Integration von Robotern in die menschliche Arbeit

Roboter können im Jahr 2024 auf viele verschiedene Arten eingesetzt werden. Standalone an einem festen Standort, voll integriert in einen Prozess oder auch mobil und autonom. Integration in Prozesse bedeutet, dass steuerungstechnisch die notwendigen Verbindungen geschaffen werden müssen, damit die verschiedenen Teilsysteme optimal miteinander kommunizieren können. Wenn dann noch Menschen in den Prozess eingebunden sind, werden Roboter zu Cobots und es wird fast schon wieder komplex.

Cobots - die Abkürzung steht für kollaborative (zusammenarbeitende) Roboter - werden zunehmend in der industriellen Automatisierung eingesetzt. Und das zu Recht. Denn dieser technische Kollege hat ein großes Potenzial, den Menschen bei der Ausführung sich wiederholender, schwerer oder einfach nur komplexer Aufgaben zu unterstützen. Um die Integration in die menschliche Arbeit sicher zu gestalten, haben Cobots einige besondere Merkmale. 

Eigenschaften

Zunächst einmal sind Cobots oft leichter, so dass der Aufprall (Masse x Geschwindigkeit) auf Menschen oder Gegenstände bei der Ausführung von Bewegungen geringer ist. Aus demselben Grund ist auch die Geschwindigkeit der Bewegungen geringer, was auch die Zusammenarbeit zwischen Menschen ruhiger macht. Die Sicherheit wird außerdem durch verschiedene Sensoren gewährleistet, die dafür sorgen, dass der Cobot sieht und spürt, wenn er mit etwas zusammenstößt. Er hält dann je nach Situation komplett an oder reduziert die Geschwindigkeit.

Ein weiteres Merkmal von Cobots ist ihre große Flexibilität: Der Cobot kann u. a. aufgrund der einfachen, intuitiven Programmierung an vielen Stellen in Prozesse integriert werden. Zudem sind Cobots leicht zu bewegen und können - oft mit relativ geringem Platzbedarf - überall in der Fabrik platziert werden. Dies macht die Aufbauten auch maximal skalierbar und ermöglicht laut einem Cobot-Anbieter eine "symbiotische Zusammenarbeit" zwischen Mensch und Roboter.

Anwendungen

Gerade durch seinen flexiblen und vielseitigen Einsatz ist es möglich, mit einem Cobot verschiedene Prozesse in einem Unternehmen zu automatisieren. Dafür gibt es sicherlich tolle Beispiele in KMUs. Wie eine Bäckerei, die den Cobot zu Beginn des Tages zum Kneten und anschließend zum Einfetten und Handhaben der Backbleche einsetzt. Zum Beispiel, um sie in den Ofen zu schieben, sie wieder herauszunehmen und das fertige Produkt (Brötchen) vom Backblech gleiten zu lassen. Später hilft der Kollege bei der Reinigung der Backbleche. 

Die Praxis zeigt, dass es vor allem darum geht, sich daran zu gewöhnen und auszuprobieren, was ein Cobot alles kann. Wenn man erst einmal "in Fahrt" ist, wird man immer wieder neue Aufgaben finden, bei denen ein Cobot Unterstützung leisten kann. Es ist auch gut, die Grenzen eines Roboters im Auge zu behalten. Er kann einfach nicht die gleichen Geschwindigkeiten erreichen wie ein Roboter und ist in dieser Hinsicht weniger produktiv. Auch kann er oft nicht die gleichen (schweren) Nutzlasten handhaben, die für einen Industrieroboter kein Problem darstellen. Wer das bedenkt, profitiert aber vor allem von seinem flexiblen, leichten und einfach zu programmierenden Kollegen.

Entwicklungen

Mit dem erfolgreichen Einsatz von Cobots in verschiedenen Branchen wird auch zunehmend an den zusätzlichen Möglichkeiten geforscht. Vor allem Hochschulen bemühen sich, das Arbeitsfeld weiter auszubauen und Unternehmen dabei zu helfen, die Eigenschaften von Cobots optimal zu nutzen. Im Rahmen des Brainport Fieldlab "Flexible manufacturing" wird beispielsweise erforscht, welche Schritte notwendig sind, um die Aufgabenteilung zwischen Mensch und Cobot zu analysieren. Dazu gehören Simulationsumgebungen, in denen verschiedene Szenarien getestet werden. 

In den letzten Jahren hat die Fachhochschule Windesheim (in Zusammenarbeit mit Partnern) an der Antwort auf die Frage geforscht: Wie können Cobots in der Kunststoffindustrie eingesetzt werden, um durch weitere Automatisierung höhere Effizienz in Produktionsprozessen mit hohem Mix/kleinen Mengen zu erreichen? Ein Folgeprojekt dieses Projekts ist "Cobots in der Produktion", das sich unter anderem mit den Herausforderungen rund um Montage und Qualitätskontrolle befasst.