In den letzten Jahren haben Roboter die verschiedenen Industriezweige verändert und schließlich in die heutige Industrie 4.0 überführt – eine Art Revolution, in der künstliche Intelligenz stärker an den Produktionsprozessen beteiligt ist. Einer der Treiber dieser neuen industriellen Ära ist die kollaborative Robotik.
Die Rolle der Robotik in der Industrie
Die Robotik ist eine Wissenschaft, die mehrere Bereiche der Technik und Elektronik umfasst; ihr Ziel ist es, Maschinen zu schaffen, die bestimmte menschliche Verhaltensweisen nachahmen können. Der Begriff Roboter wurde 1920 geprägt und erstmals verwendet; damals entstand die Idee von Maschinen, die den Fabrikarbeitern die Schwerstarbeit abnehmen.
Auch wenn Roboter ihren Ursprung in der Science-Fiction haben, wurden gerade in diesen literarischen Werken die Grundlagen der Robotik gelegt. So gilt: Ein Roboter darf Menschen keinen Schaden zufügen; Roboter müssen den Befehlen der Menschen gehorchen; und schließlich müssen sie ihre eigene Existenz schützen, solange dies nicht mit den ersten beiden Grundsätzen kollidiert. Im Laufe der Jahre wurden Roboter von reiner Science-Fiction zu greifbaren, sehr realen Objekten.
So entstand die kollaborative Robotik, ein Teilgebiet der Robotik, das Maschinen mit genügend künstlicher Intelligenz entwickelt, um Aufgaben in Zusammenarbeit mit Menschen auszuführen. Roboter und Menschen arbeiten so zusammen, um die Produktionsprozesse zu erleichtern.
Cobots: die Hauptakteure der kollaborativen Robotik
In der kollaborativen Robotik sind die Hauptakteure die Cobots: Roboter, die so programmiert sind, dass sie in der Industrie 4.0 gemeinsam mit Menschen arbeiten. Wie alle Roboter müssen Cobots eine Reihe von Sicherheitsnormen erfüllen, damit die Arbeit für die Beschäftigten sicher ist und Arbeitsunfälle auf ein Minimum reduziert werden.
Wichtig ist: Ein Cobot ist nicht dasselbe wie ein Android oder ein Haushaltsroboter. Cobots sind zum Beispiel auf einfache Programmierung ausgelegt und verfügen über recht einfache Betriebssysteme; zudem lässt sich diese Programmierung je nach Arbeitsanforderung anpassen. So können Cobots zahlreiche Aufgaben übernehmen, während Haushaltsroboter (etwa Saugroboter) meist für eine einzige Tätigkeit programmiert sind.
Darüber hinaus bestehen die Maschinen der kollaborativen Robotik aus sehr leichten Werkstoffen und nutzen Sensoren, die den Betrieb stoppen, wenn sie ungewöhnliche Bewegungen erkennen, die die Sicherheit der Beschäftigten gefährden könnten. Schließlich ermöglichen Cobots die Herstellung maßgeschneiderter Produkte nach Kundenwunsch; deshalb ist es unerlässlich, dass die Beschäftigten der Industrie 4.0 entsprechend geschult sind, um diese Maschinen zu bedienen.
Arten von Cobots
Laut der International Federation of Robotics gibt es zwei verschiedene Arten von Cobots:
- Cobots, die die Norm ISO 10218-1 erfüllen, also die Anforderungen an ein sicheres Arbeiten.
- Cobots, die die Norm ISO 10218-1 nicht erfüllen, also nicht den internationalen Normen entsprechen, aber nationale oder regionale Vorschriften erfüllen – zum Beispiel Cobots, die in Ländern der Europäischen Union zugelassen sind, im Rest der Welt aber nicht.
Vorteile der kollaborativen Robotik in der Industrie 4.0
Der Einsatz kollaborativer Robotik in Fabriken bringt der Industrie nur Vorteile. Zunächst kann ein Cobot schwere Arbeiten schnell und effizient erledigen, sodass sich die Bediener anderen Aufgaben widmen können; dazu muss lediglich der Cobot programmiert werden. Das entlastet die Beschäftigten spürbar.
Zudem senkt die Zeit, die ein Cobot für eine Aufgabe benötigt, die Kosten des Produktionsprozesses erheblich, da keine Beschäftigten mehr in langen Schichten für die Herstellung eines Produkts eingesetzt werden müssen. Die Prozesszeiten verkürzen sich – ein Vorteil für den Kunden ebenso wie für die Fabrik oder Werkstatt.
Cobots haben den Vorteil, sehr einfach programmierbar und bedienbar zu sein, und sie sind zudem deutlich günstiger als herkömmliche automatisierte Maschinen. Da sie aus leichten Werkstoffen bestehen und recht kompakt sind, lassen sie sich außerdem leicht transportieren.
Das Verhältnis Mensch–Cobot
Ganz gleich, wie viel künstliche Intelligenz eine Maschine besitzt: Es ist immer der Mensch, der sie für ihre Aufgaben programmiert. Aber kann die kollaborative Robotik die Beschäftigten ersetzen? Im Gegenteil: Cobots steigern die Produktivität der Bediener und nehmen ihnen repetitive Aufgaben ab, die mitunter zu Verletzungen führen können, damit sie sich komplexeren Tätigkeiten widmen können.
Im Produktionsprozess bringt der Mensch Problemlösungskompetenz, Geschick und Flexibilität ein; der Cobot wiederum liefert Kraft, Präzision und Ausdauer.