Kollege Roboter

Restrukturierung
Angesichts des fortschreitenden Fachkräftemangels gehen immer mehr Unternehmen dazu über, Produktions- und Arbeitsabläufe mit Hilfe von Automatisierung effizienter und fehlerfreier zu gestalten. Die Robotik gilt als einer der am stärksten boomenden Industriezweige der kommenden Jahre.

Die industrielle Revolution des 19. Jahrhunderts gab Deutschland eine vollständig neue gesellschaftliche und wirtschaftliche Identität. Auslöser war der schottische Erfinder James Watt, der die Technik der Dampfmaschine in einer Form weiterentwickelte, dass sie buchstäblich zum Motor des Aufbruchs in die Moderne wurde. Die neue Technik trieb die Industrialisierung an und veränderte die Welt von Grund auf. Heute steht Deutschland erneut vor einem epochalen Umbruch. Diesmal sind es Robotik und Künstliche Intelligenz, die für Wirtschaft und Gesellschaft neue Regeln schreiben. Die Kombination aus beiden ist somit eine strategisch wichtige technologische Entwicklung, um Wettbewerbsfähigkeit, Wohlstand und technologische Souveränität in Deutschland und Europa zu erhalten und auszubauen. Deutschland ist in vielerlei Hinsicht gut aufgestellt, um diese Potenziale zu nutzen.

„Die Investitionen von immer mehr Unternehmen in Robotik und Automatisierung werden uns in den kommenden Jahren tragen“, sagt Thomas Theis, Leiter Vertrieb und Projektierung bei Koch Robotersysteme in Dernbach (Kreis Neuwied). „Der Fachkräftemangel ist in den vergangenen drei bis vier Jahren immer eklatanter geworden. Das hat der Robotik einen gewaltigen Schub gegeben. Automatisierung ist zum Megatrend geworden.“ Theis sieht vor allem in der maximalen Verfügbarkeit einen der wesentlichen Pluspunkte. „Roboter brauchen keine Pausen, sie produzieren durch. Kunden haben uns berichtet, dass sie die Ausbringung ihrer Produktionsanlagen nach der Aufrüstung mit Industrierobotern um rund 30 Prozent steigern konnten.“ Die Automatisierung senkt die Fehlerquoten in der Produktion und stärkt die Sicherheit – gerade auch im Umgang mit gefährlichen Materialien wie explosiven Chemikalien. „Dort, wo die Arbeit für Menschen heikel werden kann, ist der Roboter im Vorteil“, sagt Theis. Außerdem spricht die hohe Anpassbarkeit für die Automatisierung. Die Aggregate sind veränderbar und können deshalb bei neuen Gegebenheiten flexibel eingesetzt werden.

"Der Fachkräftemangel ist in den vergangenen drei bis vier Jahren immer eklatanter geworden. Das hat der Robotik einen gewaltigen Schub gegeben."
Thomas Theis, Leiter Vertrieb und Projektierung bei Koch Robotersysteme in Dernbach (Kreis Neuwied)

Es sind die Schnittstellen von Robotik und KI, von denen sich Theis noch wichtige Impulse für die Automatisierung verspricht. Als Beispiel nennt er die Vision-Systeme, die sozusagen die Augen des Roboters sind. Gesteuert durch KI kombinieren sie Kameras, Sensoren und Bildverarbeitungssoftware, um Robotern die präzise Wahrnehmung ihrer Umgebung zu ermöglichen. Dadurch können diese bei der Auftragsverwaltung flexibel auf Abweichungen reagieren, Bauteile lokalisieren und autonom greifen. Das ermöglicht optimale Produktionsabläufe und verringert die Rüstzeiten. Ähnlich zukunftsweisend ist der Einsatz von KI in der unmittelbaren Programmierung von Robotern. Theis rechnet damit, dass in wenigen Jahren Roboter und die SPS (speicherprogrammierbare Steuerung, also die Software, die industriellen Ma-schinen und automatisierten Anlagen die Abläufe vorgibt) mit einfachen mündlichen Sprachbefehlen programmiert werden kann. Derzeit arbeiten die führenden Unternehmen der Automatisierungsbranche mit Hochdruck an solchen Lösungen und investieren dafür Milliardensummen. Das Unternehmen Kuka geht sogar noch einen Schritt weiter. Im eigenen Werk in Augsburg arbeiten Industrieroboter Hand in Hand mit menschlichen Kollegen, um weitere Kuka-Roboter zu bauen.

Auch in der Welt der Automation haben sich mittlerweile unterschiedliche Robotervarianten herausgebildet. Um die sogenannten Cobots (Collaborative Robots) gab es einen Hype, der sich mittlerweile aber abgeschwächt hat. Cobots sind Maschinen, die für die direkte und sichere Zusammen-arbeit mit Menschen in einem gemeinsamen Arbeitsbereich konzipiert sind. Sie verfügen über integrierte Kraft- und Abstandssensoren, die die Bewegung stoppen, sobald sie einen unerwarteten Widerstand, zum Beispiel die Berührung eines Menschen, spüren. Klassische Industrieroboter, die aus Sicherheitsgründen hinter Zäunen arbeiten müssen, sind allerdings deutlich leistungsfähiger und schneller als Cobots. Wenn es um hohe Stückzahlen, schnelle Taktzeiten und schwere Traglasten geht, spielt der Industrieroboter seine Überlegenheit aus. Außerdem kommt er auf eine Verwendungsdauer von zehn bis 15 Jahren. Viele Cobots stehen in der Regel durch den konsequenten Leichtbau schon nach kürzerer Nutzungsdauer vor dem Austausch.

Noch vor wenigen Jahren haben Unternehmen, die ihre Produktion automatisieren wollten, die hohen Anfangsinvestitionen gescheut. Aber diese Hemmschwelle ist mittlerweile niedriger geworden. Nicht zuletzt wegen des anhaltenden Preisdrucks aus dem asiatischen Markt sind auch die Robotersysteme „made in Germany“ günstiger geworden. Zudem rückt das Kostensenkungspotenzial durch Automatisierung immer mehr ins Bewusstsein. Die Maschinen selbst können immer flexibler eingesetzt werden und sind schneller umrüstbar. Wie stark die Produktionsumstellung auf dem Vormarsch ist, wird mit diesen Zahlen deutlich: Deutschland belegt weltweit inzwischen den dritten Rang bei der Roboterdichte mit 449 Robotern je 10 000 Beschäftigte.

Für Theis gehört die Zukunft Modellen, die die Vorzüge der unterschiedlichen Robotervarianten geschickt kombinieren. „Die Leichtbauweise liegt immer mehr im Trend, und auch die Sicherheitstechnik macht große Fortschritte“, sagt der Automatisierungsexperte. „Beispielsweise durch den Einsatz von Radartechnik können Industrieroboter inzwischen auch schon annährend kollaborativ arbeiten, oder sie werden auf Plattformen montiert, die sie beweglich machen. Ein weiterer wichtiger Zukunftsfaktor sind möglichst schnelle Umrüstzeiten.“

Und wie steht es um den humanoiden Roboter, der aufrechten Ganges seine Arbeit verrichtet, die vor allem auf dem Gebiet der Servicerobotik liegen soll? „Das ist eine Technik, die noch nicht serienreif ist, weil bisher noch keine Zulassung erteilt wurde, die Unfallgefahr ist noch zu groß“, sagt Theis. „Außerdem wendet der humanoide Roboter derzeit noch einen hohen Prozentsatz seiner Energie dafür auf, um überhaupt aufrecht stehen zu können.“

Die Ursprünge der Robotik

Die Geschichte der Robotik reicht von den mechanischen Automaten der Antike über den ersten Industrieroboter bis hin zu modernen automatisierten Systemen. Bereits die alten Griechen und ägyptische Gelehrte bauten bewegliche Figuren und Theatermechaniken. Später, im Jahr 1478, konstruierte Leonardo da Vinci einen mechanischen Ritter, der sich aufrichten und winken konnte. Während der Aufklärung im 18. Jahrhundert bastelte der französische Ingenieur und Erfinder Jacques de Vaucanson lebensechte Enten und Flötenspieler aus Metall. 1954 baute George Devol, zusammen mit Joseph Engelberger, in den USA den ersten echten Industrieroboter (Unimate), der ab 1961 bei General Motors arbeitete. Im Jahr 1973 stellte Kuka das Modell Famulus vor, der als der erste sechsachsige elektrisch angetriebene Industrieroboter der Welt gilt.

Das Wort „Roboter“ stammt aus dem Jahr 1921 und kommt in dem Theaterstück R.U.R. des tschechischen Science-Fiction-Autors Karel Capek vor. Der Schriftsteller Isaac Asimov prägte 1942 dann das Wort „Robotik“ und formulierte drei Robotergesetze, die zum ersten ethischen Regelwerk für Künstliche Intelligenz in der Science-Fiction wurden:

1. Ein Roboter darf keinen Menschen verletzen oder durch Untätigkeit zulassen, dass einem Menschen Schaden zugefügt wird.
2. Ein Roboter muss den Befehlen der Menschen gehorchen, es sei denn, diese stehen im Widerspruch zum ersten Gesetz.
3. Ein Roboter muss seine eigene Existenz schützen, solange dies nicht dem ersten oder zweiten Gesetz widerspricht.

Thomas Theis

Theis wurde 1981 geboren. Nach seinem Abitur studierte er Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen und schloss beides als Diplom-Ingenieur (FH) und Diplom-Wirtschaftsingenieur (FH)ab. Danach sammelte er erste Erfahrungen im Industrieumfeld als Projektleiter, kam 2008 zu Koch und ist seit 2015 Leiter Vertrieb und Projektierung. Foto: Koch Robotersysteme

Zum Unternehmen:

Name:Koch Robotersysteme
Gegründet: 1978 als Verkaufs- und Ingenieurbüro für Förder- und Automationssysteme, seit 1993 Robotersystemhaus
Geschäftsführung: Ulli Koch
Standorte:Dernbach (Kreis Neuwied) und weltweite Gebietsvertretungen
Kernkompetenz: Entwicklung, Konstruktion, Herstellung und Montage von Roboter- und Automatisierungssystemen
Mitarbeitende:rund 125
Umsatz: (GESAMT 2025) mehr als 25 Millionen Euro