Kollaborative Roboter: Warum sie kosteneffektiver sind als traditionelle Automatisierung

Die jüngste Insolvenz des amerikanischen iRobot, das seit Jahren mit robotergestützten Staubsaugern assoziiert wird, hat gezeigt, wie gesättigt, preissensibel und unter Druck von günstigeren Herstellern der Markt für Verbraucherrobotik geworden ist. Massenproduktion, begrenzte technologische Unterschiede zwischen Geräten und hohe Entwicklungskosten haben dazu geführt, dass selbst eine global anerkannte Marke nicht mehr in der Lage ist, Rentabilität im Segment der Haushaltsroboter aufrechtzuerhalten.

Solche Entwicklungen sagen jedoch wenig über Robotik als solche aus, sondern vielmehr über die Schwächen des Massenmarktes. In einem industriellen Kontext, insbesondere in der industriellen Produktion, entwickelt sich die Robotik in eine völlig andere Richtung, die spezifische Nischen anvisiert und zunehmend den Fokus auf die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine legt. Gerade in dieser Nischenproduktion nutzen kroatische Roboterhersteller ihre Chance und streben hochwertige Exporte in die EU, die Region und die USA an, in dem Wissen, dass sie nicht mit chinesischen Preisen konkurrieren können.

Dennoch gibt es eine Nische, in der derzeit kein kroatischer Hersteller tätig ist, und das sind kollaborative Roboter, oder sogenannte ‘Cobots’, meist in Form eines Roboterarms. Im Gegensatz zu traditionellen Industrierobotern, die sperrig, leistungsstark und aus Sicherheitsgründen physisch von Menschen getrennt sind, sind Cobots dafür ausgelegt, neben Menschen in derselben Arbeitsumgebung zu arbeiten.

Zusammenarbeit mit Menschen

Wie Bojan Jerbić, ein ordentlicher Professor an der Fakultät für Maschinenbau und Schiffsarchitektur in Zagreb und Leiter des Regionalen Zentrums für Exzellenz in Robotiktechnologien (CRTA), erklärt, sind Cobots im Gegensatz zu traditionellen Industrierobotern ‚bewusst‘ über die menschliche Präsenz und ‚verstehen‘ dank KI-Steuerungsmodellen menschliche Absichten und können mit ihnen kommunizieren.

– Sie sind mit Sicherheitslösungen, Sensoren und intelligenter Software ausgestattet, die ihre Anwendung in menschlichen Umgebungen sicher machen. Daher können sie direkt in bestehende Produktionslinien integriert werden und mit Arbeitern zusammenarbeiten, was zur Erreichung komplementärer Arbeitseffekte beiträgt. Roboter werden nicht müde und gewährleisten Wiederholbarkeit und Qualität der Arbeit, während Menschen Flexibilität in den Arbeitsprozessen mit ihrer Intelligenz und Feinmotorik bieten. Genau aus diesem Grund sind kollaborative Roboter eine besondere Form von Hochtechnologie, die Menschen nicht aus dem Produktionsprozess ausschließt, im Gegensatz zur traditionellen Automatisierung und Robotik, sondern die Arbeitsbedingungen und die Produktivität in der gemeinsamen Arbeit verbessert, sagt Jerbić.

Das größte Potenzial für kleine und mittlere Unternehmen

Obwohl es derzeit in Kroatien keine Unternehmen gibt, die eigenständig ihre eigenen kollaborativen Roboter produzieren, gibt es mehrere Unternehmen, die sich mit Robotik und Automatisierung sowie der Implementierung von ‚Cobot‘-Systemen in heimischen Fertigungsunternehmen und der Integration von Robotertechnologien beschäftigen. Die meisten, sagt Jerbić, konzentrieren sich auf industrielle Automatisierung oder die Ausführung spezifischer robotischer Anwendungen.

Jerbić sieht das größte Potenzial für die Anwendung von Cobots in kleinen und mittleren Unternehmen, die in kleinen Stückzahlen produzieren oder auf Bestellung fertigen.

– Cobots werden in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, insbesondere dort, wo traditionelle Automatisierung zu komplex ist und wo ergonomische Aufgaben oder signifikante Variabilität in den Arbeitsprozessen vorhanden sind. Dies bezieht sich in erster Linie auf Anwendungen in der Produktion und Montage, wo präzises Handhaben und Fügen von Teilen, Einsetzen von Komponenten und ähnliche Aufgaben erforderlich sind. Darüber hinaus sind Cobots für den Einsatz in Verpackungs- und Palettierungsprozessen sowie in der Inspektion und Qualitätskontrolle geeignet, fügt Jerbić hinzu.

Günstiger als Industrieroboter

Obwohl das Interesse unter Unternehmern in Kroatien an Robotiktechnologien in den letzten Jahren erheblich gestiegen ist, hinken wir in Bezug auf den Grad der Robotisierung der Produktionsprozesse hinter den EU-Ländern hinterher, wie die relativ geringe Anzahl installierter Roboter pro Kopf belegt. Solche Technologien werden nur von Unternehmen eingeführt, die die Kapazität und Ressourcen dafür haben sowie eine klare Entwicklungsvision.

Manchmal sind auch die Preise für Industrieroboter begrenzend, die, ohne Integration, zwischen 25.000 und 100.000 Euro liegen, während einfachere Roboter zwischen 5.000 und 15.000 Euro kosten.

Neben der Integration und Software, die mehrere Male teurer sein kann als der Roboter selbst, müssen auch die Stunden für die Schulung von Ingenieuren und oft Lizenzkosten in die Gesamtkosten einfließen. Somit kann die gesamte Investition in die Robotisierung von 50.000 Euro bis zu mehreren Millionen Euro reichen, abhängig von der Größe des Unternehmens, der Art des Prozesses und der Komplexität der Integration.

Cobots hingegen sind im Allgemeinen günstiger als traditionelle Industrieroboter. Sie sind kleiner und leichter aufgrund der ‚anthropomorphen‘ Integration, oder

– Die Preise typischer Cobot-Systeme liegen zwischen etwa 20.000 und 100.000 Euro, während komplexere Systeme mehrere Male teurer sein können. Im Vergleich dazu kosten herkömmliche Industrieroboter oft über 100.000 Euro, mit zusätzlichen Kosten für Sicherheitssysteme, Zäune, Integration und Programmierung, die oft zwei- bis dreimal höher sind als der Basispreis des Roboters, erklärt Jerbić.

Lernen durch Demonstration

Wann sollte also ein ’normaler‘ Roboter in die Produktionsstätte eingeführt werden, und wann ein ‚kollaborativer‘ Roboter? Jerbić erklärt, dass traditionelle Roboter in der Massenproduktion mit sich wiederholenden, präzisen Aufgaben immer noch die bessere Wahl sind, während Cobots die bessere Wahl für häufige Aufgabenwechsel sind.

– Fortschrittliche intelligente kollaborative Robotersysteme ermöglichen das Lernen von Arbeitsprozessen durch Demonstration, genau wie Menschen es tun, wenn sie praktisches Wissen übertragen. Dies beseitigt die Notwendigkeit für langwierige Programmierung oder den Einsatz anspruchsvoller und teurer Ingenieurressourcen, schließt Jerbić ab.