Marktentwicklung

Diese 5 Trends prägen Automatisierung und Robotik

Kuka-Industrieroboter
Weltweit waren 2022 rund 3,9 Mio. Industrieroboter im Einsatz.

Weltweit steigt die Zahl der Industrieroboter. Auch in der Verpackungsindustrie sind die Automaten stark gefragt. Die International Federation of Robotics (IFR) über die wichtigsten Trends.

Die Zahlen sind beeindruckend: Weltweit wurden 2022 mehr als 550.000 Industrieroboter neu installiert, so die International Federation of Robotics (IFR). Das entspricht einem Plus von fünf Prozent gegenüber dem Vorjahr. In Deutschland hingegen sank die Zahl neuer Roboter um ein Prozent. Allerdings nicht, wenn es um den Verpackungs-Sektor geht. Hier blieb die Anzahl von Einheiten, die bereits im Einsatz sind, mit 47.911 gegenüber 2021 konstant.

Keine Überraschung. Denn die Herausforderungen der Branche haben sich nicht grundlegend verändert. Die Unternehmen unterliegen einem enorm hohen Effizienzdruck. Auch, um die Profitabilität zu gewährleisten – bei konstant hoher Qualität. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Flexibilität, suchen die Firmen händeringend nach qualifiziertem Personal. Alles Argumente dafür, die Möglichkeiten für den Einsatz von Robotern zu überprüfen. Zumal die Automaten immer intelligenter werden und gleichzeitig oft einfacher in der Handhabung. So sind moderne Roboter häufig mit Sensoren und IoT-Fähigkeiten ausgestattet, die es ermöglichen, Daten über den Verpackungsprozess zu sammeln und zu analysieren. Diese Daten können verwendet werden, um Engpässe zu identifizieren, den Prozess weiter zu optimieren und fundierte Entscheidungen zu treffen.

Installation von Industrierobotern
Sieht man von der Corona-bedingten Delle ab, so wächst die Zahl der neu installierten Roboter von Jahr zu Jahr.

Besonders häufig werden Verpackungsroboter derzeit am Ende einer Verpackungslinie beim Palettieren eingesetzt. Aber davon abgesehen, gibt es viele weitere Aufgaben, die sie erledigen können. Roboter können Verpackungsmaterialien wie Kartons, Folien oder Beutel handhaben und Produkte in diese Verpackungen einfüllen oder aus ihnen entnehmen. Sie können auch die Verpackungen versiegeln oder Etiketten anbringen. Ein weiteres Feld ist die Sortierung und Kommissionierung. Roboter werden verwendet, um Produkte zu sortieren und für den Versand vorzubereiten. Sie können Produkte nach bestimmten Kriterien wie Größe, Form oder Gewicht klassifizieren und sie für die weitere Verarbeitung vorbereiten.

Vermehrt werden die Automaten zur Inspektion von Verpackungen und Produkten eingesetzt, um sicherzustellen, dass sie den Qualitätsstandards entsprechen. Sie können Defekte erkennen, wie fehlende Etiketten oder beschädigte Verpackungen, und entsprechende Maßnahmen einleiten.
Das IFR hat fünf Robotics-Trends identifiziert.

KI
KI und Machine LearningIn der Robotik und Automation nimmt der Einsatz Künstlicher Intelligenz weiter zu. Mit der Entwicklung generativer KI eröffnen sich neue Lösungen. Diese Untergruppe der KI ist darauf spezialisiert, über Trainings zu lernen und daraus etwas Neues zu schaffen – mit Online-Tools wie ChatGPT sind diese Lösungen bereits bekannt geworden. Roboterhersteller entwickeln generative KI-gesteuerte Schnittstellen, um Roboter intuitiver zu programmieren: Die Anwender programmieren mit natürlicher Sprache anstelle von Code. Die Arbeiterinnen und Arbeiter benötigen damit keine speziellen Programmierkenntnisse mehr, um die gewünschten Aktionen des Roboters auszuwählen und anzupassen.Ein weiteres Beispiel ist die vorausschauende KI, die Leistungsdaten von Robotern analysiert, um den zukünftigen Zustand von Anlagen zu ermitteln. Durch vorausschauende Wartung können Hersteller Kosten für Maschinenausfallzeiten einsparen. In der Automobilzulieferindustrie kostet jede Stunde ungeplanter Ausfallzeit schätzungsweise 1,3 Mio. US-Dollar, wie die Information Technology & Innovation Foundation berichtet. Diese Größenordnung zeigt das enorme Kosteneinsparpotenzial der so genannten Predictive Maintenance. Mit Algorithmen des maschinellen Lernens lassen sich zudem die Daten von mehreren gleichlaufenden Robotern analysieren und die Prozesse auf dieser Basis optimieren. Im Allgemeinen gilt: Je mehr Daten ein Algorithmus für maschinelles Lernen erhält, desto besser ist seine Leistung.
Cobot
Cobots für neue AnwendungenDie Mensch-Roboter-Kollaboration ist weiterhin ein wichtiger Trend in der Robotik. Die rasanten Fortschritte bei der Entwicklung von Sensoren, Bildverarbeitungstechnologien und intelligenten Greifern machen es möglich, dass Roboter in Echtzeit auf Veränderungen in ihrer Umgebung reagieren, um so sicher an der Seite von Menschen zu arbeiten.Kollaborative Roboteranwendungen unterstützen menschliche Arbeitskräfte dabei in der täglichen Arbeit: Aufgaben wie schweres Heben, repetitive Bewegungen oder Arbeiten in gefährlichen Umgebungen entfallen.Die Roboterhersteller bieten immer mehr Einsatzgebiete für kollaborative Anwendungen an. Eine aktuelle Marktentwicklung ist die Zunahme von Roboterschweißanwendungen, die in diesem Segment durch den Mangel an qualifizierten Fachkräften ausgelöst wurde. Diese Nachfrage zeigt, dass die Automatisierung nicht zu einem Arbeitskräftemangel führt, sondern umgekehrt als Mittel zur Lösung des Personalmangels beiträgt. Kollaborative Roboter werden in diesem Sinne Investitionen in klassische Industrieroboter, die mit viel höheren Geschwindigkeiten arbeiten, ergänzen - nicht ersetzen. Die herkömmliche Industrierobotik bleibt für die Verbesserung der Produktivität als Reaktion auf enge Produktmargen wichtig.Zudem drängen neue Wettbewerber auf den Markt, die sich speziell auf kollaborative Roboter konzentrieren. Mobile Manipulatoren, die Kombination aus kollaborativen Roboterarmen und mobilen Robotern (AMRs), bieten neue Anwendungsfälle, die die Nachfrage nach kollaborativen Robotern erheblich steigern könnten.
Mobiler Roboter
Mobile ManipulatorenDie so genannten "MoMas" automatisieren die Handhabung von Material in Branchen wie der Automobilindustrie, der Logistik oder der Luft- und Raumfahrt. Sie kombinieren die Mobilität von Roboterplattformen mit der Geschicklichkeit von Manipulatorarmen. Dadurch sind sie in der Lage, sich in komplexen Umgebungen zu bewegen und mit Objekten umzugehen. Das ist eine besonders wichtige Fähigkeit bei Anwendungen in der Fertigung. Ausgestattet mit Sensoren und Kameras, führen diese Roboter Inspektionen und Wartungsarbeiten an Maschinen und Anlagen durch. Einer der entscheidenden Vorteile mobiler Manipulatoren ist, dass diese Maschinen unmittelbar mit menschlichen Arbeitskräften zusammenarbeiten können. Der Fachkräfte- und Personalmangel für Fabrikarbeitsplätze dürfte die Nachfrage künftig weiter steigern.
Zwei Industrieroboter
Digitale ZwillingeSie werden zunehmend eingesetzt, um die Leistung physischer Systeme mit deren virtuellen Abbildern zu optimieren. Da Roboter in Fabriken zunehmend digital integriert sind, können digitale Zwillinge die erfassten realen Betriebsdaten nutzen, um Simulationen durchzuführen und wahrscheinliche Ergebnisse vorherzusagen. Als reines Computermodell lässt sich der Zwilling unter Stressbedingungen testen und verändern, ohne dass dabei Verschleiß oder ein Sicherheitsrisiko entsteht. Im Vergleich zu Tests mit physischen Systemen sparen solche virtuellen Simulationen erhebliche Kosten. Der Vorteil: Digitale Zwillinge überbrücken die Kluft zwischen der digitalen und der physischen Welt.
Humanoider Roboter
Humanoide RoboterIn der Robotik gibt es bedeutende technologische Fortschritte bei den Humanoiden, die ein breites Aufgabenspektrum in verschiedenen Arbeitsfeldern übernehmen können. Das menschenähnliche Design mit zwei Armen und zwei Beinen ermöglicht es dem Roboter, flexibel in Arbeitsumgebungen eingesetzt zu werden, die eigentlich für Menschen geschaffen wurden. Er lässt sich beispielsweise leicht in bestehende Lagerprozesse und Infrastrukturen integrieren. Chinas Ministerium für Industrie und Informationstechnologie (MIIT) veröffentlichte kürzlich detaillierte Ziele für die Ambitionen des Landes, bis 2025 Humanoide in Serie zu produzieren. Das MIIT geht davon aus, dass Humanoide eine weitere bahnbrechende Technologie sein werden, ähnlich wie Computer oder Smartphones, die die Art und Weise, wie wir Waren produzieren und wie wir leben, verändern könnten. Die potenziellen Auswirkungen von Humanoiden auf verschiedene Sektoren machen sie zu einem spannenden Entwicklungsbereich. Die Einführung von Humanoiden auf dem Massenmarkt bleibt jedoch eine komplexe Herausforderung. Ein Schlüsselfaktor sind dabei die Kosten: Der Erfolg wird davon abhängen, ob sie sich beispielsweise im Wettbewerb mit etablierten Roboterlösungen wie mobilen Manipulatoren rentieren.
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