Sicherheitsroboter Winter: Betrieb bei Frost und Schnee

Der Werkleiter eines Logistikstandorts in Oberösterreich rief uns am 14. Januar 2024 um 04:17 Uhr an. Außentemperatur minus 17 Grad. Der Wachposten am Westtor war seit 03:40 Uhr nicht erreichbar. Gegen 05:30 Uhr stellte sich heraus: der Kollege saß im beheizten Pförtnercontainer und hatte die Außenrunde wegen Eisglätte abgebrochen. Das ist kein Einzelfall, das ist der Januarbetrieb im DACH-Raum. Genau hier liegt der Anwendungsfall für Sicherheitsroboter im Winter, und genau hier trennt sich Marketingmaterial von belastbarer Spezifikation.

Sicherheitsroboter Winter: Was der DACH-Betrieb tatsächlich verlangt

Wer Patrouilleroboter für Frost spezifiziert, beginnt mit dem Temperaturfenster. Mindestanforderung für deutsche, österreichische und Schweizer Industriestandorte: minus 20 Grad bis plus 50 Grad Dauerbetrieb. Wer darunter spezifiziert, kauft ein Gerät für drei Quartale.

Die Schutzklasse entscheidet den Rest. IP54 deckt leichten Regen und Spritzwasser. Für Schneeverwehungen, schmelzenden Schnee an Sensorhauben und Eiswasser bei Tauwetter braucht es IP65 aufwärts. Der Unterschied wird relevant, wenn der Roboter um 06:00 Uhr durch eine Pfütze fährt, in der gestreutes Salz gelöst ist.

Bodenbeläge wechseln im Tagesverlauf zwischen Schneematsch, blankem Eis und nassem Streusalz. Das beeinflusst Traktion, Sensorhöhe und Bremsweg direkt. Ein Sensorring auf 35 cm Höhe verschwindet im Schneehaufen am Bordstein. Schichtbetrieb 24/7 bedeutet zudem Patrouille bei minus 15 Grad um 03:00 Uhr, ohne dass jemand das Gerät zurück in die Halle schiebt.

Wichtige Abgrenzung im Portfolio: Der QR-2 Außenroboter mit Thermalsensorik ist für diese Bedingungen spezifiziert und vertraglich freigegeben. Der QR-1 ist es nicht. QR-1 läuft im Innenbereich und in milden Außenklimaten, hat aber keine Freigabe für den Dauerwinterbetrieb. Wer QR-1 im Januar bei minus 12 Grad draußen einsetzt, verliert Garantie und Versicherungsschutz.

Akkuverhalten und Lithium-Chemie bei Frost

Lithium-Ionen-Zellen sind die kritischste Komponente im Winter. Bei minus 10 Grad verlieren handelsübliche Zellen rund 20 Prozent nutzbare Kapazität. Bei minus 20 Grad bis zu 35 Prozent. Das ist keine Software-Frage, das ist Elektrochemie.

Schlimmer als der Kapazitätsverlust ist der Ladevorgang. Wird eine Lithium-Zelle unter null Grad Zellinnentemperatur geladen, lagert sich metallisches Lithium an der Anode ab. Dieses Lithium-Plating ist irreversibel, reduziert die Kapazität dauerhaft und erhöht das Brandrisiko. Jeder Sicherheitsroboter ohne aktive Akkuvorheizung ist im Winter ein Garantiefall in Vorbereitung.

Der QR-2 verwendet eine isolierte Akkubox mit Heizfolie. Das Lademanagement gibt Ladestrom erst frei, wenn die Zelle plus 5 Grad Innentemperatur erreicht hat. Das verlängert den Dockingvorgang im Januar um einige Minuten, schützt aber die Zellchemie. Patrouillenintervalle verkürzen sich im Winter trotzdem um rund 15 Prozent. Wer im Sommer 90 Minuten Außenrunde fährt, plant im Januar mit 75 Minuten zwischen Dockingphasen.

Die Dockingstation selbst muss thermisch ausgelegt sein. Eine Station, die im Freien bei minus 18 Grad steht und keine eigene Heizung hat, ist eine Eisskulptur mit Steckkontakt. Beim Ersatzakku-Wechsel innerhalb der Dockingphase fällt die Standzeit pro Wechsel unter 4 Minuten, vorausgesetzt das Personal ist eingewiesen.

Thermalsensorik und Personenerkennung im Schneefall

Dichter Schneefall reduziert die nutzbare RGB-Sichtweite auf 8 bis 15 Meter. Bei starkem Schneetreiben kann eine Person in dunkler Kleidung auf 12 Metern Distanz für eine herkömmliche Kamera unsichtbar werden. Eine Thermalkamera im Winter sieht dieselbe Person bis 60 Meter zuverlässig, weil die Hautoberfläche rund 30 Grad wärmer ist als die Umgebung.

Personenerkennung über Wärmesignatur funktioniert auch dann, wenn jemand Tarnkleidung oder verschneite Jacken trägt. Die Brust- und Gesichtsregion strahlt unabhängig vom textilen Muster. Das ist der operative Grund, warum Thermalsensorik im Perimeterschutz Winter nicht optional ist.

LiDAR liefert hervorragende Geometriedaten, hat aber im dichten Schneefall ein Rauschproblem. Jede Schneeflocke ist ein Reflexionspunkt. Ohne kalibrierte Filteralgorithmen erzeugt das eine Punktwolke aus Geistern. Der QR-3 für KRITIS mit LiDAR kombiniert LiDAR mit Thermal und gleicht Ausfälle einzelner Sensormodalitäten kontextuell aus. Wenn LiDAR Rauschen meldet, gewinnt die Thermalspur an Gewicht. Wenn die Thermalkamera kurzzeitig vereist, übernimmt LiDAR die Geometrie.

Die Falsch-Positiv-Rate steigt bei Schneeverwehungen ohne kontextuelle Bewegungsfilter. Eine vom Wind getriebene Schneewolke kann eine schlecht parametrierte Erkennung auslösen. Die Lösung ist nicht Sensorabschaltung, sondern Bewegungsmusterfilter, die Schneedrift von menschlicher Schrittfrequenz unterscheiden.

Bodenbeschaffenheit, Traktion und befahrbare Routen

Kein mobiler Outdoor Roboter im Schnee fährt durch 15 cm Neuschnee. Die ehrliche Obergrenze für aktuelle Plattformen liegt bei 8 cm. Das bedeutet operativ: Der Räumdienst muss Patrouillenrouten vor Schichtbeginn priorisieren, nicht erst nach dem Räumen der Zufahrt für die LKW.

Auf vereisten Flächen reduziert sich die zulässige Fahrgeschwindigkeit von 1,5 m/s auf 0,8 m/s. Kurvenradien werden größer, weil die Reifen seitlich keine Haftung aufbauen. Wer das nicht in der Patrouillenkonfiguration berücksichtigt, sieht im Januar Roboter, die in eine Außenwand rutschen.

Streusalz greift Lagerdichtungen an. Das ist kein theoretisches Problem, das ist nach acht Wochen Salzeintrag an den Antriebsachsen messbar. Wartungsintervalle im Winterhalbjahr verkürzen sich daher von halbjährlich auf vierteljährlich. Quarero plant das im Service ein.

In der praktischen Umsetzung definieren wir mit dem Kunden Winterrouten separat von Sommerrouten. Steigungen über 8 Prozent sperren wir bei Eisbildung und decken den Sektor über eine Festkamera mit Thermalmodul ab. Das ist eine Designentscheidung, keine Notlösung. Wer das im November plant, hat im Januar keinen Anruf um 04:17 Uhr. Eine vertiefte Strukturierung steht im Beitrag Perimeterschutz im Industriepark.

Wartung, Reinigung und Dichtungspflege im Winterhalbjahr

Wartung im Winter ist Sichtprüfung plus mechanische Pflege. Wöchentlich kontrolliert der Werkschutz oder der Quarero-Techniker die Sensorhauben auf Eisansatz und die Dichtungen auf Salzkristalle. Salzkristalle in einer Dichtlippe wirken wie Schmirgelpapier. Wer sie sechs Wochen ignoriert, ersetzt die Dichtung im Frühjahr.

Hochdruckreiniger sind erlaubt, aber nicht jeder. Maximal 80 bar, mindestens 30 cm Abstand zur Sensorhaube, nie direkt auf Dichtspalten. Wer mit 150 bar aus 10 cm reinigt, drückt Wasser über die Dichtlippen ins Gehäuse. Dann läuft der Roboter noch zwei Wochen und stirbt im Februar.

Reifenprofil ist messbar. Monatliche Profilmessung, Untergrenze 3 mm im Winter. Darunter ist die Traktion auf Schneematsch nicht mehr akzeptabel, und der Bremsweg verlängert sich um mehrere Meter.

Im Robotics-as-a-Service Modell ist Wartung im monatlichen Servicepreis enthalten. Kein zusätzlicher Wartungsvertrag, kein Stundensatz pro Einsatz. Bei Komplettausfall stellt Quarero vertraglich ein Austauschgerät innerhalb von 48 Stunden bereit. Das ist der Punkt, an dem RaaS sich vom Kauf unterscheidet: Der Betreiber trägt nicht das Risiko der Hardwareverfügbarkeit.

Vergleich Personalwachschutz vs. Roboter im Winter

Die Vergleichsrechnung wird im Januar deutlicher als im Mai. Wachpersonal bei minus 15 Grad braucht verkürzte Außenintervalle, hat tariflich geregelte Pausenpflichten bei Kälteexposition und zeigt im Januar und Februar deutlich höhere Krankenquoten als im Restjahr. Das ist keine Kritik am Personal, das ist Arbeitsmedizin.

Die BDSW-Branchendaten dokumentieren eine Kostenentwicklung im Sicherheitsgewerbe, die über die allgemeine Mindestlohnentwicklung hinausgeht, und eine strukturelle Personalknappheit, die im Winterbetrieb am schärfsten wird. Ein 24/7-besetzter Außenposten kostet im DACH-Raum aktuell zwischen 15.000 und 25.000 Euro pro Monat, abhängig von Tarifgebiet, Erschwerniszulagen und Zuschlagsstruktur.

Ein QR-2 mit Winterspezifikation im RaaS-Modell liegt bei rund 3.500 Euro pro Monat, inklusive Wartung, Software-Updates und Austauschgerätegarantie. Der Roboter pausiert nicht, friert nicht, fordert keine Erschwerniszulage und meldet sich nicht krank. Er ersetzt aber nicht die Eskalationskompetenz eines geschulten Mitarbeiters.

Operativ stabilste Konfiguration ist daher das Hybridmodell: Der Roboter übernimmt den Außenperimeter, der Mensch sitzt im Empfang oder in der Leitstelle und übernimmt Eskalation, Besucherempfang und Interventionskoordination. Die detaillierte Rechnung mit Tarifgebieten und Zuschlagsfaktoren steht im TCO-Vergleich Wachschutz und Robotik.

Normative Anforderungen und Konformität

Drei Regelwerke sind für den Wintereinsatz relevant. Erstens definiert EN ISO 13482 Sicherheitsanforderungen für mobile Serviceroboter. Die Norm ist ursprünglich für Pflege- und Assistenzroboter entwickelt worden, wird aber für Patrouilleroboter analog angewandt, weil die Mensch-Roboter-Interaktion vergleichbar ist.

Zweitens verpflichtet die EU-Maschinenverordnung 2023/1230 den Hersteller zur Risikobewertung umgebungsspezifischer Einsatzszenarien. Das schließt Wetterbedingungen ausdrücklich ein. Ein Hersteller, der seinen Roboter ohne dokumentierte Wintergrenzwerte vertreibt, erfüllt die Verordnung nicht.

Drittens verlangt die BSI-Kritisverordnung für KRITIS-Betreiber dokumentierte Verfügbarkeitsmaßnahmen, auch unter extremen Wetterbedingungen. Wer kritische Infrastruktur betreibt, muss nachweisen, dass die Perimetersicherung bei minus 20 Grad und Schneesturm weiter funktioniert. Eine Streife, die bei Eisglätte ausfällt, ist in der Auditdokumentation eine Lücke.

Quarero liefert Konformitätserklärung und schriftliche Wetterbetriebsgrenzen mit jedem Vertragsabschluss. Versicherungstechnisch ist diese schriftliche Wetterspezifikation Voraussetzung für die Betriebshaftpflichtdeckung. Ohne sie steht der Betreiber im Schadensfall mit der Aussage allein, der Roboter sei "schon irgendwie wintertauglich" gewesen. Das hält keiner gerichtlichen Prüfung stand. Eine zusätzliche Einordnung in das Gesamtkonzept findet sich unter Perimeterschutz Übersicht.

Pilotprojekt Winter: 14-Tage-Test auf dem eigenen Gelände

Der nüchterne Weg zur Investitionsentscheidung ist der Test auf dem eigenen Gelände, nicht die Demo auf einem trockenen Werksparkplatz im September. Quarero stellt einen QR-2 für 14 Tage bereit. Lieferung innerhalb von 48 Stunden nach Vertragsunterzeichnung des Pilotrahmens. Einweisung der Werkschutzleitung dauert 2 Stunden.

Die Testparameter werden vor Beginn schriftlich fixiert: 3 Patrouillenrouten, davon mindestens eine Außenroute mit Streusalzeintrag, 2 Nachtschichten pro Woche zwischen 22:00 und 06:00 Uhr, vollständige Dokumentation aller Ausfälle, Sensorqualität, Falsch-Positiv-Meldungen und Akkuverhalten. Wir messen, was messbar ist, und schreiben auf, was nicht.

Am Tag 15 sitzen Quarero-Projektleitung und Sicherheitsleitung des Kunden zusammen und werten aus. Ergebnis ist ein konkreter Rolloutplan mit Routen, Dockingstandorten, Wartungsintervallen und Schnittstellen zur bestehenden Leitstelle, oder eine begründete Absage, falls die Bedingungen vor Ort nicht passen. Beides ist legitim.

Geht das Projekt in den 24-Monats-RaaS-Vertrag über, bleibt das Pilotgerät vor Ort. Keine Rücksendung, keine erneute Lieferzeit, keine zweite Einweisung. Die Patrouillenkonfiguration aus dem Pilotbetrieb wird übernommen und im laufenden Betrieb feinjustiert.

Wer den Wintereinsatz auf dem eigenen Gelände prüfen will, startet mit der Pilotanfrage an Quarero oder fordert direkt das Datenblatt zum QR-2 Außenroboter mit Thermalsensorik an. Im Januar fängt der Test zu spät an. Im Oktober ist er rechtzeitig.