Ergänzen, nicht ersetzen

Als 1961 mit „Unimate“ der erste Industrieroboter in den Fordwerken im US-Städtchen Ewing Township eingesetzt wurde, staunte die Öffentlichkeit nicht schlecht. Bis dato gehörten Roboter eher ins Reich von Science-Fiction und Fantasy und sahen aus wie metallische Androiden – mit Armen, Beinen und einem Kopf. Unimate hingegen sah aus wie ein kleiner Kampfpanzer, erleichterte aber menschlichen Arbeitern das gefährliche Hantieren mit Teilen aus glühend heißem Stahl und verringerte ihr Risiko, bei dieser Tätigkeit giftige Dämpfe einzuatmen. So stellte gleich der erste industriell eingesetzte Roboter die Weichen für die weitere Entwicklung und Aufgabe von Automatisierungslösungen: den Menschen die Arbeit zu erleichtern und sie gleichzeitig vor Gefahren zu schützen. Gleichzeitig spiegelt der aufkeimende Einsatz dieser Technologie den wirtschaftlichen Aufschwung der Nachkriegsjahre wider, in denen die zunehmende Nachfrage nach Konsumgütern durch rein manuelle Fertigung kaum noch zu bedienen war. Kein Wunder also, dass die Verbreitung von Produktionsrobotern Hand in Hand mit dem Erstarken der Massenproduktion ging.

Bis vor wenigen Jahren waren Roboter entsprechend selten in kleineren und mittelständischen Unternehmen zu finden. Zu groß war die Angst vor einem riesigen Investment, welches sich durch mangelnde Auslastung nicht würde amortisieren lassen. Auch galten robotische Lösungen als maximal unflexibel; gerade im Bereich von Kleinserien schien der Einsatz bislang kaum realistisch. Doch die Zeiten haben sich geändert und eine neue Generation von Robotern zieht aus, um den Mittelstand zu erobern: die Cobots, also kollaborative Roboter, die Seite an Seite mit menschlichen Arbeitern agieren. Ein Zusammenhang, den Mark Grötzinger, Head of Product Management & Sales mobile Robotic bei der Bosch-Gruppe erklärt: „Reduzierte Losgrößen, immer kürzere Produktionszyklen und individualisierte Produkte erfordern, dass Wertströme immer stärker flexibel umstellbar sein müssen. Die Kooperation von Mensch und Maschine ist dabei wesentlich, um den neuen Anforderungen gerecht zu werden.“ Er ist daher überzeugt, dass sich kooperierende, kollaborierende Systeme durchsetzen werden. Da, so führt Grötzinger weiter aus, neue Technologien bzw. Sensorik inzwischen kostengünstiger seien als noch vor ein paar Jahren, könnten Anwendungen mit geringerem Invest automatisiert bzw. mit Robotik ergänzt werden. Auch mechanische Lösungen ließen sich heute und in Zukunft mit wenig Aufwand durch intelligente Sensorik und skalierbare Software erweitern. „Es gibt also immer mehr Lösungen, die die Umsetzung von Robotik erleichtern und damit zur zunehmenden Verbreitung beitragen“, ist sich der Bosch-Experte sicher.

Kleine Losgrößen, hohe Varianz

Auch im Mittelstand halten Industrie-4.0-Szenarien Einzug – und längst sind es nicht mehr nur die „Hidden Champions“, die hier z.B. mit smarten Produktionslandschaften mitmischen möchten. Robotische Lösungen könnten dabei auch für KMU zum Gamechanger werden. In der Elektronikfertigung seien z.B. Lösungen zur Arbeitsersparnis bei Produktionsvorbereitungs- und Wartungsprozessen sowie zur Automatisierung manueller Bestückungsmontageprozesse unabdingbar geworden, so Stefan Janssen, Mitglied der Geschäftsführung bei Fuji Europe. Die Automatisierungstechnik sorgt laut dem Fachmann für umfangreiche Erleichterungen in der Arbeitswelt, ermöglicht eine effizientere Produktion und erhöht die Arbeitssicherheit. Viele Fertigungsunternehmen modernisieren und erweitern Janssen zufolge derzeit ihre Fertigungsanlagen hinsichtlich der Industrie- 4.0-Anforderungen. Es empfehle sich dabei, Standardprozesse und Routineaufgaben durch Automatisierung und Robotik zu vereinfachen.

„Treiber für den Einsatz von Robotern ist u.a. die voranschreitende Digitalisierung, der sich der Mittelstand stellen muss, um wettbewerbsfähig zu bleiben“, stellt Stefan Janssen von Fuji klar. „Zudem“, ergänzt er, „stehen gerade in der Fertigung stetige Effizienzsteigerungen und Prozessverbesserungen auf der Agenda.“ Für vieles brauche es nach wie vor Mensch und Maschine. Aber auch dem demografischen Wandel können Automatisierungslösungen entgegenwirken. „Bei wiederkehrenden Aufgaben, z.B. in der Warenwirtschaft und Materialversorgung, lassen sich die Prozesse bereits im ‚Kleinen‘ durch Automatisierung ersetzen“, sagt Stefan Janssen. Dies könne den Fachkräftemangel teilweise abfedern, denn viele Routineaufgaben könnten somit durch Roboter übernommen werden, während der Mensch sich wesentlich wichtigeren Aufgaben widmen könne, fasst er zusammen.

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Bosch-Robotikexperte Mark Grötzinger betont ebenfalls die Bedeutung des gesellschaftlichen Wandels, wenn es um eine weitere Automatisierung der Industrie geht. Daneben spielen für ihn aber reduzierte Losgrößen und kürzere Produktlebenszyklen eine treibende Rolle: „Kunden erwarten kurze Lieferzeiten und maximale Flexibilität – bei erhöhter Varianz – auch im B2B“. Da davon auch der Mittelstand als Zulieferer betroffen seien, steige der Bedarf an unterstützenden Robotiklösungen.

Obwohl sich also auch im Mittelstand durchaus Einsatzszenarien für derartige Lösungen finden lassen, befürchten dennoch manche Unternehmen, sie selbst seien eben doch „zu klein“, um tatsächlich gewinnbringend Robotik einsetzen zu können. Hier gibt Mark Grötzinger Entwarnung, denn bei Bosch nimmt man gerade in diesem Umfeld eine hohe Innovationskraft wahr. „KMU suchen langfristige Partner, um den Wandel gemeinsam Schritt für Schritt zu gestalten und voranzutreiben“, stellt er fest. Daher müssten die Einstiegshürden für Roboterlösungen bzw. -innovationen gering sein, wobei alternative Geschäftsmodelle wie „Pay per Use“ eine Rolle spielen können. „Denn der Invest“, macht Grötzinger noch einmal deutlich, „muss überschaubar und schrittweise erfolgen können und der Nutzen muss kurz- und mittelfristig für die KMU greifbar sein.“

Expertise ist gefragt

Ein weiteres Hemmnis könnte gerade für KMU das Identifizieren passender Use Cases im eigenen Betrieb sein. Wo können die Geräte eingesetzt werden, was müssen sie können, was sollen sie nicht dürfen? Wichtige Fragen, auf die es auch für Einsteiger Antworten gibt. So hält Robotikexperte Stefan Janssen zunächst einmal fest: „Ob direkt im Anlagenkonzept oder im Produktionsprozess – Roboter sind vielfältig einsetzbar.“ Eine Herausforderung ergebe sich daraus, gewisse Normen und Richtlinien bei dieser Umsetzung einzuhalten. Für die Integration von Roboterzellen und -systemen beschreibe eine entsprechende ISO die Anforderungen und Anleitungen. „Bei der Umsetzung dieser Richtlinien kann beispielswiese der TÜV beratend und prüfend zur Seite stehen. Dieser prüft die Roboterzellen vor Inbetriebnahme nach Betriebssicherheitsverordnung, schult Verantwortliche und vieles mehr“, empfiehlt Janssen. Zusätzlich, so rät er, sollten Unternehmen Robotik- und Automatisierungsexperten ins Boot holen, um sich ganzheitlich beraten zu lassen.

Gerade in Cobot-Szenarien spielt die physische Sicherheit aller Beteiligten natürlich auch für Fuji-Mann Janssen eine prominente Rolle. Der Experte rät Verantwortlichen, eine Risikoanalyse gemäß ISO durchzuführen, bevor Mensch und Maschine ohne Schutzvorrichtung zusammenarbeiten. Auf Basis dieser Risikoanalyse lasse sich ein Sicherheitskonzept erstellen, wonach eine CE-Kennzeichnung angebracht werden dürfe.

Eines der wichtigsten Themen bei der Implementierung von Robotiklösungen ist die menschliche Belegschaft. Bosch-Robotikfachmann Mark Grötzinger nimmt deren Bedenken ernst, setzt sie aber in Relation: „Robotik ergänzt und ersetzt nicht. Die schrittweise Implementierung der Robotik und phasenweise Veränderung der menschlichen Arbeitsschritte zum Positiven fördern die Akzeptanz aufseiten der Belegschaft.“ Insbesondere unterstütze diese bei monotonen oder risikohaften Tätigkeiten. „Mensch und Roboter kooperieren also und der Mensch übernimmt dabei die Rolle des Dirigenten. Der Roboter wird zum Partner, ist eine Unterstützung und kein Störfaktor im menschlichen Umfeld“, stellt er abschließend klar.