Gezeichnetes Bild in orange und blau mit einem Roboter (Greifer) und insgesamt 4 Zahnrädern. Ein Mann hält einen Schraubenschlüssel in der Hand und eine Frau dreht an einem Zahnrad. Ein weiterer Mann steht auf einer Leiter und dreht an einem weiteren Zahnrad.

Die Robotik und Automation wird mit neuen technologischen Einflüssen konfrontiert. (Bild: Visual Generation - stock.adobe.com )

Roboter sind in modernen Produktionsumgebungen inzwischen Alltag. Sie schweißen, handhaben Bauteile von A nach B, sehen ihre Umgebung durch hochmoderne Kameras und Sensorik – gestützt von Software, basierend auf Künstlicher Intelligenz (KI) – und unterstützen Mitarbeiter bei einfachen, monotonen Arbeitsaufgaben. Das Einsatzspektrum der agilen Helfer ist inzwischen mannigfaltig – ganz egal ob Industrieroboter oder Cobot. Roboter beziehungsweise robotergestützte Automatisierungslösungen erobern längst auch Winkel der Industrie, die bislang noch wenig bis gar nicht automatisiert waren.

Warum die Corona-Pandemie als Brennglas fungiert

Insbesondere die Corona-Pandemie hat diese Entwicklung deutlich beschleunigt. Das dürfte auch mit der Entwicklung auf dem Fachkräftemarkt zusammenhängen – aber nicht nur. Zusammen mit der durch Corona fragilen Lieferkettensituation und einer sich weiter zuspitzenden Rohstoffknappheit, ist das ein Mix, mit dem auch der Technologiestandort Deutschland zu kämpfen hat. Eine Entwicklung, die beispielsweise auch an einem mittelständischen, eigner-geführten Technologieunternehmen, wie der SAR Group, Dingolfing, mit ihren mehr als 700 Mitarbeitern weltweit, nicht komplett spurlos vorüber geht. Auch dort wird der Fachkräftemangel wahrgenommen – wenn auch sehr unterschiedlich.

„Dies hat mannigfaltige Gründe. Zum einen sind wir als Experte komplexer Automatisierungslösungen gezielt Treiber der digitalen Transformation. Dies bedingt jedoch den verstärkten Einsatz von IT-Spezialisten. Für diese Fachkräfte gibt es vor allem in den Ballungsräumen große IT-Brands, die eine höhere Strahlungskraft haben. Zum anderen haben wir mit unserem Stammwerk und Niederlassungen sehr oft in enger, räumlicher Nähe zu unseren OEM-Kunden, was ein zusätzliches Spannungsfeld ergibt.“ Die Unternehmensgruppe gibt außerdem veränderte Bedürfnisse der Generationen Y, Z und Alpha an, „die nur begrenzt über längere Zeit vor Ort beim Kunden Automatisierungsanlagen installieren möchten.“ Gerade beim Thema Fachkräftemangel kann die Robotik und Automation Lösungen bereitstellen, um dem Trend entgegenzuwirken.

Roboter-Greifarm
Ganz egal ob Industrieroboter, Cobot oder auch Low-Cost-Robotersysteme – komplett ohne sie geht es nicht. (Bild: Nay - stock.adobe.com )

Ist das Thema Energieeffizienz wichtiger denn je?

Die schon zur Corona-Pandemie angespannte Lage bei Themen wie dem Halbleitermangel beziehungsweise der allgemeinen Rohstoffversorgung haben sich mit Beginn des Angriffskrieges Russlands gegen die Ukraine nochmals verschärft. Gravierend hinzu kommen die regelrecht in die Höhe schnellenden Energiepreise. Eine Herausforderung für Unternehmen. Doch wie wirkt man solchen Entwicklungen entgegen? Und wie wichtig sind gerade jetzt energieeffiziente Systeme und Prozesse?

„Yaskawa hat vor vielen Jahren bereits ein Energiemanagement eingeführt, bei dem Kollegen aus unterschiedlichen Bereichen systematisch energetische Verbesserungen eingeführt haben“, heißt es von Seiten des in Allershausen ansässigen Roboterherstellers Yaskawa Europe. Darüber hinaus hat das Unternehmen bei Neubauten der letzten Jahre konsequent auf Energieeffizienz und eigene Solarenergie gesetzt. Was die eigenen Produkte anbelangt, so ist auch das allumfassende Thema der Energieeffizienz sehr wichtig: „Unsere Roboter speisen Bremsenergie zurück ins Netz bzw. nutzen diese für die nächste Belastungsbewegung. Auch unsere Matrix-Umrichter wie der U1000 helfen Energie effizient zu nutzen und speisen Bremsenergie zurück. Ansonsten gibt es in der Automatisierungstechnik weitere Möglichkeiten zum energieeffizienten Einsatz, z. B. intelligentes Abschalten von Robotersteuerungen.“

Der schonende Einsatz von Ressourcen ist auch bei der SAR Group ein wichtiges Thema. „Die Energiesensibilität unserer Kunden, gerade in energieintensiven Branchen, wie der Kunststoff und Foundry-Industrie fordert uns schon seit einigen Jahren sehr intensiv. Deshalb legen wir hier besondere Schwerpunkte auf energieeffiziente Automatisierungslösungen bezüglich Strom, Luft und andere Verbraucher.“ Das Unternehmen konkretisiert das Themenspektrum an einem Beispiel: „Merklich zugenommen hat in den letzten Monaten die Nachfrage nach dem SAR-Prozessdatenmanagementtool SAR Flow, um Energieverschwender aufzudecken und Gegenmaßnahmen für den Gesamtprozess abzuleiten.“

Roboterarm mit einem Glas mit Schraubverschluss.
Waren Roboter- und Automatisierungslösungen für KMUs oftmals mit hohen Kosten und Schulungsaufwand verbunden, gibt es immer mehr Lösungen, die auf einfachere Programmierung und Technik setzen. (Bild: I Viewfinder - stock.adobe.com)

Warum es wichtig ist, Robotersysteme zugänglicher zu machen

Ein Trend der sich zunehmend abzeichnet, ist die breitere Zugänglichkeit von Roboter- und Automatisierungslösungen. Davon profitieren auch Bereiche, die in der Vergangenheit einen eher geringen Automatisierungsgrad verzeichnen konnten. Entsprechende Systeme waren schlichtweg zu kostenintensiv und/oder erforderten Expertise bei der Programmierung und dem Handling. Am Markt treten zunehmend beispielsweise auch Low-Cost-Lösungen zutage, die diesen Trend unterstützen. Zugleich wird das Handhaben und Programmieren dieser Systeme wesentlich einfacher. Im Zusammenhang mit der simpleren Programmierung wird auch vom „No-Code-“ beziehungsweise „Low-Code-Programming“ gesprochen.

„Diesen Trend können wir bestätigen, jedoch sollte ein feiner Unterschied gemacht werden zwischen dem Front-End-User und dem Back-End-Programmierer“, wie Nachi Europe erklärt. Die deutsche Niederlassung des japanischen Technologie-Konzerns Nachi-Fujikoshi, die sich auch auf den Robotik-Markt spezialisiert hat, ergänzt: „Die vollumfängliche Nutzung des Potenzials eines Industrieroboters und einfache No-Code-Programmierung sind gegenläufige Interessen. Der ‚Programmierprofi‘ kann alle Funktionen, etwa eines Nachi-Controllers, vollumfänglich verwenden (textbasierte Programmierung, Teach Pendant, Simulation) und dem Anwender, dem in erster Linie ein leicht zu bedienendes HMI geboten werden muss (Touchscreen), mittels Erweiterungssoftware für seine Ansprüche zugänglich machen.“ Dem generellen Trend, hin zu einfacher programmierenden Systemen, kann auch Yaskawa bestätigen. Mit Technologien wie Handführen, einfachen Programmierumgebungen wie dem unternehmenseigenen Smart Pendant oder durch Adaption einfacher Programmiertools, wie beispielsweise des Programmierstifts von Wandelbots, lassen sich deren Roboter auch von Maschinenbedienern einrichten, „die nur wenig Erfahrung mit Robotern haben und trotzdem schnell und sicher Roboterlösungen aufbauen möchten.“

Auch bei SAR beobachtet man eine Transformation dieses Spannungsfeldes. „Wir haben natürlich mit unseren tausenden installierter Anlagen eine sehr hohe Anzahl an klassisch qualifizierten Kunden, die mit Roboter- oder SPS-Programmiersprachen sehr vertraut sind und sich weiterhin klassisch in unserem Schulungszentrum schulen lassen. Das wird auch die nächsten Jahre zu einem bestimmten Anteil so bleiben.“ Und weiter: „Jedoch ist der Trend, sowohl für unsere Kunden, wie auch für uns sehr gut erkennbar. Weniger Fachkräfte, kürzere Inbetriebnahmezeiten und der Kostendruck sind hier die Beschleunigungsfaktoren.“ Profitieren würde das Unternehmen insbesondere von der jüngeren Generation, die diese Welt nicht nur vom Handy, sondern auch von Produktionskomponenten in ähnlicher Form erwarten.

Roboter – was tut sich am Markt?

Grün-schwarze Platine auf der auf schwarzem Untergrund in weiß ein Gehirn aufgezeichnet ist und "Brain" darunter steht.
Künstliche Intelligenz und Machine Learning sind wichtige Werkzeuge, von denen schon heute Anlagen profitieren. (Bild: Nikolai Sorokin - Fotolia)

Nicht nur softwareseitig, auch bei der Hardware hat sich in den vergangenen Jahren einiges getan. Kollaborative Roboter, sogenannte Cobots, haben zwar noch immer einen relativ geringen Anteil am Gesamtmarkt, zusammen mit den bereits erwähnten Low-Cost-Ansätzen im Robotikbereich erfreuen sie sich jedoch einer zunehmenden Nachfrage. Die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) eröffnet neue Potenziale für neue Anwendungsbereiche. Doch welche Lösungen bieten Unternehmen hier an? Und welche Rolle spielen hierbei insbesondere kleine und auch mittelständische Unternehmen (KMUs)?

„MRK hat vor allem dazu geführt, dass Roboter jetzt in aller Munde sind und so gut wie jeder produzierende Betrieb über den Einsatz von Robotern nachdenkt“, beschreibt der Roboterhersteller Yaskawa die derzeitige Situation. „KMUs benötigen vor allem Technik, die einfach zusammenzustellen ist (dazu haben wir unser Eco-System-Partnerprogramm geschaffen), aber sie benötigen auch kostengünstige Lösungen, ohne basteln zu müssen.“ Gleichzeitig verweist der Hersteller auf das Gesamtpaket dahinter: „Wir können KMU nicht empfehlen, einfach einen Low-Cost-Roboter zu beschaffen und dann herum zu experimentieren; es kommt auf das richtige Konzept an, mit dem man ein Automatisierungsvorhaben angeht.“

SAR sieht die kollaborativen Roboter als konsolidierten Hype. „In den letzten Jahren haben sich viele Ideen als nicht rentabel genug erwiesen, dafür sind jedoch sehr viele neue und höchst interessante Aufgaben dazugekommen - mit absoluten Mehrwert.“ Und weiter: „Dies gilt nicht nur in der Montage und Qualitätssicherung für kleine Losgrößen, sondern besonders in der Verpackung und in Kombination mit AGVs.“ Auch Nachi hat eine eigene Sichtweise auf diese Technologie: „Aus unserer Sicht ebbt der Hype ab, da zwischenzeitlich im Markt der KMUs erkannt wird, dass ohne zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen die Cobots nicht betrieben werden (dürfen).“ Demnach würde der wesentlich höhere Preis und die deutlich reduzierte Geschwindigkeit der Cobots einen Einsatz dieser Systeme nicht mehr rechtfertigen.

Künstliche Intelligenz – mehr als nur Hype?

Ein weiteres „Hype“-Thema ist definitiv auch der Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI). Diese gilt als neue transformative Kraft der Wirtschaft. Meldungen dazu liest der objektive Beobachter immer häufiger. Glaubt man den bekannten Tech-Giganten dieser Welt so gehört der Künstlichen Intelligenz die Zukunft. Doch inwieweit profitiert schon heute die Robotik und Automation und speziell der Anwender hiervon? „Künstliche Intelligenz wird in der Robotik insbesondere zum Erkennen und Greifen von Werkstücken angewandt. Intelligente Mustererkennung und Maschinelles Lernen sind eine enorme Erleichterung beim Einrichten und beim Betrieb von Roboterzellen. Diese Technologie ist sehr gut einsetzbar zum Wegstapeln von Spritzgussteilen am Auslaufband, wenn immer neue Teilevarianten auftauchen“, skizziert Yaskawa das Einsatzspektrum.

„Es stimmt, dass künstliche Intelligenz von einem großen Hype begleitet wurde“, berichtet auch SAR. „Mittlerweile wurde genügend Erfahrung im Markt gesammelt und industrieerprobte Lösungen geschaffen.“ Dem Unternehmen nach gehe es jetzt mehr und mehr in die konkrete Umsetzung dieser Technologie und betont zugleich: „Bei den Lösungen handelt es sich nicht mehr nur um proof-of-concepts, sondern mittlerweile um Produkte, die produktiven Mehrwert für den Endanwender liefern.“ Es zeichne sich ab, dass es nicht die ein, zwei großen Anwendungen geben wird – insbesondere nicht im Automatisierungsumfeld. KI und Machine Learning seien viel mehr Werkzeuge im „Gesamtwerkzeugkasten der Automatisierungslösungen“. Die Anwendung von Künstlicher Intelligenz gehe laut SAR schon heute von der Unterstützung der Auslegung und des Designs einer Anlage, über die Analyse und Optimierung von Bestandsanlagen und -prozessen, bis hin zum Einsatz von Machine-Learning-basierten Regelungsbausteinen. „Entscheidend ist dabei die enge Verzahnung des langjährigen Expertenwissens aus den Ingenieursdisziplinen und der SPS-Programmierung mit den Methoden und Werkzeugen von Machine Learning und KI.“ Wie das funktionieren kann, zeigt SAR am Beispiel der Kooperation mit dem Münchner KI-Startup Erium. Mithilfe einer vom Startup geschaffenen Plattform wird den Bestandsmitarbeitern von SAR der Zugang zu Machine Learning ermöglicht. „Dies ist insbesondere aufgrund des bereits diskutierten Fachkräftemangels, der insbesondere auch im Bereich Data Science und Machine Learning vorherrscht von entscheidender Bedeutung.“

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