Roboter in der Gebäudereinigung: Immer effizienter ­und intelligenter

An Robotik kommt in der Gebäudereinigung keiner mehr vorbei. Trotz vieler Vorteile gibt es aber auch einige Herausforderungen beim Einsatz autonomer Reinigungsmaschinen - und das in ganz unterschiedlicher Hinsicht. Was das für die Branche bedeutet.

Autonome Maschinen sind in der Lage, Reinigungsaufgaben ohne menschliche Aufsicht oder Eingriffe durchzuführen. Sie versprechen nicht nur eine Verbesserung der Effizienz und Nachhaltigkeit, sondern werden auch weitreichende wirtschaftliche Auswirkungen auf die Gebäudereinigung und das Reinigungspersonal haben. Die Technologien bieten eine Reihe von Vorteilen, insbesondere in großen Gebäuden, in denen die manuelle Reinigung sehr zeit- und personalaufwendig sowie kostenintensiv ist. Zudem ermöglichen die autonomen Steuerungen eine konstant hohe Qualität der Reinigungsergebnisse.

Erste Ideen schon in den 1950er-Jahren

Die Idee eines automatisierten Reinigungsgeräts existiert schon seit den 1950er-Jahren, doch erst zu Beginn des 21. Jahrhunderts nahm die Technologie eine marktfähige Form an. Der Weg von den ersten Schritten bis zu den aktuellen autonomen Reinigungsmaschinen war lang, steinig und von zahlreichen Rückschlägen geprägt, aber auch von technischen und innovativen Durchbrüchen.

Im Jahr 2002 wurde der iRobot von Roomba auf den Markt gebracht – der erste erfolgreiche autonome Staubsauger. Er verwendete eine einfache Navigationsmuster-Logik und Sensoren, um Hindernisse zu erkennen und sich in einem Raum zu orientieren. In den ersten Jahren war die Technologie noch recht simpel und störanfällig, doch der iRobot markierte einen Wendepunkt, weil damit erstmals ein Gerät auf den Markt gebracht wurde, das das tägliche Saugen autonom übernehmen konnte.

Vor 20 Jahren ging es richtig los

In den Jahren 2005 bis 2010 erlebten Saug- und Reinigungsroboter einen regelrechten Hype. Verschiedene Unternehmen begannen, Modelle mit besseren Navigationssystemen und leistungsfähigeren Akkus auf den Markt zu bringen. Die ersten Reinigungsroboter mit Laser-Navigation und Lidar-Technologie wurden entwickelt. Dadurch waren die Geräte in der Lage, selbstständig präzisere Karten von Räumen zu erstellen und effizient zu reinigen. Diese Fortschritte ermöglichten es den autonomen Maschinen, in der professionellen Gebäudereinigung Fuß zu fassen.

Autonome Reinigungsmaschinen, überwiegend Scheuersaugautomaten und Saugroboter, die zunehmend in der Gebäudereinigung und auch in Privathaushalten eingesetzt werden, unterscheiden sich von herkömmlichen Geräten durch ihre Fähigkeit zur Selbstnavigation, die Nutzung fortschrittlicher und moderner Sensortechnologie und die Fähigkeit, in intelligente Gebäudeverwaltungssysteme eingebunden zu werden.

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Lidar: Orientierung durch Laserstrahlen

Bei der Sensortechnik kommen derzeit verschiedene Systeme zum Einsatz, je nach Hersteller und Reinigungsaufgabe. Zu den gängigsten Sensortechnologien gehört der Lidar-Laser. Lidar (Light Detection and Ranging) ist eine elektrooptische Methode, die mit Laserstrahlen Abstand, Geschwindigkeit, Form und Oberflächenbeschaffenheit von Objekten messen kann. Die Technologie ermöglicht es den Maschinen, ihre Umgebung durch die Messung von Licht­reflexionen zu scannen und eine detaillierte Karte des Bereichs zu erstellen. Lidar wird häufig bei autonomen Scheuersaugautomaten für große Verkehrs­flächen, Flure und Eingangsbereiche in Einkaufszentren, Verwaltungsgebäuden, Turnhallen und zum Teil auch in Klinikbereichen eingesetzt. Die Technologie ermöglicht eine präzise Navigation in komplexen Umgebungen, auch mit temporären Hindernissen wie Nutzern oder beweglichem Inventar.

Mit Kamera und Ultraschallsenoren

Eine andere Art der Sensortechnik sind leistungs­starke Kameras in Verbindung mit einer maßgeschneiderten Computersteuerung und Ultraschallsensoren. Mithilfe der Kamera und den Sensoren sowie Computeralgorithmen für die Bildverarbeitung werden Hindernisse erkannt. Die so gesteuerten autonomen Reinigungsmaschinen können nicht nur eine programmierte Route abfahren, sondern auch flexibel auf Änderungen reagieren. Zwingende Voraussetzung ist jedoch, dass die Route vorab festgelegt wurde.

KI und Cloud-Computing

Smart Connectivity und IoT sind moderne Steuerungstechniken, die es ermöglichen, Daten in Echtzeit zu sammeln und zu analysieren. Moderne autonome Reinigungsmaschinen mit Lidar-Technologie sind zum Beispiel oft mit Fall- oder Sturzsensoren ausgestattet, die verhindern, dass die Maschine die Treppe hinunterfällt oder über einen Absatz kippt. Zudem sind häufig Schmutzsensoren verbaut, die stärker verschmutzte Stellen im Raum erkennen, sodass diese Bereiche intensiver gereinigt werden können. Gebäude­dienstleister können den Status der Maschinen überwachen, Wartungsbedarf feststellen oder den Reinigungsplan anpassen – und das alles, ohne vor Ort sein zu müssen. Dazu ist es jedoch nötig, dass die autonomen Maschinen mit Künstlicher Intelligenz (KI), maschinellem Lernen und Cloud-Computing ausgestattet sind. Aktuelle Modelle sind in der Lage, sich an verschiedene Raumkonfigurationen und Nutzungsgewohnheiten anzupassen, ihre Reinigungsstrategien zu optimieren und sogar die Reinigungspläne durch App-Steuerung in ein kompatibles Gebäudemanagementsystem zu integrieren.

Mit Robotik die Betriebskosten senken

Einer der größten wirtschaftlichen Vorteile autonomer Reinigungsmaschinen ist die Reduzierung der Betriebskosten. In traditionellen Reinigungsprozessen sind Arbeitskräfte der größte Kostenfaktor. Der Einsatz von Robotern zur Automatisierung von Routineaufgaben wie Staubsaugen, Wischen oder Fensterreinigen reduziert den Bedarf an menschlichen Arbeitskräften und senkt damit die Personalkosten. Auch ermöglicht der Einsatz von Robotik es dem Gebäudedienstleister, die Zahl der Reinigungskräfte für Routineaufgaben zu verringern, ohne an Reinigungsqualität zu verlieren und somit auf die vorherr­schende Personalknappheit in der Branche zu reagieren. Gleichzeitig benötigen autonome Reinigungsmaschinen nur minimale Aufsicht und können kontinuierlich arbeiten – auch nachts oder an Wochenenden. Dadurch werden Reinigungszeiten maximiert und die Auslastung der Maschinen optimiert. Die Investitionskosten amortisieren sich durch reduzierte Personalkosten und die effizientere Nutzung (Maschinenlaufzeiten) in einem überschaubaren Zeitraum.

Die Ressourcen besser nutzen

Darüber hinaus bietet autonome Technik die Möglichkeit zur Ressourcenoptimierung. Moderne Maschinen sind in der Lage, genau zu berechnen, wie viel Wasser, Reinigungsmittel und Energie für eine bestimmte Fläche benötigt werden. Dies führt zu einer erheblichen Reduzierung des Verbrauchs von Reinigungsmitteln und Wasser, was sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich vorteilhaft ist. Besonders in großen Gebäuden kann dies zu signifikanten Kostensenkungen führen.

Autonome Reinigungsmaschinen ermöglichen eine 24/7-Reinigung ohne Unterbrechung und verbessern die Produktivität und somit den wirtschaftlichen Erfolg des Gebäudereinigungsunternehmens. Menschen benötigen Pausen, Urlaub oder sind krank, was die Kosten für die Reinigungsarbeit häufig wirtschaftlich ineffizient macht. Maschinen hingegen arbeiten kontinuierlich und ohne Ermüdung, werden nicht krank und das Wort Urlaub ist ihnen unbekannt.

Gleichbleibend hohe Reinigungsqualität

Ein weiterer wirtschaftlicher Vorteil ist die konstant hohe Qualität bei der Reinigung. Da die Maschinen nur auf programmierte Algorithmen und fortschrittliche Sensoren angewiesen sind, ist ihre Arbeit weniger anfällig für Fehler. Autonome Maschinen bieten eine gleichbleibend hohe Reinigungsqualität, die auf längere Sicht die Kundenzufriedenheit und den Ruf eines Unternehmens steigern kann. Zudem können die Maschinen durch den Einsatz intelligenter Systeme auch Daten sammeln, die zur Optimierung der Reinigungsstrategien genutzt werden können. Gebäudedienstleister können detaillierte Berichte über die Effektivität der Reinigung und den Zustand von Maschine, Oberflächen oder Räumen erhalten, ohne das Gebäude zu betreten oder vor Ort sein zu müssen.

Hohe Anfangsinvestitionen

Trotz der vielen Vorteile gibt es auch Herausforderungen, die mit der Einführung autonomer Reinigungsmaschinen in der Gebäudereinigung verbunden sind. Zum einen sind die Anschaffungskosten vergleichsweise hoch. Langfristig werden durch Kosteneinsparungen bei Arbeitskräften und Ressourcen zwar die anfänglichen Investitionskosten und die laufenden Wartungskosten wieder eingespielt, doch zuvor müssen die finanziellen Mittel für die Anschaffung aufgebracht und ein Serviceteam für die autonomen Maschinen installiert werden.

Zudem erfordern der Betrieb und die Wartung eine ordentliche Portion technisches Wissen sowie ein tiefes Verständnis für die Funktionsweisen. Das Gebäudereinigungsunternehmen muss in der ­Lage sein, mit den autonomen Reinigungsmaschinen zu interagieren, sie zu überwachen und gegebenenfalls Wartungsarbeiten oder Software-Updates durchzuführen. Außerdem sollen die Maschinen oft in bestehende IT-Infrastrukturen und Gebäudeautomatisierungssysteme integriert werden. Dieser Integrationsprozess kann komplex und teuer sein; insbesondere in älteren Gebäuden ohne moderne Infrastruktur ist dies oft eine unterschätzte Aufgabe.

Auf der anderen Seite könnten neue Arbeitsplätze im Bereich der Wartung, Programmierung und Überwachung autonomer Maschinen entstehen. Kurzum: Ein Gebäudereinigungsunternehmen benötigt für den effizienten und störungsfreien Einsatz von autonomen Maschinen technische Mitarbeiter, die über die spezifischen fachlichen Anforderungen verfügen. Für die betroffenen Arbeitskräfte sind Weiterbildungen oder Umschulungen erforderlich, um sie auf die neuen Anforderungen vorzubereiten.

Der Bedarf an Personal dürfte sinken

Die Zukunft der autonomen Reinigungsmaschinen in der Gebäudereinigung sieht vielversprechend aus. Technologische Fortschritte in den Bereichen KI, maschinelles Lernen und Sensortechnologie werden es den Maschinen ermöglichen, noch autonomer und effizienter zu arbeiten. Ein weiterer wichtiger Punkt für Gebäudedienstleister ist die Auswirkung aufs Thema Personal: Der verstärkte Einsatz autonomer Maschinen wird voraussichtlich zu einem Rückgang der Nachfrage nach traditionellem Reinigungs- und auch Facility-Management-Personal führen.

Aus Erfahrungen lernen

Gleichzeitig bilden sich einige Schlüsseltrends heraus, die in den kommenden Jahren zu erwarten sind. Mit der Weiterentwicklung von KI und maschinellem Lernen kann erwartet werden, dass autonome Reinigungsmaschinen zunehmend intelligenter werden. Sie werden in der Lage sein, aus Erfahrungen zu lernen und ihre Reinigungsstrategien kontinuierlich zu verbessern. Zukünftige Maschinen könnten sogar standardmäßig in der Lage sein, die Art des Schmutzes und die Reinigungsoberfläche zu erkennen und die Reinigungsparameter entsprechend anzupassen. Dies würde zu einer noch effizienteren Ressourcennutzung und einer weit besseren Anpassung an die unterschiedlichen Reinigungsumgebungen führen.

Durch die verstärkte Integration von Cloud-Technolo­gien können autonome Reinigungsmaschinen zukünftig in Echtzeit mit anderen Geräten und Systemen kommunizieren. Gebäudereinigungs- und FM-Unternehmen werden in die Lage versetzt, über zentrale Plattformen auf eine Vielzahl von Daten wie Frequentierung der Reinigungsfläche, Schmutz­aufkommen, Maschinenlaufzeiten oder Reinigungsflottenverbrauch zuzugreifen. Es besteht dann die Möglichkeit, die autonomen Reinigungsmaschinen aus der Ferne zu steuern oder von einem übergeordneten Gebäudeautomationssystem steuern zu lassen.

Die nächste Stufe der Entwicklung wird die Inte­gration autonomer Maschinen in Smart Buildings sein. In einer zunehmend vernetzten Welt werden Reinigungsroboter Teil eines größeren Systems von intelligenten Gebäudetechnologien, kollektiver Intelligenz oder Schwarm­intelligenz. Sie werden nicht nur in der Lage sein, ihre eigenen Reinigungspläne zu erstellen, sondern auch, sich mit anderen Geräten aus den Bereichen Heizung, Lüftung, Klimatechnik, Beleuchtung oder Sicherheitssystemen abzustimmen, um die Gebäudebetriebskosten weiter zu senken und die Qualität für die Gebäude- und nutzerorientierte Sauberkeit zu erhöhen.

Auch in der Gebäudereinigung steigt der Druck zur Verringerung des ökologischen Fußabdrucks. Nachhaltigkeit wird eine zentrale Rolle bei der Weiterentwicklung autonomer Maschinen spielen. Die Maschinen dürften zunehmend mit umweltfreundlichen innovativen Technologien ausgestattet werden, die den Wasser- und Energieverbrauch durch technische Innovationen und permanenten Datenaustausch weiter reduzieren. Ebenso werden sie mit umweltverträglicheren und leistungsfähigeren Batterien versehen werden, die sicherlich eine deutlich längere Lebensdauer in Verbindung mit kürzeren Ladezeiten und höherer Leistungsaus­beute zu geringeren Kosten bieten werden.

Alles in allem haben autonome Reinigungsmaschinen das Potenzial, die Branche in vielerlei Hinsicht zu verändern oder gar zu revolutionieren. Die wirtschaftlichen Vorteile sind unbestreitbar – von der Reduzierung der Betriebskosten über die Verbesserung der Reinigungsproduktivität bis zur Steigerung der Reinigungsqualität und Abschwächung der Problematik bei der Suche nach geeignetem Reinigungspersonal. Gleichzeitig gibt es eine große Herausforderung in Bezug auf die Investitionskosten und die Integration der Technologien in die bestehenden Unternehmens- und Kundenstrukturen.

Den Übergang gestalten

Für Gebäudereinigungsunternehmen wird es entscheidend sein, sich frühzeitig mit der Technologie auseinanderzusetzen, um die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu sichern und auszubauen. Gleichzeitig müssen Maßnahmen ergriffen werden, um die Auswirkungen auf das Reinigungspersonal abzufedern und den Übergang zu einer stärker automatisierten Gebäude­reinigung sozialverträglich zu gestalten. Längerfristig ist zu erwarten, dass autonome Reinigungsmaschinen alle Reinigungsaufgaben übernehmen werden, die sich nach einem festen Muster in sich wiederholenden Raumgruppen abbilden lassen. Die Maschinen werden völlig selbsttätig agieren und Reinigungskräfte erst dann anfordern, wenn sie auf Aufgaben stoßen, die von der autonomen Steuerung nicht gelöst werden können oder es ein technisches Problem gibt.

Uwe Büttner | heike.holland@holzmann-medien.de

Uwe Büttner

ist Gebäudereinigermeister, öffentlich ­bestellter ­­und ­vereidigter Sachverständiger ­und ­selbst­ständiger Berater mit dem ­­Schwerpunkt öffentliche Ausschreibungen ­(­www.reinigungsexperte.de).