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Cobots: So funktionieren die Industrieroboter der Zukunft

26.02.2021

4 Min.

Parallel zu automatisierten Anlagen, vernetzten Fahrzeugen und dem 3D-Druck haben auch intelligente, interaktive Industrieroboter längst den Weg in die industrielle Arbeitswelt gefunden. Dabei erweist sich die Zusammenarbeit zwischen Mensch und „Cobots” bereits in vielen Bereichen als durchaus profitabel.

Sie schweißen, lackieren, löten und kleben: Hierzulande ist spätestens seit dem Karrierehoch des Augsburger Roboterarms Kuka klar, dass den elektronischen Fabrikarbeitern in der industriellen Zukunft eine Schlüsselrolle zukommt. Ob ausdauernde Präzisionsarbeiten, Mensch-Maschine-Interaktion im Alltag oder physisch harte Knochenjobs: mittlerweile greifen „collaborative robots“, kurz Cobots, Beschäftigten im Industrie- (und Dienstleistungs-)sektor tatkräftig unter die Arme.

Dabei sind sie nicht, wie herkömmliche Industrieroboter, auf feste Aufgaben beschränkt. Im Gegenteil: Sie sind teils sogar in der Lage, von ihren Mentoren, also dem Menschen, Aufgaben „abzuschauen” und somit von ihnen zu lernen.

Inhaltsverzeichnis

Cobots bringen wichtige Vorteile bei anstrengenden oder monotonen Tätigkeiten Kollaborative Roboter in der Industrie: Die Automobilbranche als Vorreiter Die wichtigsten Hersteller von Cobots und Industrierobotern im Überblick Interaktive Robotik als Baustein der Industrie 4.0: Chancen für die Wirtschaft

Cobots bringen wichtige Vorteile bei anstrengenden oder monotonen Tätigkeiten

Im Gegensatz zu automatisierten Maschinen sind Cobots auf die Zusammenarbeit mit dem Menschen „geschult“. Mittels ausgeklügelter Sensortechnik können die elektronischen Arbeitskräfte auf Mitarbeiter reagieren und mit ihnen interagieren. So bieten die Cobots vor allem mit Blick auf die demografische Entwicklung vielfältige Chancen in den industriellen Werkshallen. Ältere Beschäftigte können ihre Arbeit länger ausführen, wenn die Leichtbauroboter sie bei körperlich anstrengenden Tätigkeiten unterstützen. Zugleich erweitern die Cobots bereits ihr berufliches Einsatzfeld auf kundenorientierten Service im Einzelhandel oder auch in der Gastronomie. Der empathische Roboter „Pepper“ aus Japan ist nur ein Beispiel, wie Mensch-Maschine-Interaktion auch in gesellschaftlich relevanten Umfeldern auf sympathische Art und Weise gelingt.

Das Bild zeigt eine Hand unter einer symbolischen Wolke

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Kollaborative Roboter in der Industrie: Die Automobilbranche als Vorreiter

Hingegen einiger Befürchtungen sind die Cobots keine Elite künstlicher Intelligenz, die den Job des Menschen autonom oder vollständig übernehmen könnte. Viel mehr sind sie programmierte Zuarbeiter, bei dessen Beschäftigung sich die Automobilbranche als Vorreiter erwies. Seit mehreren Jahren schon setzt BMW bei der Serienfertigung kollaborative Roboter ein, die den menschlichen Kollegen unter anderem beim Anbringen von Türdichtungen assistieren. VW und Daimler zogen kurz darauf nach. Dabei sind Cobots keineswegs auf das Schweißen von Nähten („Follow-the-line”-Anwendungen) oder das Anreichen schwerer Einzelteile („Pick-and-Place”) begrenzt:

Cobots in der Logistik: Wo bislang noch händisch Waren aus Regalen gesucht werden, könnten demnächst intelligente Roboter diese Arbeit übernehmen. Der Mensch prüft dann lediglich, ob diese Arbeiten korrekt ausgeführt werden und bringt dem Roboter im Zweifel komplizierte Handgriffe bei. Selbst Supermarktketten greifen inzwischen auf die smarten Lagerhelfer zurück. Intelligente Lieferdrohnen, die dann den Versand übernehmen, sind zwar bislang noch Zukunftsmusik, werden aber bereits ausführlich getestet.
Cobots in der Feinmechanik: Immer dort, wo absolute Präzision gefordert ist, kann ein Cobot helfen, diese im Zweifel besser als der Mensch und frei von (allzu großen) Schwankungsbandbreiten zu gewährleisten. Sei es beim Uhrenbau, oder aber auch im Bereich der Platinenbestückung, wo schon heute Fertigungsroboter zum Einsatz kommen. Der Unterschied zum Cobot liegt hier in der individuellen Anpassbarkeit, was wiederum hochwertige Einzelstücke ermöglicht.
Cobots in der Chirurgie: Bereits heute arbeiten moderne Kliniken teilweise mit roboterunterstützten Operationssystemen. Schafft man es jedoch, den verwendeten Robotern beizubringen, wie bestimmte Standardvorgänge auszuführen sind und welche Parameter hierbei wichtig sind, könnten diese lernen, beispielsweise Muttermale oder ähnliche, klar abgrenzbare Bereiche selbständig und hochpräzise zu bearbeiten.

Cobots unterstützen einen Industriarbeiter

Die Bedienung eines Cobots kann mit Hilfe von Spracheingaben oder beispielsweise über ein Tablet erfolgen.

Die wichtigsten Hersteller von Cobots und Industrierobotern im Überblick

Interessieren Sie sich ebenfalls für den Einsatz von Cobots in Ihrem Unternehmen? Im Folgenden finden Sie einige der wichtigsten Hersteller für derartige Technologien, nach Jahresumsatz in 2019 absteigend sortiert:

Mitsubishi Electric (Japan)
ABB Robotics (Schweiz)
Fanuc (Japan)
Kawasaki Heavy Industries (Japan)
Yaskawa (Japan)
KUKA Robotics (Deutschland)
Dürr AG (Deutschland)

Interaktive Robotik als Baustein der Industrie 4.0: Chancen für die Wirtschaft

Hinsichtlich der „Roboter-Dichte“ liegt Deutschland laut Statista weltweit übrigens auf dem vierten Platz hinter Singapur, Südkorea und Japan. Aktuell kommen hierzulande 346 Roboter auf 10.000 Mitarbeiter im Industriebereich – in Singapur sind es sogar 918. Damit sind allerdings nicht nur die hier beschriebenen „Cobots”, sondern sämtliche Industrieroboter gemeint.

Im Grunde genommen heben Cobots das Thema Digitalisierung und Automatisierung einfach nur auf die nächste logische Ebene. Denn die flexible Interaktion zwischen Mensch und Maschine ebnet auch mittelständischen Betrieben einen neuen Weg, ihre Fertigung auf technisches Spitzenniveau zu automatisieren. Sowohl die Präzision als auch die Produktivität steigen hierdurch – was wiederum für sinkende Kosten und eine verbesserte Wettbewerbsposition sorgt.

Bis 2025 sieht Statista den Absatz von Industrierobotern weltweit jährlich bei fast 13 Millarden US-Dollar. Für die Umsetzung einer derartigen „connected industrial workforce“ braucht es wiederum stabile IoT-Netze und Software-Spezialisten zur Steuerung, Koordination sowie Wartung der Cobots und entsprechend aufgerüsteter, herkömmlicher Industrieroboter.

Einen interessanten Ausblick auf künftige Cobot-Einsatzfelder liefert auch das Forschungsprojekt AQUIAS des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation. Hier werden nicht zuletzt auch ethische Fragen rund um die Grenzen von Roboter-Befugnissen diskutiert und entsprechende Vorschläge für betriebsinterne Regelungen diesbezüglich gemacht.

Carsten Paulun

26.02.2021

# Tags:5G Digital Innovation Künstliche Intelligenz Roboter

Die Tankstelle der Zukunft ist dank 5G vollvernetzt und digitalisiert

Die Tankstelle der Zukunft ist volldigital. Von der Zapfsäule über die Waschstraße bis hin zu den Info-Displays über den Kühlregalen sind alle Geräte per schnellem 5G-Mobilfunk untereinander und mit dem Internet verbunden. Was damit außer kostenlosem WLAN für die Kund:innen noch alles möglich wird, lesen Sie hier. Moderne Tankstellen haben viel mehr zu bieten als nur Benzin, Diesel, Strom oder Luft für die Reifen. Sie haben sich zu Vollsortimentern mit einem reichhaltigen Angebot an Convenience-Produkten entwickelt – inklusive Brötchenverkauf, Café und Kühltheke. Viele Kund:innen, insbesondere an Autobahnen und auf Autohöfen nutzen ihre Tankpausen daher, um sich mit Snacks, Kaffee oder Reisezubehör zu versorgen. Auch viele Handwerker:innen und Berufskraftfahrer:innen verbringen ihre Frühstückspause an der Tankstelle. Was liegt also näher, als den Kund:innen hier einen Service ähnlich wie in den Innenstädten zu bieten? Immerhin steigt mit der Verweildauer am Point of Sale (POS) in der Regel auch das Umsatzpotenzial. Und Lebensmittel und Zeitschriften haben eine deutlich bessere Marge als Betriebsstoffe. Der Tankstellenbetreiber TOTAL hat deshalb bereits 2020 die ersten zwei seiner bundesweit 1200 Stationen gemeinsam mit Vodafone zu 5G-Tankstellen weiterentwickelt.

IoT

Ansicht einer Automobilfertigungsstraße mit Schweißrobotern

5G im IoT: Möglichkeiten, Chancen und Besonderheiten in der Industrie

Produktionsstraßen oder ganze Fabriken, die sich mobilfunkgestützt selbst überwachen und steuern, intelligente Lagersysteme, die mithilfe autonomer Transportfahrzeuge alle benötigten Materialien und Werkstücke jederzeit punktgenau und zuverlässig zum Einsatzort bringen: Das Internet of Things (IoT) und die Mobilfunkstandards 5G und 5G+ wachsen gerade zum Rückgrat der Smart Factory zusammen und machen vieles möglich, was bisher nur schwer automatisierbar war. Was damit in der Produktion alles machbar ist und warum die meisten Industriebetriebe in nur wenigen Jahren schon ganz anders aussehen könnten als heute, lesen Sie hier. Es ist die Hochzeit, auf die alle Expert:innen gewartet haben: Mit den Mobilfunktechnologien 5G und 5G+ auf der Netzeseite und immer leistungsfähigeren IoT-Systemen innerhalb dieser Netze können selbst größte Werke und Industrieanlagen endlich in Echtzeit synchronisiert werden. Weil von der Komissionierung über die Hydraulikpresse bis hin zum Lackierroboter und dem Versandlager fortan alle Stationen dauerhaft mit der Cloud verbunden sind und abgestimmt arbeiten, werden ganz neue Prozesse und Abläufe ohne Wartezeiten und Leerläufe möglich. Und damit steht die Industrie erst am Anfang der 5G-Revolution.

Connectivity

Im Vordergrund der Ausschnitt eines Sees mit Ufer, dahinter ein Haus mit rotem Dach

Schnelles Internet auf dem Land: Der 5G-Ausbau macht es möglich

Schnelles Internet ist längst so unverzichtbar wie der Strom- oder Telefonanschluss. Doch gerade im ländlichen Raum fehlt es oft an Breitbandanschlüssen für die Menschen und die Unternehmen vor Ort. Lange Leitungswege und hohe Kosten für Tiefbau und Infrastruktur bremsen den flächendeckenden Glasfaserausbau. Dabei bieten die Mobilfunknetze längst leistungsfähige Alternativen zum teuren Kabelverlegen. Der neue Mobilfunkstandard 5G+ erreicht inzwischen Datenraten jenseits der 1.000 Megabit pro Sekunde. Ein Hotel an der Ostsee zeigt, was mit 5G-Mobilfunk alles möglich ist. Seit vielen Jahren baut Vodafone sein 5G-Netz auch auf dem Land kontinuierlich aus. Ein Beispiel dafür, wie Unternehmen bereits heute vom Mobilfunknetz der Zukunft profitieren, findet sich auf der Insel Usedom in Mecklenburg-Vorpommern: Dort nutzt nicht nur das Hotel „Wasserschloss Mellenthin” ultraschnelles Internet via Mobilfunk. Auch die Nachbarn profitieren davon und surfen mobil mit 5G-Geschwindigkeit. Lesen Sie hier, welche Chancen das 5G-Netz auf Usedom und anderswo für den ländlichen Raum bietet.

IoT

Start-up-Gründer diskutieren über IoT-Geschäftsmodelle

Diese IoT-Start-ups sind einen Blick wert

Das Internet of Things (IoT) wächst ständig. Bereits jetzt sind viele Geräte in Unternehmen untereinander vernetzt und tauschen Daten aus. Die Möglichkeiten sind dabei so vielfältig, wie es Geräte gibt: Vom autonomen Fahren über „intelligente“ Kaffeemaschinen bis hin zu smarten Fabriken entstehen neue Geschäftsfelder rund um das Thema Maschinenkommunikation. Möglich ist das unter anderem durch 5G-Mobilfunknetze, Big-Data-Auswertungen und künstliche Intelligenz (KI). Ganze Branchen sind derzeit im Umbruch und herkömmliche Geschäftsmodelle weichen neuen smarten Prozessen. Dabei sind diejenigen klar im Vorteil, die konsequent auf Digitalisierung und intelligente, vernetzte Lösungen setzen: Für diese Bereiche gibt es verschiedene Fördermittel von Bund und Ländern, wie zum Beispiel die „Digitalisierungsprämie Plus“. Diese Fördermittel richten sich sowohl an Existenzgründer:innen als auch an Unternehmen, die ihre bestehenden Strukturen modernisieren möchten. Wir stellen Ihnen einige vielversprechende Kandidaten vor. Die Start-ups kooperieren bereits mit Vodafone und sind Teil des Accelerator-Programms Vodafone UPLIFT. Das Programm bringt IoT-Start-ups mit Vodafone zusammen und begleitet deren Skalierung durch gemeinsame Medien- und Vertriebsarbeit.

Connectivity

Drei beschriftete Würfel auf einer Oberfläche. Zusammen zeigen sie „4“, „G“ und das Symbol für Funknetze. Zwei Finger drehen den ersten Würfel so, das die „4“ durch eine „5“ ersetzt wird.

5G: Neue Anwendungsbereiche und Unterschiede zu 4G, LTE und Co.

Hohe Bandbreiten, schneller Datenzugriff und wichtige Inhalte immer und überall in Echtzeit verfügbar: Mobilfunk der 5. Generation (kurz: „5G“) stellt genau die leistungsfähige Infrastruktur zur Verfügung, die die digitalisierte Gesellschaft benötigt. Für welche Branchen 5G besonders wichtig ist und was den Mobilfunkstandard von seinen Vorläufern unterscheidet, erklären die Expert:innen vom Ericsson ICT Development Center den Teilnehmer:innen des Vodafone Enterprise Plenums. Im Enterprise Plenum,dem Geschäftskundenbeirat von Vodafone Deutschland, treffen sich regelmäßg Vertreter:innen von Unternehmen, um Branchentrends aktiv mitzugestalten. Im direkten Dialog mit den Expert:innen von Vodafone erhalten sie bereits früh Einblicke in die neuesten Trends der Informations- und Kommunikationstechnik (IKT). Dabei geht es auch um den laufenden Ausbau von 5G: „5G ist technisch eine Evolution von LTE in Kombination mit einer neuen Funkschnittstelle sowie einer neuen Netzarchitektur, die sich vor allem an den Anforderungen der ‚Networked Society’ ausrichtet“, erklärt Ericsson-Netzforscher Christian Hoymann. Damit kann 5G ganz unterschiedliche Anforderungen bedienen. Welche das unter anderem sind, erfahren Sie hier.

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