Cobots sind Roboter, die Hand in Hand mit Menschen arbeiten. Auch agesichts des Fachkräftemangels haben sie eine glänzende Zukunft. (Bild: ksu_ok - stock.adobe.com)
„Das Potential von Cobots haben wir schon vor einiger Zeit erkannt, weshalb wir vielseitig einsetzbare Modelle verschiedener Hersteller vertreiben. Vor der Anschaffung solcher Cobots gibt es jedoch einige strategische Überlegungen und Voraussetzungen, die unbedingt berücksichtigt werden müssen, um einen erfolgreichen Einsatz zu gewährleisten“, kommentiert Tobias Wölk, Produktmanager Automatisierungstechnik & Aktive Bauelemente bei Reichelt Elektronik.
Schritt-für-Schritt zur erfolgreichen Implementierung
1. Schritt: Ziele für den Cobot-Einsatz definieren
Vor der Anschaffung eines Cobots sollten klare Ziele definiert und Bedarfe analysiert werden, um den Einsatz optimal zu planen und zukünftige Erfolge messen zu können. Mögliche Ziele können die Steigerung der Produktionskapazität, die Einsparung von Kosten, die Reduzierung von Ausschüssen oder die Verbesserung der Produktqualität sein.
Dabei wird im ersten Schritt eine Bestandsaufnahme des Status quo gemacht, die die Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken (SWOT) der aktuellen Produktionsprozesse analysiert. Anschließend sollte das Unternehmen spezifische Anforderungen sowie Erwartungen formulieren, die das Unternehmen durch die Einführung von Cobots erfüllen muss.
Zusätzliche Hilfe bei der Erstellung der Handlungsempfehlungen und der Auswertung bieten dabei Rechenformeln für die Amortisierung: Auf deren Basis lässt sich entscheiden, ob – und wenn ja in welcher Größenordnung und welchem Zeitrahmen – Investitionen getätigt werden sollen. Die Formeln helfen bei der Berechnung, wie viele Rohstoffe der Betrieb bei der Produktion mit einem Cobot einsparen oder wie viel manuelle Nacharbeit vermieden werden kann.
Da das Budget immer eine entscheidende Rolle spielt, sollte das Unternehmen unbedingt nach aktuellen Fördermitteln für Cobots recherchieren und diese nutzen.
2. Schritt: Wie wird der passende Cobot für spezifische Aufgaben ausgewählt?
Bei der Auswahl eines geeignete Cobots spielen mehrere wichtige Faktoren eine Rolle: Die Größe sowie der Kollaborationsgrad des Cobots muss zur jeweiligen Aufgabe und dem verfügbaren Platz passen, inklusive etwaiger Schutzbarrieren. Wird der Cobot einen festen Platz im Betrieb haben oder muss er mobil sein? Die Taktgeschwindigkeit des Prozesses ist ebenso zu berücksichtigen wie die erforderliche Reichweite und die Beweglichkeit des Roboters in Bezug auf seine Freiheitsgrade. Auch die Traglast sowie die Fehlertoleranz sind maßgeblich bei der Auswahl der optimalen Automatisierungslösung.
3. Schritt: Die Eignungsprüfung - Ein Pilotprojekt in der Theorie
Nachdem sich das Unternehmen für ein Cobot-Modell entschieden hat, folgt die Eignungsprüfung als essenzieller Schritt zur erfolgreichen Implementierung. Diese Methode gewährleistet einerseits eine erfolgreiche Integration und andererseits die Risiken für die Arbeitsumgebung des Cobots ermitteln und minimieren zu können. Zur Prüfung gehören:
- Analyse der Aufgabenstellung: Erstellung eines Lastenhefts und Aufnahme der relevanten Leistungsdaten
- Prüfung der technischen Machbarkeit hinsichtlich der Kapazitäten ebenso wie des Know-hows und Schulungsbedarfs des Personals
- Erstellung eines technischen Konzepts: Spezifikationen Cobot, Anforderungen an den Arbeitsplatz, notwendige Sicherheitseinrichtungen, erforderliche Logistik
- abschließender Quick-Check
Der Quick-Check bewertet alle Applikationsmerkmale detailliert und stellt sicher, dass die relevanten Kriterien wie Flexibilität, Produktivität und Sicherheitsanforderungen erfüllt werden. Wenn der Quick-Check bei der Umsetzung der Anwendung Probleme aufzeigt, muss die Eignungsprüfung von vorne begonnen werden.
4. Schritt: Welche Sicherheitsaspekte sind bei der Cobot-Integration zu beachten?
Vor der Inbetriebnahme müssen alle Maschinen risikobeurteilt werden, damit sichergestellt wird, dass keine Gefahr für die Mitarbeiter besteht. Die Risikobewertung identifiziert und bewertet technische Fragen zur Konstruktion, Funktion, zum Betrieb, Aufbau, zur Wartung und Instandhaltung des Cobots. Sie berücksichtigt zudem die Unfallhistorie, beachtet Vorschriften, Normen und signifikante Gefährdungen (insbesondere DIN EN ISO 10218), sowie menschliche Faktoren gemäß DIN EN ISO 12100:2010, 5.5.3.4.
Die anschließend folgenden Sicherheitsmaßnahmen zur Risikominderung richten sich nach den jeweilig identifizierten Gefahren. Am besten lässt sich das an einem Beispiel erklären: Man stelle sich vor, dass der Cobot an der Produktionslinie arbeitet und Werkstücke zusammensetzt. Die Risikobeurteilung ergibt, dass einerseits für das Produkt während der Bearbeitung und andererseits für die Mitarbeiter beim Entnehmen des fertigen Werkstücks eine Quetschgefahr entstehen kann. Um diese Gefahr abzuwenden, werden Sensoren zur Überwachung der Kräfteeinwirkung implementiert. Sie signalisieren dem Cobot, wenn ein zuvor vorgegebener Richtwert überschritten wird. Abgerundete Kanten an den Greifern minimieren darüber hinaus die Verletzungsgefahr.
5. Schritt: Wie erfolgt die Schulung des Personals für den Umgang mit Cobots?
Jetzt kommt der spannende Teil: Der Cobot soll in einem Pilotprojekt zeigen, was er kann. Dafür ist es essenziell, dass die Mitarbeiter Schulungen durchlaufen, die über neue Arbeits- und Produktionsprozesse aufklären und auf die Veränderungen im Bereich Arbeitsschutz, Arbeitssicherheit, Ergonomie sowie Datenschutz vorbereiten. Zudem müssen Mitarbeiter eventuell ihre eigenen Arbeitsprozesse angleichen, wenn ein Cobot Aufgaben übernimmt oder bestimmte Prozesse beschleunigt.
Auch der Cobot muss auf seine neue Tätigkeit „geschult“ werden. Die Programmierung läuft bei diesen Robotern entweder über manuelle Handführung oder über grafische Tablet-Oberflächen. Der Vorteil dieser Methoden ist, dass die Einarbeitungszeit erheblich reduziert wird. Der Bediener erlernt das Programmieren schneller – auch wenn er oder sie keine spezifischen Programmierkenntnisse hat. Somit kann der Cobot schneller im täglichen Betrieb eingesetzt werden.
Zurück zum Beispiel vom Cobot in der Produktionslinie: Während der Testphase werden seine Bewegungsabläufe überwacht und immer wieder nachjustiert, um maximale Effizienz, Präzision, Sicherheit und intuitive Bedienbarkeit zu gewährleisten. Am Ende des Pilotprojekts, das je nach Komplexität wenige Wochen bis mehrere Monate in Anspruch nimmt, sollte der Cobot optimal in die Produktionsumgebung integriert sein und die Produktivität erheblich verbessern.
6. Schritt: Fortlaufendes Monitoring und stetige Wartung für optimale Performance
Nachdem das Pilotprojekt erfolgreich abgeschlossen wurde, ist der Cobot bereit für seinen täglichen Einsatz. Ein regelmäßiges Monitoring der Leistung und der Betriebsparameter stellt sicher, dass der Cobot fehlerfrei funktioniert. Feedbackschleifen, gefüttert von Anwendern, stellen sicher, dass Schwachstellen identifiziert werden und das System gegebenenfalls angepasst werden kann. Damit stellt man auch die kontinuierliche Anpassung des Cobots an sich ändernde Anforderungen sicher.
Neben dem Monitoring ist auch die Instandhaltung essenziell für den Cobot, der wie alle anderen Maschinen regelmäßig gewartet werden muss. Die Wartungsarbeiten umfassen unter anderem die Überprüfung und gegebenenfalls den Austausch von Verschleißteilen sowie die Aktualisierung der Software, um Sicherheits- und Leistungsverbesserungen zu implementieren.
7. Schritt: Die richtige Entscheidung treffen
Mit dieser Checkliste können Unternehmen sicherstellen, keine wichtigen Punkte bei der Kaufentscheidung zu übersehen. Jedoch ersetzen theoretische Überlegungen nicht das Testen in der Praxis.
