Mustern rund um die Flugzeugabfertigung und die zugehörigen -positionen (s. Bild 1). Mit Blick auf die Hochtechnologie rund um den Flugzeugbau läge die Annahme nahe, dass auch die Bodenverkehre an Flughäfen neuesten technologischen Standards folgten, umfassend automatisiert seien wie diverse Containerhäfen in der Seefahrt, und nichts dem Zufall überlassen würde. Dies ist mitnichten der Fall. Die Flughafen-Bodenabfertigung verweilt zum überwiegenden Teil technologisch wie prozessual im vergangenen Jahrtausend. Fahrzeugmodelle aus den 1970er-Jahren, immerhin elektrifiziert, aber verschrammt wie nach Offroad-Rallyes in der Wüste von Dakar, transportieren unsere W er schon einmal die Suchbegriffe „Time-Lapse“ mitsamt dem 3-Buchstaben-Code eines beliebigen großen internationalen Verkehrsflughafens auf einer Online-Videoplattform der Wahl eingegeben hat, dem dürfte die folgende These nicht allzu steil erscheinen. Flughafenvorfelder gleichen Ameisenhaufen , zumindest bei entsprechender Draufsicht unter Zeitraffer. Eine große Anzahl kleiner Fahrzeuge (verglichen mit den riesigen Passagiermaschinen) bewegt sich eifrig und unaufhörlich, die Zeit scheint nie stillzustehen und die nächste Aufgabe wartet stets bereits. Die Bewegungen erscheinen chaotisch, folgen aber doch übergeordneten Waren und Koffer im nur durch Nachflugverbote durchbrochenen Rhythmus aus landenden und startenden Fliegern. Es ist ein lauter, schneller und durchaus angestaubter Rhythmus aus Be- und Entladung, aus Import und Export, aus Transporten zu und von den Terminals. Vieles geschieht auf Zuruf, mittels gedruckter Formulare und teils sogar noch per Rohrpost. Flughäfen arbeiten daran, eigene Fahrzeugflotten mittels GPS-Trackern ganzheitlich zu überwachen. Im Umkehrschluss lässt sich feststellen, dass an vielen Flughäfen kein vollständiges Lagebild über die Flugzeugbewegungen hinaus vorhanden ist. Wer als Laie von der Besucherterrasse aus auf ein beliebiges Fahrzeug zeigt und Autonome Flughafenrobotik und smarte Leitsysteme Vom Ameisenhaufen zum zukunftsfähigen Vorfeldkonzept Transportmanagement, Luftfracht, Flughafen, Automatisierung, Robotik, Autonome Abfertigung Die Bodenabfertigung an Flughäfen ist technologisch veraltet. Der Artikel beschreibt, wie durch die Kombination von autonomen Robotern und intelligenten Leitsystemen ein zukunftsfähiges Vorfeldkonzept entsteht. Das Projekt DTAC entwickelt hierfür herstellerunabhängige Lösungen zur Steuerung von Mischflotten und zur Effizienzsteigerung im Luftfrachtumschlag. Manuel Wehner DOI: 10.24053/ IV-2025-0069 Internationales Verkehrswesen (77) 4 ǀ 2025 51 Bild 1: Ameisenhaufen auf dem Vorfeld, hier im Bereich einer Flugzeugposition (Bildquelle: Lufthansa Services, YouTube, Kurzlink: / Uff2gXdR-O0) Bild 2: Flugzeugabfertigung ist bislang überwiegend Handarbeit, für die es jedoch immer weniger Arbeitskräfte gibt (Bildquelle: Flughafen München, A. Gehring) Bild 3: Robotische Prototypen des IML im kombinierten Testeinsatz am Flughafen München (Bildquelle: Fraunhofer IML, V. Neugebauer) wissen möchte, aus welchem Grund, mit welcher Beladung und mit welchem Ziel dieses gerade von der Vorfeldstraße auf die teilüberdachte Fahrstraße am Terminal 1 einbiegt, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit ebenso ahnungslos, wie es Flottenmanager, Vorfeldaufseher oder Beladungsagenten bei gleichlautender Aufgabenstellung wären. Diese Feststellung gilt vielfach bereits für die flughafeneigenen Fahrzeugflotten. Ausnahmen bestätigen die Regel; wobei zusätzlich diverse Drittdienstleister mit eigenen Vorfeldaufträgen die eingangs vorgestellte Metapher aus dem Reich der fleißigen Sechsbeiner komplementieren. Die Gründe für den verzögerten Technologie- und Innovationstransfer sind vielfältig und nachvollziehbar. Begrenzte Flächen mit flexibler Nutzung im Mischverkehr erlauben keine separaten Fahrstraßen oder abgegrenzte Bereiche wie in Hamburg- Altenwerder. Die unterschiedliche, wenig standardisierte Natur der Abläufe, die unterschiedlichen Transportgüter, Ladungsträger, Flugzeugmodelle und Vorgaben der Fluggesellschaften erlauben keine „One size fits all“ -Lösung (s. Bild 2). Sie erlauben vor allem keine Robotiklösungen, die langsam und bedächtig entlang der programmierten Routen rund um die Uhr immer gleiche Aufgaben erfüllen, jedoch bei Hindernissen nervig fiepend im Weg stehen und den zeitkritischen Verkehr aufhalten würden. Von regulatorischen Einschränkungen und Sicherheitsvorgaben ganz zu schweigen; diese erschweren die notwendigen „Trial and error“ -Ansätze zusätzlich. Neue technologische Ansätze schaffen Abhilfe, was die eingesetzten Prototypen betrifft. Die wachsende Zahl an robotischen Tests und Demonstrationen weltweit indiziert, dass spätestens seit dem Ende der Pandemie-bedingten Einschränkungen in den Jahren 2021/ 22 eine Goldgräberstimmung an Flughäfen Einzug gehalten hat. Teilautomatisiert, vollautomatisiert, autonom, ganz egal. Level 3, 4 und 5, klingen alle gut, einmal zum Mitnehmen, bitte. Hauptsache Roboter, Hauptsache kein Lenkrad mehr nötig, Hauptsache ein neuer Ansatz gegen den Fachkräftemangel. Manche Lösungen sind kaum automatisiert, werden aber als autonom vermarktet - geschenkt. Es bewegt sich etwas auf den Vorfeldern, scheinbar von Zauberhand. Bei aller Polemik in diesen Zeilen kann die Branche davon summa summarum nur profitieren. Mit der wachsenden Anzahl an Versuchen steigt die Aufmerksamkeit in den höchsten Leitungsebenen. Wollten Flughäfen vor Covid-19 oftmals keine „first mover“ sein, so müssen sie nun Acht geben, sich nicht zum „last mover“ ohne ausreichende Personaldecke degradiert wiederzufinden. Internationale Vorgaben und Richtlinien von IATA & Co. werden zudem langsam, aber beständig den neuen Begebenheiten angepasst, um den verstärkten Initiativen Rechnung zu tragen. Im Digitalen Testfeld Air Cargo (DTAC), gefördert vom Bundesministerium für Digitales und Staatsmodernisierung (BMDS) und unter der Konsortialführung des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik (IML), werden diese Entwicklungen ganzheitlich analysiert und eigene Roboterentwicklungen vorangetrieben (s. Bild 3). Wissenschaftlicher Partner im DTAC ist die Frankfurt University of Applied Sciences (UAS); einflussreiche Akteure der deutschen Luftverkehrsindustrie vervollständigen das Projektteam, namentlich CHI, DB Schenker, Lufthansa Cargo, LUG, Sovereign Speed, die Flughäfen Düsseldorf, Frankfurt (Fraport), Köln-Bonn, Leipzig (Mitteldeutsche Flughafen AG), München (Cargogate Munich Airport) und Stuttgart sowie R+V als Versicherungspartner. In früheren Ausgaben des Internationalen Verkehrswesen wurden der Projektrahmen des DTAC mitsamt der drei Forschungsschwerpunkte Automatisierung, Datenstandards und KI (Ausgabe 75-2, 2023, S. 42-45) sowie die konkreten Tests von fünf verschiedenen robotischen Lösungen für die Luftfrachtabfertigung an den Flughäfen München und Stuttgart (Ausgabe 76-3, 2024, S. 24-27) vorgestellt. Letztgenannter Beitrag fokussierte sich auf die individuellen Lösungen, die zum Testeinsatz kamen. Inzwischen wachsen die Analysen und Erkenntnisse zu einer übergeordneten Vision für die Luftfrachtabfertigung (und allgemein die Vorfeldverkehre) der Zukunft zusammen. Neben zeitgemäßen, tatsächlich autonomen Robotern rücken zunehmend intelligente Leitsysteme in den Fokus. Diese sind in anderen Umgebungen bereits implementiert. Grob zusammengefasst kann ein Roboter-Leitsystem in Paketzentren oder Produktionshallen vollständig automatisiert sehr ähnliche Aufgaben übernehmen wie ein menschlicher Flottenkoordinator für herkömmliche Fahrzeuge. Das System überträgt Aufgaben an die Roboterflotte und es weiß, wo welcher Roboter warum unterwegs ist. Das Gegenteil also zum obigen Beispiel mit der Flughafen-Besucherterrasse: So sehr an vielen Flughäfen die datenbezogene Augenbinde des 20. Jahrhunderts noch geschenkartig über dem Vorfeld verzurrt sein möge, so einwandfrei funktionieren diese Systeme vielfach bereits in anderen Einsatzumgebungen. TECHNOLOGIE  Vorfeldkonzept DOI: 10.24053/ IV-2025-0069 Internationales Verkehrswesen (77) 4 ǀ 2025 52 Kann und muss jeder eingesetzte Roboter tatsächlich derartige Verkehrssituationen eigenständig erkennen? Zum Stichwort „können“ könnte es mit einem bekannten Autohersteller gehalten werden: Nichts ist unmöglich. Mit ausreichend Zeit und Ressourcen sollte sich dafür eine Lösung finden, die wenigstens so sicher funktioniert, wie der Mensch es leisten kann. Spätestens beim Stichwort „müssen“ müssten Leitsystem-Experten entschieden die Hand heben. Mitnichten sollten hierzu wertvolle Ressourcen in der Roboterentwicklung gebunden und die Stückkosten unnötig verteuert werden. Stattdessen sollten Roboter Software-seitig so konfiguriert werden, dass eine unmittelbare Abstimmung in Echtzeit mit dem übergeordneten Leitsystem ermöglicht wird. Ob der betreffende Roboter die Kreuzung noch rechtzeitig passieren kann, ob er stattdessen wartet oder bereits 5 Minuten zuvor vorausschauend eine gänzlich andere Route wählt, wird dann nicht mehr lokal, sondern zentral entschieden. Um den unterschiedlichen Programmiersprachen Herr zu werden, kann auf standardisierte Kommunikationsprotokolle wie bspw. nach VDA5050 zurückgegriffen werden. Jeder neue Roboter, der nach ebenjener VDA5050 kommunizieren kann, lässt sich dann sprichwörtlich „über Nacht“ nachträglich in die Roboter-Mischflotte integrieren, sofern das Leitsystem des Protokolls ebenfalls mächtig ist. Wobei die Erfahrung zeigt, diese Randnotiz sei erwähnt, dass auch in diesen vermeintlich abgestimmten Fällen noch ausreichend zeitlicher Puffer für die Integration eingeplant werden sollte. Mit dem rundum überarbeiteten Leitsystem openTCS, einem von Grund auf neu entwickelten Roboter für Luftfrachtpaletten-Transporte sowie einer Flotten-Simulation wird das DTAC-Projektteam bis Herbst 2026 bereit für weitere Flughafen-Realtests sein. Durch die innovativen Forschungs- Warum sollte dieser Ansatz an Flughäfen nicht funktionieren? Es müssten alle Fahrzeuge getrackt werden - herkömmliche und automatisierte bzw. autonome. Die Flughafen-Straßenkarten sowie die verbotenen Bereiche rund um den Flugbetrieb müssten eingepflegt werden. Datenzugänge zu den wichtigen IT-Systemen (Vorfeldkontrolle, Flugsicherung, Blaulichtfahrzeuge und weitere) müssten hergestellt werden. So weit so klar; in der Realität ist dies jedoch alles andere als trivial. Im Rahmen des DTAC besteht die Strategie darin, ein Flughafen-Leitsystem zu entwickeln, das modular um verschiedene spezifische Funktionalitäten ergänzt werden kann. Vereinfachend formuliert, soll das System Flughafenbetreibern ermöglichen, eine wachsende Roboterflotte unterschiedlicher Hersteller in ihren hochdynamischen Mischverkehr zu integrieren (s. Bild 4). Die Unabhängigkeit von Herstellern erlaubt es den Flughäfen, technologieoffen zu agieren, die Datenhoheit zu behalten und somit Freigaben von Fachabteilungen und Behörden leichter aus einer Hand zu erhalten. Für die DTAC-Anwendungsfälle wird derzeit die webbasierte Open-Source-Lösung openTCS des Fraunhofer IML weiterentwickelt. Neben einem neuen Anstrich für die Benutzeroberfläche werden Funktionen entwickelt, die in anderen Einsatzumgebungen bisher nicht gebraucht wurden. Beispielsweise werden Rollbahn-Kreuzungen mit Flugzeugverkehr bislang häufig rein aus der robotischen Perspektive betrachtet. Jeder einzelne Roboter müsse demnach - vergleichbar zum menschlichen Fahrer - an jeder noch so komplexen, schlecht einsehbaren Kreuzung unmittelbar mit Bordmitteln erkennen, wenn ein A350 mit überhöhter Geschwindigkeit von hinten aus spitzem Winkel auf die Kreuzung zurast, um von den 15 Minuten Verspätung beim Touchdown wenigstens noch 2 für den Turnaround rauszuholen. Das klingt kompliziert und derartige Konstellationen bringen selbst erfahrene Vorfeldfahrer zuweilen ins Schwitzen (s. Bild 5). und Entwicklungsansätze soll der Weg für Branchen-Entscheider geebnet werden, eigene Mischflotten zu implementieren und diese schrittweise mit zunehmendem Erfahrungsschatz zu erweitern. Nicht nur der traditionelle Betrieb dürfte somit zukünftig an Flughäfen zentraler koordiniert werden. Vielmehr entstehen intelligente Ansätze für eine moderne Verkehrs- und Flottensteuerung auf dem Vorfeld. Diese beinhalten Fahrzeuge mit Rallye- Schrammen und hochmoderne Roboter im gemeinsamen Einsatz. Informationsfluss aus allen Richtungen an die Leitsysteme und automatisiertes Auftragsmanagement von diesen an die Flotten. Handarbeit aus vergangenen Dekaden und den Einzug in die Moderne. Wie autonom wird die Abfertigung an Flughäfen zukünftig ablaufen? Die Zeit wird es zeigen. Nicht im Zeitraffer, aber inzwischen mit beachtlichen Fortschritten. Es bewegt sich etwas auf den Vorfeldern der Verkehrsflughäfen. Zunehmend autonom und eben auch zunehmend zentral gesteuert. Die Bewegung ist sichtbar. Der Ameisenhaufen wird transformiert. ▪ Eingangsabbildung: © iStock.com/ Mindaugas Dulinskas Weitere Details zum Digitalen Testfeld Air Cargo (DTAC): www.digitales-testfeld-air-cargo.de Manuel Wehner, M.Sc., Wissenschaftlicher Mitarbeiter Luftverkehrslogistik, Fraunhofer IML, Frankfurt am Main manuel.wehner@iml.fraunhofer.de Bild 4: Vision für das Zusammenspiel von Leitsystem und robotischen Lösungen am Flughafen (Bildquelle: Fraunhofer IML, T. Nguyen) Bild 5: Symbolhafte Verkehrssituation im Bereich einer Rollbahn-Kreuzung (Bildquelle: Fraunhofer IML, T. Nguyen) Vorfeldkonzept  TECHNOLOGIE DOI: 10.24053/ IV-2025-0069 Internationales Verkehrswesen (77) 4 ǀ 2025 53