Fabrik der Zukunft

Wie sich Mensch und Maschine ergänzen

„In der Fabrik der Zukunft werden sich Mensch und Maschine ergänzen“, meint Volker Spanier, Leiter Robotics Solutions von Epson in EMEAR. Werker werden dazu mit einer neuen Generation kollaborativer Roboter zusammenarbeiten, die aufgrund ihrer Konfiguration speziell für diese Aufgabe geeignet sein sollen.

Volker Spanier, Leiter Robotics Solutions von Epson in EMEAR

„Die Einführung von Industrierobotern ist ein vehementer Einschnitt in die Struktur eines Unternehmens“, betont Volker Spanier, Leiter Robotics Solutions von Epson in EMEAR.

IT-DIRECTOR: Herr Spanier, welchen Stellenwert besitzen Roboter anno 2018 in der deutschen Industrie?
V. Spanier:
Die deutsche Industrie ist einer der weltweit führenden Märkte beim Einsatz von Robotern, denn diese Maschinen ermöglichen eine effiziente, flexible Produktion bei sehr geringer Fehlerquote. Nicht umsonst ist der Begriff Industrie 4.0 eine deutsche Schöpfung, die sich erst später auch international etabliert hat. Die Wichtigkeit dieser Maschinen für die heimische Industrie kann kaum überschätzt werden.

IT-DIRECTOR: An sich ist die Automatisierung durch Roboter in der Industrie ja nichts Neues – doch was hat sich hier im Vergleich zu früher geändert?
V. Spanier:
Die Zahl bei Industrie 4.0 verweist auf die jeweilige industrielle „Revolution“, die mit Einführung der entsprechenden Produktionsart umgesetzt wurde. Industrie 1.0 beschreibt den Wandel in der Produktion, als überhaupt Maschinen eingeführt wurden und die erste Massenproduktion begann. Industrie 2.0 definiert den Zeitpunkt, als neue Produktionsformen wie Fließbänder oder auch Akkordarbeit in Kraft traten. Industrie 3.0 ist der Zeitpunkt, als Computer in die Produktionsprozesse eingebunden wurden, und Industrie 4.0, der Punkt, an dem wir heute stehen, bezeichnet ein Bündel an Maßnahmen. Es fängt an bei der Vernetzung einzelner Maschinen bis hin zu ganzen Produktionszweigen, geht über die Einführung von Sensoren zur Überwachung der verschiedensten Parameter zum Aufbau zusammenhängender, digitaler Fabrikationsmodelle, über Assistenzsysteme, die eine (engere) Kooperation zwischen Mensch und Maschine ermöglichen und schließlich die Autonomie der Maschinen, bei der Operationen nicht mehr verrichtungsorientiert, sondern problemorientiert definiert werden. Industrie 4.0 ist ein deutlich komplexerer und umfassenderer Vorgang als seine Vorgänger, wobei die einzelnen Stufen aufeinander aufbauen.

IT-DIRECTOR: Inwieweit bilden intelligente Robotersysteme das Rückgrat für die „Industrie 4.0“?
V. Spanier:
Diese Roboter sind als Teil der Industrie 4.0 u.a. in neuartigen Assistenzsystemen zu finden (kollaborative Roboter) und sie spielen auch eine große Rolle beim Aufbau flexibler Produktionsprozesse. Dieses Konzept hilft, auch die Nachfrage sich sehr stark ändernde Märkte zu befriedigen, da Herstellungslinien der Industrie 4.0 bis hinunter zur Losgröße 1 effizient arbeiten.

IT-DIRECTOR: Worin bestehen die Stolpersteine bei der Vernetzung jener Systeme?
V. Spanier:
Die Idee „Industrie 4.0“ möchte traditionelle IT-Lösungen mit einer traditionellen Produktion zusammenbringen, um so neuartige Erzeugnisse zu fabrizieren und auch deren Herstellung deutlich flexibler und effizienter zu machen. Dafür muss eine Vielzahl technischer Standards und Normen entwickelt werden, damit Kommunikation zwischen verschiedenen, lokal oft weit entfernten Stellen überhaupt erst möglich wird. Zudem gewinnt der Begriff „Datensicherheit“ erheblich an Relevanz, denn Daten von Sensoren, die beispielsweise von einer Produktionsstraße stammen und in der Cloud gespeichert werden, müssen vor unberechtigtem Zugriff geschützt werden. Außerdem entstehen noch viele rechtliche Fragen, die sich z.B. auf Rechte bei der Handhabung und/oder Veränderung solcher Daten beziehen. Alles das muss auf internationaler Ebene diskutiert und geklärt werden.

IT-DIRECTOR: Inwieweit ist hierfür ein eigenes Betriebssystem notwendig, um die Sicherheit des Datenaustausches zwischen den Maschinen zu gewährleisten?
V. Spanier:
Mit der Sicherheit von Daten beschäftigen sich eine Vielzahl Stellen. Neben der physischen und informellen Sicherung gegen unbefugten Zugriff sind auch Entscheidungen zu treffen, welche Informationen wie, wem, wann zur Verfügung gestellt werden, wer welche Berechtigungen erhält, diese Daten in bestimmter Form zu nutzen oder zu verändern. Das sind hochkomplexe Themen, die von den unterschiedlichsten technischen Anlagen behandelt werden und bei denen noch viele Fragen offen sind.

IT-DIRECTOR: Inwieweit lassen sich ältere Roboter für die Industrie 4.0 auf- bzw. nachrüsten? Welche Schnittstellen müssen geschaffen, welche Spezifikationen erfüllt werden?
V. Spanier:
Grundsätzlich lassen sich alle Maschinen in der Industrie 4.0 einsetzen, wenngleich nicht unbedingt für alle Zwecke. So kann ein traditioneller Produktionsroboter, der keine Sicherungen besitzt, um beispielsweise in einer kollaborativen Umgebung zu arbeiten, natürlich auch in einer Industrie-4.0-Umgebung in der Produktion eingesetzt werden. Wird für eine Linie hingegen eine kollaborative Maschine benötigt, muss die Entscheidung getroffen werden, ob eine Aufrüstung dieser alten Maschine lohnt – was oftmals nicht der Fall ist – oder ob eine neue Maschine angeschafft werden muss.

IT-DIRECTOR: Inwieweit können sich moderne Industrieroboter in einer Smart Factory selbst optimieren?
V. Spanier:
Es gehört zu den grundlegenden Ansätzen der Industrie 4.0, durch Selbstoptimierung, Selbstkonfiguration, Selbstdiagnose sowie weitgehende Kognition eigenständiger in der Entscheidungsfindung zu werden und so bei zunehmend komplexen Aufgaben besser einsetzbar zu sein. Hier allerdings Abschätzungen zu treffen, inwieweit diese Selbstoptimierungen bzw. Selbstkonfigurationen gehen können, ist praktisch kaum möglich.

IT-DIRECTOR: Könnten die Maschinen irgendwann schlauer als wir Menschen sein? Wie schätzen Sie die Lage ein?
V. Spanier:
Wenn es darum geht, dass eine Maschine besser Schach spielt als ein Mensch, haben wir die Situation schon heute. Wenn es darum geht, dass eine Maschine einen besseren Roman schreibt als ein Mensch, müssen wir – glaube ich – noch sehr lange darauf warten. Die sogenannte Intelligenz eines programmierbaren Systems wie beispielsweise eines Roboters beschränkt sich in der Regel doch recht stark. Natürlich kann eine Maschine dank seiner Algorithmen Aufgaben schneller und fehlerfreier bearbeiten als ein Mensch, also auch Schach oder Go „erlernen“, aber von einer universellen Intelligenz oder Entscheidungsfindung basierend auf menschlichen oder empathischen Kriterien sind wir noch weit entfernt.

IT-DIRECTOR: Welche Rolle spielt der Mensch in der zukünftigen „Smart Factory“? Mit welchen Experten wie Herausforderungen wird er konfrontiert?
V. Spanier:
In der Fabrik der Zukunft werden sich Mensch und Maschine ergänzen. Werker werden dazu mit einer neuen Generation kollaborativer Roboter zusammenarbeiten, die aufgrund ihrer Konfiguration speziell für diese Aufgabe geeignet sind. Allerdings bleibt zwischen beiden Parteien eine klare Rollenverteilung bestehen: Der Mensch nutzt den Roboter als Assistenten. So reicht die Maschine dem Menschen die richtigen Bauteile und Werkzeuge an, unterstützt ihn beim Heben und Bewegen von schweren oder heißen Teilen oder steht auch bereit, wenn es um eine besonders hohe Präzision bei der Bewegung geht. Wichtig für die Akzeptanz dieser Lösungen gerade bei der Belegschaft ist, dass der Mensch in der Industrie 4.0 selbst den Arbeitstakt entscheidet und nicht von einem Roboter gegängelt wird.

IT-DIRECTOR: Ganz kritisch betrachtet, werden durch die weitere Automatisierung in der deutschen Industrie doch auf Dauer immer mehr Arbeitsplätze wegfallen. Wie schätzen Sie die Lage ehrlich ein?
V. Spanier:
Deutschland ist das einzige westeuropäische Land, in dem seit 2002 bis 2012 der Anteil der Industrie am BIP gestiegen ist. Vergleicht man die Situation der Menschen damals und heute, wird man eine Veränderung der Arbeitsplätze feststellen, aber nicht einen Verlust.

IT-DIRECTOR: Auf welche Weise könnten moderne Industrieroboter noch zur Gefahr für den Menschen werden?
V. Spanier:
Mögliche Gefahren durch moderne bzw. autonome Roboter und Maschinen sollten durch entsprechende Normierungen und Gesetze wohl weitestgehend ausgeschlossen werden. Hier sind besonders die entwickelten westlichen Industrieländer Vorreiter und Innovatoren. Gefährlich wird es, wenn Maschinen und Algorithmen die freie Entscheidung des Menschen bestimmen oder beeinflussen. Dies gilt beispielhaft im bereits beschriebenen Beispiel der Rollenverteilung und Arbeitsgeschwindigkeit in Prozessen, aber sollte dann z.B. auch für bereits gängige Angebote wie Google-Suggest oder die Amazon-Kaufempfehlungen kritischer betrachtet werden.

IT-DIRECTOR: Worauf sollten Unternehmen bei ihren langfristigen Investitionen in Industrieroboter achten?
V. Spanier:
Die Einführung von Industrierobotern ist ein vehementer Einschnitt in die Struktur eines Unternehmens und muss natürlich durch einen langfristigen, gut fundierten Businessplan gestützt werden.

Bildquelle: Epson

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