Fortschritte in der Automatisierung 19. Feb 2021 Von Martin Ciupek/IFR

Die fünf wichtigsten Trends 2021 bei Industrierobotern

Industrieroboter werden immer flexibler. Dafür sorgen Weiterentwicklungen in der Sensorik, aber auch neue Anwendungsfelder. Die International Federation of Robotics (IFR) hat die wichtigsten Entwicklungen zusammengefasst.

Per Fernsteuerung lässt sich der zweiarmige Roboter präzise bewegen, auch in Verbindung mit sensiblen Materialien.
Foto: ABB

Mit ihrer Großserienproduktion haben einst vor allem Automobilhersteller den Weg für die Industrierobotik geebnet. Inzwischen sind Anwendungen von Robotern deutlich vielfältiger und auch ihre Fähigkeiten nehmen ständig zu. Laut IFR hat sich die Zahl der weltweit installierten Industrieroboter innerhalb von zehn Jahren (2010 bis 2019) mehr als verdreifacht. Zuletzt wurden weltweit 381 000 Einheiten pro Jahr neu installiert. Obwohl das gegenüber 2018 ein leichter Rückgang ist, zeigt sich die Branche optimistisch. Susanne Bieller, Generalsekretärin des IFR, sagt: „Die Industrieroboter befinden sich in einer Pole-Position, wenn es darum geht, die traditionelle Produktion mit Digitalstrategien zu verbinden.“ Aktuell prägen laut der Branchenvereinigung fünf wesentliche Trends die industrielle Fertigung rund um den Globus. 

1. Lernende Roboter

Dank verbesserter Bildverarbeitung und anderer Sensorsysteme sowie dem Einsatz von künstlicher Intelligenz lernen Roboter schnell. Damit wächst ihre Funktionalität und sie können neue anspruchsvolle Aufgaben meistern. Zum Einsatz kommen die Technologien beispielsweise bei Sortieraufgaben. Sogar Abfälle auf einem Förderband können die Roboter damit laut IFR selbstständig trennen. Bisher wurde das von Menschen per Hand erledigt. Durch Verbesserungen der Software und selbstlernende Algorithmen sind die neuen Robotergenerationen inzwischen einfacher zu installieren und programmieren als ihre Vorgänger. Zudem können sie mit übergeordneten Systemen vernetzt werden. Das ermöglicht auch Fortschritte bei den Kommunikationsprotokollen. Das hilft dabei, die Geräte nahtlos in Automatisierungs- und Industrie-4.0-Strategien zu integrieren.

2. Treiber in der intelligenten Fabrik

Als Vorreiter bei der Smart Factory setzt die Automobilindustrie Industrieroboter inzwischen zunehmend dazu ein, die klassische Fließbandproduktion aufzulösen. Die Zukunft gehört dem vernetzten Zusammenspiel von Robotern und autonom fahrenden Fahrzeugen. Der Branchenverband spricht hier von autonomen mobilen Robotern (AMR). Hier verschmelzen klassische Konzepte der Robotik mit fahrerlosen Transportsystemen aus der Logistik. Die Produktionsabläufe werden dadurch wesentlich flexibler als es mit herkömmlichen Fertigungsstraßen möglich ist. Werden die Karosserien mittels fahrerloser Transportsysteme und neuester Navigationstechnik befördert, können sie von der Fließbandfertigung abgekoppelt und für individuelle Anpassung zu freien Montagestationen umgeleitet werden. Bei einem vollständigen Modellwechsel müssen laut IFR zudem lediglich die Roboter und AMRs neu programmiert werden. Der sonst nötige Umbau der gesamten Produktionslinie entfällt.

Doch es geht nicht nur darum alles autonom zu lösen. Auch die Mensch-Roboter-Kollaboration in der Produktion nimmt zu. Dabei arbeiten Roboter zunehmend Hand-in-Hand mit Menschen zusammen. Sind die Roboteranwendungen für den sichereren Betrieb mit dem Menschen zertifiziert, können sie dabei ganz ohne Schutzzaun arbeiten.

3. Roboter erobern neue Märkte

Die technischen Verbesserungen sowie die zunehmend leichtere Bedienung machen die Robotik für viele Branchen interessant. Dazu zählen beispielsweise die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, die Textilindustrie sowie die Holzverarbeitungs- und Kunststoffwirtschaft. In der smarten Fabrik lassen sich verschiedene Produkte im schnellen Wechsel nacheinander auf derselben Anlage montieren. Hintergrund dafür sind neue Geschäftsmodelle rund um die Individualisierung von Produkten und Prozessen. Wie wichtig das sein kann, wurde durch die Corona-Pandemie deutlich. Da wurden kurzfristig Anlagen zur Produktion von Schutzmasken aufgebaut, Testlabore automatisiert und Kontakte zwischen Mitarbeitenden reduziert.

4. Werkzeug für den Klimaschutz

Roboter produzieren Produkte für erneuerbare Energien. Dazu zählen beispielsweise die Photovoltaikmodule oder Wasserstoffbrennstoffzellen. Aber nicht nur bei der Energieversorgung, sondern auch bei der Energieeffizienz leisten Roboter einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz, indem sie Unternehmen helfen, zunehmend CO2-neutral zu produzieren. Moderne Roboter arbeiten laut IFR energieeffizient, was sich positiv auf den Energieverbrauch in der Produktion auswirkt. Dazu kommt ein weiterer Faktor: Durch die wiederholgenaue Präzisionsarbeit wird zudem weniger Ausschuss und weniger fehlerhafte Ware produziert. Auch das wirkt sich positiv auf den Ressourceneinsatz und die Effizienz in der Produktion aus – und somit auf die CO2-Bilanz.

5. Stabilisator für Lieferketten

Laut der Branchenvereinigung IFR kann die Robotik auch dazu beitragen, Lieferketten neu auszurichten. Die Pandemie hat die Abhängigkeiten von globalisierten Lieferketten sichtbar gemacht. Nun entstünden neue Perspektiven, um die Resilienz von Lieferketten zu erhöhen. Durch die Automatisierung gewönnen Hersteller in Hochlohnregionen Flexibilität, im internationalen Wettbewerb wirtschaftlich zu produzieren. Konkret spricht die IFR von den meisten Ländern der Europäischen Union, Nordamerika, Japan oder Südkorea.

An dieser Stelle wird das IFR allerdings nicht konkret. Und gerade im Deutschen Maschinenbau wird die Rückverlagerung der Produktion eher kritisch betrachtet. Erst kürzlich hatte der Branchenverband VDMA, unter dessen Dach sich die IFR in Frankfurt befindet, sogar davor gewarnt. Auf die stark exportorientierten Unternehmen sowie die gesamte deutsche Wirtschaft, könne sich das letztlich negativ auswirken.

Insgesamt zeigt sich IFR-Generalsekretärin Biehler davon überzeugt, dass die technischen Fortschritte zu einem zunehmenden Robotereinsatz beitragen. Sie stellt fest: „Die Covid-19-Pandemie hat selber keine neuen Trends ausgelöst, aber sie hat den Einsatz von Robotik über die etablierte Praxis hinaus beschleunigt. In dieser Hinsicht erweist sich die Pandemie als die größte Triebkraft für Veränderungen in der Industrie.“

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