Konflikt entsteht.
Fahrerloses Transportfahrzeug: Erkläre einem neuen Auszubildenden FTF und AMR mit jeweils einem Satz. Feedback-Kriterium: Unterscheide Aufgabe und Navigation, nicht angebliche Sicherheitsgarantien.
Laserscanner: Beschrifte auf einer eigenen Skizze Sensor, Lastüberhang und möglichen blinden Bereich. Feedback-Kriterium: Ein Gerätefoto allein verrät die Schutzwirkung nicht.
Medienkompetenz: Wähle ein Commons-Bild und benenne Urheber und Lizenz. Feedback-Kriterium: Die Bildquellenangabe macht die Nachnutzung nachvollziehbar.

Standard – Anwendung

Simulation: Lege zwei rein virtuelle Situationen mit und ohne Hindernis an und fülle den Beobachtungsbogen aus. Feedback-Kriterium: Nenne stets eine Aussage, die der Test nicht erlaubt.
Gefährdungsbeurteilung: Erstelle für die Kreuzung eine Tabelle aus Gefährdung, möglicher Folge und offener Schutzfrage. Feedback-Kriterium: Die Personenperspektive muss vorkommen.
Quellenkritik: Vergleiche Pilz-Video, DGUV FBHM-119 und ISO-Überblick nach Zweck, Aussage und Grenze. Feedback-Kriterium: Werbung, Orientierung und Normanforderung dürfen nicht gleichgesetzt werden.
Arbeitsschutz: Gestalte ein kurzes Infoplakat mit „Nicht aus Simulation freigeben“. Feedback-Kriterium: Es nennt sowohl die Grenze als auch den zuständigen fachlichen Prüfprozess.

Schwer – Transfer

Sicherheitskonzept: Entwerfe für das fiktive Lernlager ein Portfolio zu Fußgängern, Lastüberhang und Übergabestation. Feedback-Kriterium: Technische Maßnahmen gehen bloßen Warnhinweisen voraus.
Fehlermanagement: Beschreibe, wie Deine Bewertung bei Kommunikationsverlust oder geändertem Fahrweg angepasst werden muss. Feedback-Kriterium: Unterstelle keine unbewiesene Fehlerreaktion.
Wissenschaftliches Arbeiten: Produziere ein kommentiertes Bildschirmvideo eines rein virtuellen Tests mit Quellenkritik. Feedback-Kriterium: Der Schluss benennt ausdrücklich fehlende reale Nachweise.
Berufliche Handlungskompetenz: Verfasse eine begründete Empfehlung an die fiktive Ausbildungsleitung, weshalb keine reale Freigabe erfolgen darf. Feedback-Kriterium: Benenne offene Risiken, Nachweisbedarf und autorisierte Zuständigkeiten.

Lernkontrolle

Transfer: Übertrage das Lernlager auf einen Krankenhausflur und erläutere, weshalb andere Personengruppen und Zugangsregeln eine neue Beurteilung erfordern.
Systemdenken: Erkläre den Unterschied zwischen „Hindernis im Simulator erkannt“ und „sicherheitsbezogene Stoppfunktion im realen Einsatz nachgewiesen“.
Logistik: Begründe an einer Palettenübergabe, weshalb die gesamte bewegte Last und nicht nur die Plattform betrachtet werden muss.
Arbeitsschutz: Ordne für eine unübersichtliche Kreuzung konstruktive, technische und organisatorische Maßnahmen ein und begründe ihre Rangfolge.
Quellenkritik: Bewerte eine Herstellerwerbung, die aus einer kurzen Vorführung auf allgemeine Sicherheit schließt, mithilfe unabhängiger Quellen.
Verantwortung: Formuliere nach einer virtuellen Testreihe ein Übergabeprotokoll, das offene Prüfungen benennt und keine Freigabe erteilt.

Lernnachweis

Ein beschrifteter Lageplan des fiktiven Materialflusses mit Begegnungs- und Übergabestellen.
Eine dokumentierte Gegenüberstellung von Navigationsfunktion und sicherheitsbezogener Schutzfunktion.
Ein Protokoll mindestens zweier rein virtueller Szenarien mit Annahmen, Beobachtungen und Modellgrenzen.
Eine Risikoübersicht zu Fußgängern, Lastkontur, Erfassungsgrenzen und Änderungen.
Ein Quellenvergleich mit erkennbarem Unterschied zwischen Norm, Unfallversicherung, Hersteller und Simulator.
Eine schriftliche Schlussentscheidung: Keine reale Fahrfreigabe aus Simulationsergebnissen, mit fachlicher Begründung und benanntem weiteren Nachweisbedarf.

Bewertungsmaßstab: Basis = zutreffende Begriffe. Anwendung = nachvollziehbare Gefährdungen und Belege. Transfer = begründete Grenzen, Alternativen und Zuständigkeiten. Eine reale Sicherheitsprüfung oder Freigabe ist ausdrücklich kein Lernnachweis.

OERs zum Thema

Wikipedia als Einstieg, nicht als sicherheitstechnische Autorität:

Fachlich geprüfte Anlaufstellen und Simulationsquellen:

ISO 3691-4:2023 – Status und Geltungsbereich, Normtext urheberrechtlich geschützt.
ISO 12100:2010 – Risikobeurteilung, Normtext urheberrechtlich geschützt.
DGUV FBHM-119 – März 2026, Betreiberperspektive.
DGUV Praxisbericht – November 2024, Einzelfall, keine Anleitung zum Nachmachen.
Gazebo Harmonic – offizielle Tutorials, frei zugängliche Simulator-Dokumentation.
rbot – AMR-Simulationsprojekt 2026, Quellcode laut Projekt Apache-2.0, nur isoliert virtuell verwenden.

Medien- und Rechteprüfung

Stand: 11.10.2026. Die folgenden Dateien wurden auf Wikimedia Commons mit angegebenen Lizenzen gefunden. Bei Nachnutzung Urheber, Lizenz und Dateiseite angeben; Änderungen kennzeichnen. Commons-Dateiseiten bleiben für genaue Bedingungen maßgeblich.

Verwendetes Medium	Urheber und Lizenz
	Marc Auledas Noguera, CC BY 4.0
	Marta Veverica, CC BY-SA 4.0
	Björn Heller, CC BY-SA 3.0 DE
	Timmo / ek robotics GmbH, CC BY-SA 4.0
Datei:Jungheinrich EAE 212a autonomous mobile robot.webm	Marc Auledas Noguera, CC BY 4.0
Datei:Jungheinrich ERC 213a 217a Automated Guided Vehicle stacking pallet.webm	Marc Auledas Noguera, CC BY 4.0

Videohinweis: YouTube-Einbettungen (Pilz, Gazebo und rbot) sind Quellenverweise auf fremdgehostete Videos und nicht automatisch OER. Keine Kopien, Bearbeitungen oder Weiterverbreitung ohne Rechteprüfung. Hersteller- und Communitydemonstrationen sind keine geprüften Sicherheitsfreigaben.