Zukunft Roboter: Vier Trends in der Automatisierung

Die produzierende Industrie und die Arbeitswelt sieht sich einem tiefgreifenden Wandel gegenüber, der neue Konzepte und innovative Produktionsansätze erfordert. Insbesondere vier zentrale Trends prägen aktuell die Automatisierung und erhöhen den Transformationsdruck auf Unternehmen erheblich. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, spielen taktile Roboter und ihre datenbasierte Programmierung eine Schlüsselrolle. Artiminds Robotics blickt hinter die Kulissen.

Inhalt

• Vier Automatisierungstrends und ihre Folgen
• Wie soll man diesen Trends begegnen?
• Software getriebene Robotik erhöht Flexibilität

Vier Automatisierungstrends und ihre Folgen

Von der steigenden Automatisierung über die komplexen Anforderungen an flexible Produktionssysteme bis hin zu kürzeren Lieferzeiten unter größeren Lieferketten-Hindernissen: Vier entscheidende Trends prägen aktuell den Alltag der Automatisierung. Sie werden die zentralen Herausforderungen für Produktionsverantwortliche und Automatisierungsexperten in den nächsten Jahren definieren.

Doch wie können Unternehmen ihnen begegnen und effizient auf Schlüsselthemen wie Arbeitskräftemangel, steigende Varianten- und Produktvielfalt, komplexere Bauteile sowie die neuen Anforderungen in der Lieferkette reagieren?

1. Trend: Arbeitskräftemangel

In Europa haben Unternehmen Schwierigkeiten, Arbeitskräfte für einfache, manuelle Arbeit zu finden und diese nach der Einarbeitung zu halten. Kulturelle und demografische Veränderungen führen zudem dazu, dass Arbeitskräfte immer weniger bereit sind, manuelle Tätigkeiten oder eintönige Aufgaben auszuführen – Tendenz steigend. Die Zeit der Handarbeit neigt sich daher zügig dem Ende entgegen.

2. Trend: Variantenvielfalt

Allen Standardisierungsansätzen wie Modularität, Baukästen oder ähnlichen zum Trotz steigt die Produktvielfalt und Variantenanzahl (High Mix/Low Volume) immer weiter an. Dies stellt vorallem die Automation vor große Herausforderungen und macht es nicht leichter, Produktionsabläufe bzw. Produktionsprozesse zu vereinfachen. Die Fertigung muss sich daher flexibel auf die Eigenheiten einer jeden Variante einstellen können. Sie muss so aufgestellt sein, dass auch kleine Chargen wirtschaftlich gefertigt werden können.

3. Trend: Komplexere Bauteile

Komplexität wird nicht allein über Variantenvielfalt realisert. Ebenfalls steigt die elektronische Integration in Mechatronik-Produkte und Subsysteme. Komponenten und Bauteile werden zunehmend mit Sensorik, Netzwerk- und Computer-Bauteilen ausgestattet. Damit steigt der Anspruch an den gesamten Produktionsprozess, weil in immer mehr Teilschritten sehr empfindliche Bauteile hochpräzise gefertigt und montiert werden müssen. Ungenauigkeiten und zu grobes Handling führen schnell zum Bauteildefekt, sollten einzelne elektrische Komponenten beschädigt werden.

4. Trend: Kürzere Lieferzeit trifft auf Supply Chain Hindernisse

Produktionsunternehmen stehen unter wachsendem Druck, immer kürzere und präzisere Lieferzeiten einzuhalten. Gründe dafür sind unter anderem verkürzte Produktlebenszyklen, Just-in-Time- und Just-in-Sequence-Strategien sowie ein intensiverer Wettbewerbsdruck. Gleichzeitig belasten Faktoren wie überlastete Logistiknetze, geopolitische Unsicherheiten und volatile Preise die globalen Lieferketten. Die steigenden Anforderungen an Flexibilität und Effizienz haben zur Folge, dass die Produktion zunehmend widerstandsfähiger gegenüber unvorhersehbaren Störungen in der Supply Chain werden muss, um Ausfälle zu minimieren und Planungssicherheit zu gewährleisten.

Wie soll man diesen Trends begegnen?

Ein offensichtlicher Ansatz, um dem Rückgang verfügbarer Arbeitskräfte zu begegnen, ist die Automatisierung der Fertigung. Sie bringt gleichzeitig weitere Vorteile wie Verbesserung und Sicherung der Qualität sowie Produktivitätssteigerung. Dem gegenüber stehen aber die drei anderen aktuellen Trends, die eine wirtschaftliche Automatisierung bei klassischer Herangehensweise oft verhindern. Somit müssen neue Konzepte kreiert, integriert und umgesetzt werden.

Als Lösung kommen nur Konzepte in Frage, die des Besten aus beiden Welten kombinieren: Die Automatisierung mit Robotern muss um die Flexibilität menschlicher Fähigkeiten und Fertigkeiten erweitert werden.

Als aussichtsreiche Lösung sind taktile und räumlich sehende Roboter, die sich flexibel und überwiegend selbst konfigurieren, vielseitig einsetzbar. Sobald sie sich selbstständig orientieren und neu einrichten, lassen sich die Herausforderungen Variantenvielfalt, komplexe Bauteile und Zeitdruck meistern, ohne jedesmal auf die menschliche Flexibilität angewisen zu sein.

Hardware von Robotern

Die grundlegenden Technologien wie Roboter und Sensoren sind bereits weit verbreitet und stehen in ausreichender Menge zur Verfügung. Die eigentliche Herausforderung besteht nun darin, diese Hardware so zu integrieren, dass sie einen konkreten Mehrwert für die Produktion schaffen, ohne dabei die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen der Betreiber zu belasten.

Mit zunehmender Komplexität der Produktionsprozesse steigen jedoch auch die Anforderungen an die Programmierung der Maschinen und Anlagen. Die Vielzahl an Parametern und deren Verknüpfungen kann schnell so umfangreich werden, dass es für Prozessentwickler schwierig wird, sie in einer angemessenen Zeit zu konfigurieren und zu optimieren.

Sehen und fühlen wie die Menschen

Die Integration von Sensorik in Roboter, die sie sehen und fühlen lassen, wird zunehmend unverzichtbar für zukunftssichere Fertigungsprozesse. Dieser Ansatz ermöglicht es, komplexe Software nur einmal zu programmieren und sie anschließend auf unterschiedliche Prozesse anzuwenden. Dadurch entsteht eine flexible Automatisierung, die sowohl Effizienz als auch Präzision steigert.

Ein besonderer Vorteil liegt in der datengetriebenen Optimierung. Sensoren ermöglichen es, Prozesse in Echtzeit anzupassen und Potenziale auszuschöpfen, die menschliche Experten alleine kaum erreichen könnten.

Die Herausforderung ist, eine Art der Roboter-Programmierung zu realisieren, mit der bestehende Prozesse und Prozess-Entwicklungs-Methoden möglichst leicht adaptierbar sind. Ein produzierender Betrieb kann nicht auf einen Schlag die gesamte Produktion umstellen und seine Anlagen austauschen. Einzelne Produktionsschritte müssen sich deswegen leichtgewichtig um die neuen Fähigkeiten erweitern lassen.

Software getriebene Robotik erhöht Flexibilität

Intelligente Software ist also der essentielle Kern adaptiver Robotik: Sowohl die auf der Roboter-Steuerung ausgeführten Programme als auch die Werkzeuge für ihre zielgerichtete Implementierung und Wartung müssen datengetrieben sein.

Da auch hier sich der Trend Fachkräftemangel relevant auswirkt, kommt neben der Automation der Produktion auch die Automatisierung der Entwicklung von Produktionsprozessen ins Spiel wie z. B. durch den Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI).

Die Märkte der Zukunft stehen den produzierenden Unternehmen offen, welche die Chancen softwaregetriebener Robotik am schnellsten und konsequentesten zu nutzen wissen.

Automatisch Produktionsprozesse generieren

Artiminds Robotics hat sich auf die Entwicklung von Softwarelösungen spezialisiert, welche die Unternehmen dabei unterstützen, den neuen volatilen Anforderungen gerecht zu werden. Mit dieser Robotik-Software lassen sich adaptive, flexible und robuste Produktionsprozesse automatisch generieren.

Die Stärken dieser Roboter-Software liegen in der vereinfachten Integration taktiler, räumlich sehender Roboter in der datengetriebenen Prozessautomatisierung sowie in der schrittweisen Integration von modernster Technologie wie der Künstlichen Intelligenz. Dabei werden die Robustheit, Nachvollziehbarkeit und Kompatibilität mit bestehenden Gegebenheiten berücksichtigt.

Das alles führt dazu, den Automatisierungsgrad einzelner Produktionsschritte sukzessive zu erhöhen. Außerdem ermöglicht Artiminds eine verlässliche, datengetriebene, automatisierte Entwicklung und Optimierung von Roboterprogrammen. Die Unterstützung durch diese Software reduziert den Aufwand manueller Roboterprogrammierung. So können sich produzierenden Unternehmen schneller und flexibler an künftige Trends anpassen.

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