Das sind die wichtigsten Roboter-Trends für dieses Jahr

Der globale Bestand an Industrierobotern ist auf einen neuen Rekordwert von rund 3,5 Millionen Einheiten gestiegen. Den Wert dieser Installationen schätzen Expert:innen auf 15,7 Milliarden US-Dollar. Die International Federation of Robotics prognostiziert die wichtigsten Trends für die Robotik und Automation im Jahr 2023. „Roboter spielen eine grundlegend wichtige Rolle, um die sich verändernden Anforderungen der Fertigungsindustrie weltweit zu erfüllen", sagt Marina Bill, Präsidentin der International Federation of Robotics. „Neue Trends in der Robotik sind für Anwender in kleinen Unternehmen ebenso attraktiv wie für globale OEMs."

Um die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen in Zeiten steigender Energiekosten zu verbessern, ist Energieeffizienz ein Schlüssel zum Erfolg. Der Einsatz von Robotern trägt entscheidend dazu bei, den Energieverbrauch in der Produktion zu senken. Im Vergleich zur traditionellen Fließbandfertigung ermöglicht die Automatisierung erhebliche Energieeinsparungen durch die Senkung der Raumtemperatur. Gleichzeitig arbeiten Roboter mit hohen Geschwindigkeiten und erhöhen damit die Produktionsraten, so dass die Fertigung insgesamt zeit- und energieeffizienter wird.

Darüber hinaus sind Roboter heute so konstruiert, dass sie weniger Energie verbrauchen und mit geringeren Betriebskosten auskommen als früher. Um die Nachhaltigkeitsziele für ihre Produktion zu erreichen, setzen Unternehmen Industrieroboter mit energiesparenden Technologien ein: Robotersteuerungen können beispielsweise Bewegungsenergie in Strom umwandeln und ins Netz zurückspeisen. Diese Technologie senkt den Energiebedarf für den Betrieb eines Roboters erheblich.

Einsparungen sind außerdem durch einen intelligenten Energiesparmodus möglich, der die Energieversorgung des Roboters während des Arbeitstages bedarfsgerecht steuert. Da Industrieanlagen bereits heute ihren Energieverbrauch überwachen müssen, dürften solche vernetzten Stromsensoren zum Industriestandard für Roboterlösungen werden.

Resilienz ist zu einem wichtigen Grund für die Rückverlagerung der Produktion in verschiedenen Branchen geworden: Automobilhersteller investieren stark in kurze Lieferketten, um Prozesse näher an ihre Kunden zu verlagern. Diese Hersteller nutzen robotergestützte Automatisierung, um Hochleistungsbatterien kostengünstig und in großen Mengen zu produzieren, was Elektrofahrzeugprojekte wirksam unterstützt. Außerdem macht dieses „Reshoring“ den Transport schwerer Batterien überflüssig. Dies ist wichtig, da immer mehr Logistikunternehmen aus Sicherheitsgründen auf den Transport von Batterien als Fracht verzichten.

Ein weiterer Reshoring-Trend ist laut IFR die Rückverlagerung der Mikrochip-Produktion in die USA und nach Europa. Da die meisten Industrieprodukte heutzutage einen Halbleiterchip benötigen, ist es unter dem Aspekt stabiler Lieferketten sinnvoll, diese in der Nähe des Kunden zu produzieren. Roboter spielen sie bei solchen Projekten eine entscheidende Rolle. Speziell entwickelte Modelle automatisieren beispielsweise die Herstellung von Siliziumwafern, übernehmen Reinigungs- und Säuberungsaufgaben oder testen integrierte Schaltkreise. Jüngste Beispiele für Rückverlagerungen sind die neuen Chipfabriken von Intel in Ohio oder das kürzlich angekündigte Chipwerk des Chipherstellers Wolfspeed und des Automobilzulieferers ZF im Saarland. Es gibt aktuell allerdings auch Stimmen, die von einem Ende der Chipkrise im Jahr 2023 ausgehen, was die Motivation für weiteres Reshoring der Chipherstellung und den Bau neuer Fabriken dämpfen könnte.

Roboter zu programmieren, ist einfacher geworden. Selbst Laien können es. Anbieter von softwaregesteuerten Automatisierungsplattformen unterstützen Unternehmen, indem sie Industrieroboter auch für Anwender ohne Programmiererfahrung bedienbar machen. OEMs arbeiten Hand in Hand mit Low-Code- oder sogar No-Code-Technologiepartnern: So können Mitarbeiter aller Qualifikationsstufen einen Roboter selbst programmieren.

Die einfach zu bedienende Software wird mit einer intuitiven Anwendungslogik verknüpft und ersetzt so die aufwendige Roboterprogrammierung. Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten der Roboterautomation: Software-Start-ups erobern diesen Markt mit spezialisierten Lösungen, die auf die Bedürfnisse kleiner und mittlerer Unternehmen zugeschnitten sind.

Ein Beispiel: Herkömmliche, schwere Industrieroboter können mit Sensoren und neuer Software ausgestattet werden, die einen kollaborativen Einrichtbetrieb ermöglichen. So können die Werker die schweren Maschinen leicht an unterschiedliche Aufgaben anpassen. Auf diese Weise nutzen Unternehmen das Beste aus beiden Welten: robuste und präzise Industrieroboter-Hardware und modernste Cobot-Software.

Einfach zu bedienende Programmierschnittstellen, die es den Kunden ermöglichen, die Roboter selbst zu konfigurieren, treiben auch das neu entstehende Segment kostengünstiger Lösungen an – die sogenannte „Low-Cost-Robotik“. Im Jahr 2020 haben viele neue Kunden auf die Pandemie reagiert, indem sie Roboterlösungen selbst ausprobiert haben. Die Roboteranbieter reagierten auf diese Nachfrage: Einfache Einrichtung und Installation unterstützen den kostengünstigen Einsatz von Robotern, zum Beispiel mit vorkonfigurierter Greifersoftware, Sensoren oder Steuerungen. Solche Einheiten werden häufig über Webshops vertrieben – Programmroutinen für verschiedene Anwendungen können Anwender aus einem App-Store herunterladen.

Angetrieben durch fortschrittliche digitale Technologien bieten Roboterhersteller und Systemintegratoren neue oder verbesserte Anwendungen an, die Geschwindigkeit und Qualität der Prozesse verbessern. Vernetzte Roboter verändern so die Fertigung und werden zunehmend als Teil eines vernetzten digitalen Ökosystems arbeiten: Cloud Computing, Big Data Analytics und 5G-Mobilfunknetze bilden die technologische Basis für bessere Leistung. Der 5G-Standard wird in Zukunft eine vollständig digitalisierte Produktion ermöglichen und die Verkabelung in der Fertigung teilweise überflüssig machen.

Künstliche Intelligenz (KI) bietet ein großes Potenzial für die Robotik und ermöglicht eine Reihe von Vorteilen in der Fertigung: Das Hauptziel des Einsatzes von KI besteht darin, besser mit Schwankungen und Unvorhersehbarkeiten in der äußeren Umgebung umzugehen – entweder in Echtzeit oder offline. So spielt KI, die maschinelles Lernen unterstützt – das sogenannte „Machine Learning“ – eine immer größere Rolle in Softwareangeboten für die Industrie. Davon profitieren die laufenden Systeme. Beispiele sind: Prozessoptimierung, vorausschauende Wartung oder bildverarbeitungsgestütztes Greifen.

Diese KI-Technologie hilft Herstellern, Logistikdienstleistern oder Einzelhändlern, die mit häufig wechselnden Produkten, Aufträgen und Beständen zu tun haben: Je vielfältiger und unvorhersehbarer das Umfeld ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass KI-Algorithmen eine kostengünstige und schnelle Lösung bieten. Beispiele hierfür sind Hersteller oder Großhändler, die mit Millionen verschiedener Produkte zu tun haben, deren Zusammensetzung sich regelmäßig ändert. KI ist auch in Umgebungen nützlich, in denen mobile Roboter auf Objekte oder Menschen treffen. Diese müssen voneinander unterschieden werden, und die Roboter müssen lernen, unterschiedlich zu reagieren.

Da Industrieroboter eine Lebensdauer von bis zu dreißig Jahren haben, ist die Anschaffung neuer technischer Geräte eine gute Gelegenheit, alten Robotern ein zweites „Leben" zu geben. Hersteller von Industrierobotern wie ABB, Fanuc, Kuka oder Yaskawa betreiben spezialisierte Reparaturzentren in der Nähe ihrer Kunden, um gebrauchte Geräte zu überholen oder aufzurüsten. Diese "Prepared-to-Repair"-Strategie für Roboterhersteller und ihre Kunden spart Kosten und Ressourcen. Das Angebot von Langzeitreparaturen für Kunden ist zudem ein notwendiger Beitrag zur Kreislaufwirtschaft.