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Industrieroboter-Trends 2020 bis 2022 Roboter werden immer kollegialer, intelligenter und digitaler

| Redakteur: Jürgen Schreier

In den Jahren 2020 bis 2022 werden voraussichtlich fast zwei Millionen Industrieroboter in Fabriken auf der ganzen Welt installiert. Die International Federation of Robotics (IFR) zeigt die wichtigsten Trends zur Innovation auf. Diese sind: Vereinfachung von Programmierung und Bedienung, Kollaboration und Digitalisierung.

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Cobots (Kollaborative Roboter) in der Elektronikfertigung
Cobots (Kollaborative Roboter) in der Elektronikfertigung
(Bild: ABB)

"Intelligente Robotik und Automatisierung sind unerlässlich, um mit neuen Verbrauchertrends, der Nachfrage nach Produktvielfalt oder Herausforderungen durch Handelsbarrieren umzugehen", sagt Dr. Susanne Bieller, Generalsekretärin International Federation of Robotics (IFR). "Neue technologische Lösungen ebnen den Weg für mehr Flexibilität in der Produktion".

Machine Learning - Roboter lernen durch Ausprobieren

So werden Installation und Programmierung von Robotern immer einfacher. Digitale Sensoren in Verbindung mit intelligenter Software ermöglichen direkte Teach-in-Verfahren von Robotern, die sogenannte "Programmierung durch Demonstration".

Die Aufgaben, die der Roboterarm ausführen soll, werden zunächst von einem Menschen ausgeführt: Dazu ergreift der Mensch den Roboterarm und vollführt mit ihm die gewünschten Bewegungen. Diese Daten werden dann von der Software in das digitale Programm des Roboterarms umgewandelt.

In Zukunft werden Machine-Learning-Tools es Robotern sogar ermöglichen, durch Ausprobieren oder durch Videodemonstration zu lernen und ihre Bewegungen selbst zu optimieren.

Roboter reagiert auf Gesten seines menschlichen Kollegen

Die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter ist ein weiterer wichtiger Trend in der Robotik. Durch die Fähigkeit, mit Menschen zusammenzuarbeiten, sind moderne Robotersysteme in der Lage, sich an eine sich schnell verändernde Umgebung anzupassen. Die Palette der kollaborativen Anwendungen, die von den Roboterherstellern angeboten werden, erweitert sich ständig.

Levels der Zusammenarbeit von Mensch und Industrie-Roboter
Levels der Zusammenarbeit von Mensch und Industrie-Roboter
(Bild: IFR)

Gegenwärtig sind Anwendungen mit gemeinsamem Arbeitsraum am häufigsten. Roboter und Werker führen dabei nacheinander ihre Bearbeitungsschritte aus. Noch anspruchsvoller sind Anwendungen, bei denen Mensch und Roboter gleichzeitig am gleichen Teil arbeiten.

Forschung und Entwicklung konzentrieren sich auf Methoden, die es den Robotern ermöglichen, in Echtzeit zu reagieren. So wie zwei menschliche Werker zusammenarbeiten würden, sollen sich die Bewegungen des Roboters an seine Umgebung anpassen. Zu diesen Lösungen gehören Stimme, Gestik sowie das Erkennen von Absichten aus menschlichen Bewegungen. Mit der Technologie von heute hat die Mensch-Roboter-Kooperation bereits ein enormes Potenzial für Unternehmen aller Größen und Branchen. Kollaborative Operationen werden die Investitionen in traditionelle Industrieroboter ergänzen.

OPC Robotics Companion Specification definiert Schnittstellen

Industrieroboter sind zentrale Elemente einer digitalen und vernetzten Produktion, wie sie in der Industrie 4.0 eingesetzt werden. Folglich müssen Roboter miteinander kommunizieren können - unabhängig vom Hersteller. Die so genannte "OPC Robotics Companion Specification", die von einer gemeinsamen Arbeitsgruppe des VDMA und der Open Platform Communications Foundation (OPC) entwickelt wurde, definiert eine standardisierte generische Schnittstelle für Industrieroboter und ermöglicht die Anbindung von Industrierobotern an das Industrial Internet of Things (IIoT).

Die digitale Konnektivität von Robotern z.B. mit der Cloud-Technologie ist auch ein Enabler für neue Geschäftsmodelle: Roboterleasing zum Beispiel - genannt Robots-as-a-Service - hat Vorteile, die besonders für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) attraktiv sein könnten: keine Kapitalbindung, keine Fixkosten, automatische Upgrades sowie kein Bedarf an hochqualifizierten Roboterbedienern.

Roboter gegen Arbeitskräftemangel?

Nicht nur an hochqualifizierten Roboterbedienern dürfte in Zukunft ein Mangel herrschen, sondern generell an Fachkräften. Bis 2040 werden dem Arbeitsmarkt in Deutschland aufgrund des demografischen Wandels im Vergleich zu heute zehn Millionen Menschen fehlen. Um die Folgen auszugleichen, setzen 77 Prozent der Industrieentscheider bereits auf „Kollege“ Roboter. Von dieser Entwicklung sind neben Konzernen zunehmend auch kleinere Firmen betroffen: Laut Prognose halten 84 Prozent den stark verbreiteten Einsatz von Robotertechnologie in mittelständischen Betrieben für keine Frage des „ob“ sondern des „wann“.

Das sind Ergebnisse des automatica-Trendindex 2020. Dafür wurden durch ein Marktforschungsinstitut im Auftrag der Automatisierungstechnik-Fachmesse automatica insgesamt 100 Fach- und Führungskräfte in Deutschland befragt, die in Industrieunternehmen über Robotik und Automation entscheiden.

Rund ein Viertel aller Erwerbstätigen arbeiten derzeit laut Statistischem Bundesamt allein im Industriesektor – das sind etwas elf Millionen Menschen. Gleichzeitig sind in diesem Segment aktuell insgesamt rund 216.000 Industrie-Roboter im Einsatz. Damit rangiert Deutschland weltweit auf Rang fünf – so die jüngsten Zahlen der International Federation of Robotics. Was die Roboterdichte betrifft, kommen in der Automobilindustrie rund 1.270 Einheiten auf 10.000 Arbeitnehmer und im produzierenden Gewerbe rund 340.

„Vor dem Hintergrund des demografischen Wandels und der sich verändernden Arbeitswelt leisten Robotik und Automation einen sehr wichtigen Beitrag, um die weltweite Wettbewerbsfähigkeit zu sichern und Menschen länger in Beschäftigung zu halten“, sagt Patrick Schwarzkopf, VDMA Robotik und Automation. „Roboter sind ganz ausgezeichnet darin, einzelne Aufgaben zu übernehmen. So werden die Arbeitnehmer im Team mit dem Roboter beispielsweise von gefährlichen, ungesunden und eintönigen Aufgaben entlastet. Gleichzeitig lässt sich mit der Geschwindigkeit und Präzision von Robotern die Produktivität erheblich steigern.“ Laut Umfrage bestätigen 77 Prozent der Industrieentscheider, dass Roboter heute schon eine Schlüsselrolle spielen, um auf den Mangel von Arbeitskräften zu reagieren und die Automatisierung voranzutreiben.

Wichtigste Gründe für Roboter-Einsatz

Zu den wichtigsten Gründen, in Zukunft mit Robotern zu produzieren, gehören nach Meinung von rund 80 Prozent der Experten in den Industrieunternehmen:

  • Menschen schwere Lasten abnehmen
  • Die Handhabung gefährlicher Werkstoffe
  • Die Übernahme monotoner Arbeiten

Gleichzeitig berichten 81 Prozent, dass die Programmierung von Robotern tendenziell einfacher geworden ist und damit der Weg für den Einsatz in mittelständischen Betrieben geebnet wird.

„Wie Robotik und Automation dazu beitragen, dass die Industrie wettbewerbsfähig bleibt, zeigt vom 16. bis 19. Juni die automatica in München. Die Messe gibt einen Überblick über alle relevanten Lösungen und Produkte zur Steigerung der automatisierten Produktion und vereint darüber hinaus alle zukunftsweisenden Schlüsseltechnologien unter einem Dach“, sagt Falk Senger, Geschäftsführer der Messe München.

In Dänemark entsteht das grösste Cobot-Zentrum der Welt

Mit finanzieller Unterstützung ihrer gemeinsamen US-Muttergesellschaft Teradyne haben Mobile Industrial Robots (MiR) und Universal Robots (UR) ein 50.000 m² großes Baugrundstück in Odense erworben. Dort investieren sie 36 Millionen Dollar in den Bau eines großen Cobot-Zentrums in der "Cobot-Hauptstadt" der Welt. Kollaborierende Roboter - oder Cobots - sind heute das am schnellsten wachsende Segment der industriellen Automatisierung. Sie können ohne Schutzumhausung Seite an Seite mit dem Menschen zusammenarbeiten, entlasten diese von monotonen Aufgaben und verbessern die Produktivität.

Teradyne möchte mit dem neuen Cobot-Zentrum die bedeutenden Führungspositionen, die MiR und UR weltweit aufgebaut haben, weiter stärken. „MiR und UR sind weltweit führend in der Revolution der kollaborierenden Roboter, die Automatisierungslösungen für Unternehmen jeder Größe verfügbar macht. Teradyne investiert weiterhin intensiv in die Entwicklung neuer Produkte, Lösungen und Vertriebskanäle, und die neue Einrichtung ist ein wichtiger Teil unserer Wachstumsstrategie”, sagt Mark Jagiela, Präsident und CEO von Teradyne.

Die dänische Roboterindustrie boomt: Die Gesamteinnahmen der dänischen Robotikunternehmen stiegen 2018 um 18 Prozent und erreichten 995 Millionen Dollar, wobei die Exporte um 26 Prozent zunahmen.

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