In der Produktion die Nase vorn haben

Die automatische Transformation

Die Industrie gilt heute mehr denn je als Motor der ­deutschen Wirtschaft – doch durch Vernetzung, ­Globalisierung und Digitalisierung müssen sich heimische Unternehmen zunehmend auch der internationalen ­Konkurrenz stellen. Um in der Produktion die Nase vorn zu haben, setzen sie vermehrt auf Robotiklösungen.

Roboter im industriellen Umfeld

Im industriellen Umfeld kommen vermehrt Cobots zum Einsatz.

„Die Wirtschaft steht an der Schwelle zur vierten industriellen Revolution. Durch das Internet getrieben, wachsen reale und virtuelle Welt zu einem Internet der Dinge zusammen. Mit dem Projekt Industrie 4.0 wollen wir diesen Prozess unterstützen“, erklärt das Bundesministerium für Bildung und Forschung sein wachsendes Interesse an Technologien, die mit Industrie 4.0 in Verbindung stehen. Und das Ministerium ist nicht das einzige, das die Digitalisierung der Industrie derart gezielt priorisiert: Mitte März 2020 stellte auch die EU-Kommission ihre neue Strategie zum Thema vor. Was vor einigen Jahren noch als Zukunftsprojekt im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung startete, hat heute weltweit Priorität und ist bereits in vielen Produktionsstätten Alltag. Sichtbares Zeugnis dessen ist der zunehmende Einsatz von Industrierobotern, die durch Künstliche Intelligenz (KI) und Vernetzung zur Automatisierung von Prozessen beitragen.

Doch was genau ist eigentlich Industrie 4.0? Prof. Dr. Klaus Prettner verbindet mit dem Begriff die Weiterführung der Automatisierung dahingehend, dass gesamte Produktionsprozesse mithilfe moderner Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) vernetzt werden, um dann mittels intelligenter Technologien gesteuert und optimiert werden zu können. „In manchen Bereichen geht dies in Richtung der sogenannten ‚menschenleeren Fabrik‘, obwohl derzeit immer noch sehr viele Aufgaben nicht vollständig automatisiert werden können“, so der Volkswirt, der an der Universität Hohenheim lehrt.

Strukturiertes Handeln gefordert

Im Zusammenhang mit Industrie 4.0 ist immer wieder von einer „Revolution“ die Rede und auch die aktuelle EU-Strategie spricht von einer „Transformation, bei der die Industrie die Führung übernehmen“ müsse. Der zweifache ökologische und digitale Wandel werde weitgehende Veränderungen für den Arbeitsmarkt, die Wirtschaft und die Produktion mit sich bringen, auf die Europa vorbereitet sein müsse – es gehe hierbei um nichts weniger als „die Souveränität Europas“, heißt es in dem Papier weiter. Digitalverbände wie z.B. Bitmi oder Eco begrüßen die Bemühungen der EU-Kommission ausdrücklich. Um nicht den Anschluss an Wirtschaftsmächte wie die USA oder China zu verlieren, müsse das Potenzial digitaler Innovationen und KI erkannt und gefördert werden, so der Eco-Vorstandsvorsitzende Oliver J. Süme.

Prettner, der zwar durchaus auch die kritischen Aspekte der zunehmenden Automatisierung erkennt, merkt an, dass angesichts weltweiter Entwicklungen eine europäische KI- und Industrie-4.0-Strategie durchaus ratsam sei. „Ohne eine Strategie in diesem Bereich würden wir sehr schnell durch die Vorreiter – vor allem die USA und China – abgehängt und könnten nur mehr vom Spielfeldrand aus zusehen, wie die Zukunft anderswo gestaltet wird“, mahnt er. Er befürchtet, dass Europa nach wie vor zu zögerlich agiert, denn während China und die USA massiv in ihre Forschungs- und Entwicklungssektoren investieren, sei aus dem Plan, aus der EU den „wettbewerbsfähigsten und dynamischsten wissensgestützten Wirtschaftsraum“ der Welt zu machen, bisher nichts geworden, so seine Kritik.

Und tatsächlich: Gerade China ist in Bezug auf die Automatisierung weit vorne. Eine Erfahrung, die auch Mladen Milicevic, einer der Mitgründer von Unchained Robotics, gemacht hat. Der Ingenieur und Robotikexperte stellte sich nach einem China-Aufenthalt die Frage, wie eigentlich heimische Unternehmen die Automatisierung angehen. Gemeinsam mit seinen Kollegen befand er, dass einfache, flexible und vollautomatische Lösungen gerade dem deutschen Mittelstand helfen würden – sie gründeten daher ein Unternehmen, das innovative Methoden zur Robotersteuerung entwickelt.

Mit Cobots die nächste Stufe zünden

Dabei sind es nicht anthropomorphe Roboter à la C-3PO oder Wally, die der Industrie in Sachen Automatisierung den nötigen Push verschaffen sollen. In der Realität kommen ganz andere Modelle zum Einsatz, wie Volker Spanier, Head of Robotic Solutions bei Epson Deutschland, erklärt. Für ihn zählen auch typische Haushaltsroboter oder Saugroboter und Rasenmäher nicht dazu. „Man unterscheidet Roboter für die industrielle Nutzung oft anhand ihrer Armgeometrie – also welche Gelenke die Maschine hat und wie sie angeordnet sind“, sagt er. So gebe es in der Industrie z.B. horizontal artikulierte vierachsige Schwenkarmroboter, die besonders für Pick-und-Place- oder Sortieraufgaben geeignet seien. Außerdem, so der Experte, gebe es die vertikal artikulierten Sechsachsroboter, die oft in den Produktionsstraßen der Automobilbranche anzutreffen seien und so die Wahrnehmung der breiten Öffentlichkeit gebildet hätten. Allerdings seien daneben auch Hybride zu finden, die in bestimmten Nischenbereichen eingesetzt werden.

Im industriellen Umfeld kommen, wie Mladen Milicevic ausführt, zudem vermehrt Cobots – also kollaborative Roboter – zum Einsatz. Diese Leichtbaumodelle zeichnen sich durch eine Vielzahl an Sensoren aus, die sie besonders sensitiv für Berührungen machen, erklärt Milicevic weiter. Dadurch eignen sie sich für die Zusammenarbeit mit Menschen. Weit verbreitet seien derzeit Anwendungen, die Menschen monotone Tätigkeiten abnehmen und die eher Seite an Seite ausgeführt würden denn Hand in Hand.

Volker Spanier ergänzt, dass anders als bei Industrierobotern in der Umgebung von Cobots keine Schutzzäune erforderlich sind. Daher seien ihre Einsatzgebiete sehr vielfältig, wie er erklärt: „Angefangen bei reinen Kraftverstärkern, wenn also der Roboter vom Menschen geführt wird und dessen Kraft z.B. bei der Bewegung schwerer Lasten vervielfacht, bis hin zu Reich- und Assistenzarbeiten ist vieles denkbar und wird partiell auch schon realisiert.“ Zudem seien weitere Gründe für den gestiegenen Einsatz von Cobots deren einfache Programmierung und benutzerfreundliche Bedienoberfläche. Diese enge Zusammenarbeit mit den menschlichen Kollegen hat allerdings auch einen Nachteil, wie Spanier ausführt: Aus Sicherheitsgründen dürfen die Bots oft nicht so schnell arbeiten, wie sie es eigentlich ob ihrer Leistungsfähigkeit könnten.

Von einem Robotereinsatz können also Unternehmen diverser Branchen profitieren. Doch die landläufige Meinung ist, dass derartige Lösungen noch sehr teuer und aufwändig umzusetzen seien. Und tatsächlich traf dies bis vor kurzem noch zu, wie Gründer Milicevic erläutert: „In der Vergangenheit wurden viele Automatisierungslösungen für den Kunden maßgeschneidert entwickelt. Der Aufwand und das Know-how in solchen Projekten sind enorm.“ Mittlerweile jedoch, ergänzt er, entstehen viele Standardanwendungen und Software-Lösungen, die es schneller und einfacher machen, die Systeme zu entwickeln und zu implementieren. Als Beispiel führt er eine Bildverarbeitungssoftware aus seinem Haus an, die in der Logistik eingesetzt wird und nach dem Plug-und-play-Prinzip arbeitet. Sie könne, wenn alle Prozesse abgestimmt sind, innerhalb weniger Tage aufgesetzt werden. Lediglich der Einsatz von KI erfordere eine kurze „Trainingsphase“, doch könne das System nach wenigen Stunden so vorbereitet werden, dass es mit jeglichen Abweichungen und Produktwechseln zurechtkomme. Die Zeit bis zur Implementierung werde immer kürzer. Er plädiert: „Es ist gerade die richtige Zeit, sich mit der Automatisierung zu beschäftigen und sich einen Partner an die Seite zu holen, der die Technologie beherrscht und kompetent beraten kann.“

Dennoch sehen gerade in Produktion und Logistik viele Mitarbeiter ihre Jobs – und damit auch ihre Existenz – bedroht. Die Robotikexperten Milicevic und Spanier sind sich zwar einig, dass Cobots die Arbeitswelt verändern werden, betonen aber die Chancen, die sich daraus ergeben – etwa bei der Bekämpfung des anhaltenden Fachkräftemangel in der Produktion. Milicevic führt an, dass Arbeitnehmer in allen Branchen flexibler werden müssten, um sich auf die Veränderungen einzustellen. Er sieht daher für die Zukunft zwangsläufig eine Kooperation zwischen Mensch und Maschine in der Fertigung. Volker Spanier argumentiert, dass Roboter vor allem Aufgaben übernehmen werden, die Menschen von „dull, dirty, dangerous, delicate“-Tätigkeiten (dt: „stumpf, schmutzig, gefährlich, heikel“) befreien. Zwar würden, so der Fachmann, z.B. monotone Jobs etwa in der Montage wegfallen, es finde aber eine „Transformation“ in der Qualität der Arbeitsplätze statt, die mit anderen Anforderungen an die Ausbildung der Mitarbeiter einhergehe. Die Einführung von Automatisierungslösungen biete also Unternehmen die Chance, ihre Mitarbeiter zu qualifizieren, ihre Produktion effizienter zu gestalten und somit insgesamt einen deutlichen Wettbewerbsvorteil zu erzielen, so der Epson-Experte. „Wie sieht also der Saldo aus? Verlust bei eintönigen, gefährlichen, langweiligen Arbeiten, Gewinn bei den anspruchsvolleren, kreativeren Tätigkeiten“, so sein Fazit.

Nicht alles ist Gold

Gerade dies ist ein Punkt, den Prettner aus volkswirtschaftlicher Sicht einordnet. Im Zuge des technischen Fortschritts, so der Wissenschaftler, seien im Laufe der Geschichte immer wieder Jobs obsolet geworden. Als Beispiel führt er die Heizer in Dampflokomotiven an, die aufgrund gewerkschaftlich durchgesetzter Regeln zwar lange Zeit auch auf den neuen Elektroloks mitgefahren seien, dort aber nicht eingesetzt werden konnten. Derartige Transformationsprozesse sollten daher z.B. in Form von Umschulungen sinnvoll gestaltet werden, so sein Plädoyer. Laut Prettner würden ohnehin nur die wenigsten Jobs gänzlich obsolet. Als etwa die Bankautomaten eingeführt wurden, hätten die Bankangestellten immer weniger Standardtätigkeiten ausgeführt, sich dafür aber um speziellere Kundenwünsche kümmern können. Das Argument, dass durch das Wegfallen alter Jobs auch neue entstehen können, hält Prettner für valide und verweist auf die Entwicklung des Dienstleistungssektors.

Doch der Volkswirt erinnert auch an die möglichen negativen Auswirkungen der zunehmenden Automatisierung entlang der Produktionsstraßen und sieht vor allem die Bildungspolitik und ein soziales Sicherungssystem in der Pflicht. Manche Menschen, so Prettner, könnten Zusatzausbildungen oder Umschulungen machen, andere sich vielleicht kreativ betätigen oder von der Produktion in den Dienstleistungssektor wechseln. „Allerdings werden nicht alle freigesetzten Fließbandkräfte beispielsweise zu IT-Spezialisten, Pflegepersonal oder Selbsthilfegurus umgeschult werden können“, gibt er zu bedenken. Es sei wichtig, bildungspolitisch die Weichen zu stellen und das Sozialversicherungssystem so zu gestalten, dass diejenigen, die abgehängt werden, aufgefangen werden. Und auch die Politik sei gefragt, wenn es darum geht, eine adäquate digitale Infrastruktur bereitzustellen. Diese sei einerseits wichtig, um die Rahmenbedingungen für Industrie 4.0 zu schaffen, andererseits aber auch für die regionale Entwicklung.

Dies ist ein Artikel aus unserer Print-Ausgabe 04/2020. Bestellen Sie ein kostenfreies Probe-Abo.

Die weitreichenden gesamtgesellschaftlichen Folgen der Automatisierung hat Prettners Team in einem Standardmodell der Wachstumstheorie modelliert und dabei festgestellt, dass diese zu einer deutlichen Lohnspreizung, einem Sinken der Lohnquote, einer verstärkten Vermögenskonzentration, aber auch zu einem Anstieg an Hochschulabsolventen führen könnte. Um die negativen Auswirkungen abzufedern, raten einige Experten zu einer Robotersteuer oder KI-Abgabe. Prettner hält davon nicht viel, da in seinen Simulationsrechnungen derartige Steuern dazu führen, dass weniger in KI-Forschung und Ausbildung insgesamt investiert werde und somit mehr gering qualifizierte Menschen um schlecht bezahlte Jobs konkurrieren müssen, wodurch ihre Löhne weiter sinken. „Die Robotersteuer schadet also letztlich auch den schlecht ausgebildeten Arbeitskräften und verringert gleichzeitig die Innovation“, erklärt er.

Um die Ängste der Belegschaft im Bezug auf robotische „Kollegen“ abzubauen, rät Milicevic Unternehmen, frühzeitig ihre Pläne offenzulegen und so eventuell auch wertvolle Tipps für die Umsetzung zu erhalten. „Eine offene Kommunikation kann den Mitarbeitern zeigen, dass sie die Möglichkeiten haben, sich im Unternehmen weiterzuentwickeln, neue Aufgaben zu übernehmen und Vertrauen zu erhalten.“
Mit der Digitalisierung werden auch Automatisierungslösungen immer alltäglicher – Mensch und Maschine werden über lang oder kurz zusammen arbeiten. Doch wohin geht die gemeinsame Reise?

Quo vadis, Cobot?

Mladen Milicevic verspricht sich von der Einführung des 5G-Standards viel: „Der enorme Zuwachs an Möglichkeiten durch das schnelle Versenden großer Datenmengen und einer geringen Latenz führt dazu, dass Roboter in Echtzeit aus New York in Berlin per Hand gesteuert werden.“ Außerdem könnten so Bildverarbeitungsinformationen in der Cloud mit Highspeed berechnet werden, was die Möglichkeiten der Technik vervielfältige. Um einen großflächigen Einsatz von Robotern zu ermöglichen, müsse diese Technologie aber einem breiten Publikum zugänglich gemacht werden, sagt er, „denn erst wenn jeder einen Roboter nutzen kann und nicht nur eine mehr oder weniger breite Schicht Fachleute –, wird auch jeder einen nutzen.“ Dazu brauche es zunächst eine einfache Robotersteuerung, eine leichte Implementierbarkeit auch in bestehende Anlagen und Kollaborationsfähigkeit.

Die Automatisierung wird weitreichende Folgen für die Arbeitswelt haben, doch ist diese „vierte industrielle Revolution“ mit der aus dem 18. Jahrhundert zu vergleichen? Nur bedingt, befindet Prettner, denn diese habe auch sehr starke soziale und politische Implikationen gehabt, die sich in dieser Form nicht wiederholen könnten. Dennoch hätten die aktuellen Entwicklungen für die Zukunft große Bedeutung. „Vieles wird davon abhängen, ob/wie wir es schaffen, mit den potenziell negativen Effekten der Automatisierung und Digitalisierung umzugehen und ob und wie wir es schaffen, sicherzustellen, dass die breite Masse von den technischen Entwicklungen profitiert und nicht nur kleine Teile der Bevölkerung“, so Prettner abschließend.

Bildquelle: Getty Images / iStock / Getty Images Plus

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