Roboter: Alles im Griff

Wummernde Bässe, glitzernde Lichter, ein jubelndes Publikum – es war eine ungewöhnlich große Bühne für eine Automatisierungsanlage. Anfang Oktober 2024 ließ Tesla- Chef Elon Musk bei einer Firmenveranstaltung mehrere Roboter in menschlicher Gestalt aufmarschieren. „Alles, was wir für autonome Fahrzeuge entwickelt haben – Batterien, Elektronik, Motoren, Schaltgetriebe, Software –, können wir auch für humanoide Roboter verwenden“, sagte Musk. Beim Event servierten die Roboter den Gästen Getränke, abseits des großen Scheinwerferlichtes sollen diese Roboter bald intern beim US-Autobauer mitarbeiten. Wenige Tage nach der Veranstaltung entzauberten Tech-Medien jedoch die eindrucksvollen Bilder. Die meisten Bewegungen seien von Mitarbeitern hinter den Kulissen ferngesteuert worden.

Die Begeisterungsstürme zeigen: Roboter, die für den Industrieeinsatz gedacht sind, sorgen für eine große Faszination auch außerhalb der Branche. Und auch jenseits dieser Bilder bewegt sich viel – und das im wahrsten Sinne des Wortes. Die Anzahl der Roboter nimmt zu, ihr Einsatz rechnet sich viel häufiger und ihr Radius erhöht sich immer stärker. „Es verändert sich einiges auf diesem Markt“, sagt Jörg Rommelfanger, der die Robotics-Division des Schweizer Herstellers ABB in Deutschland leitet.

Der im Herbst veröffentlichte „World Robotics Report“ der International Federation of Robotics (IFR), einem Zusammenschluss der weltweiten Herstellerindustrie, zählte für das Jahr 2023 mehr als eine halbe Million neu installierte Anlagen. Weltweit arbeiteten zum Jahreswechsel 2023/2024 rund 4,2 Millionen Roboter. Die Automobilindustrie war dabei mit 135.000 Robotern größter Abnehmer. Dahinter folgte die Elektronikindustrie mit ähnlichen Absatzzahlen. Unternehmen aus dem Metall- und Maschinenbau installierten 77.000 Roboter und damit 16 Prozent mehr Geräte als im Vorjahr.

Weltweit arbeiten schon heute mehr als vier Millionen Roboter, oft Hand in Hand mit Menschen. Die Faszination für die stetig neuen Entwicklungen ist groß.

Immer gilt: Einen, mehrere, Hunderte Roboter holen sich Unternehmen nicht aus Technikliebe in die Produktion, sondern aus wirtschaftlichem Kalkül. Und das geht immer häufiger auf: „Früher war die Automatisierung ein Nice-to-have, heute ist sie ein Must-have“, sagt Mladen Milicevic, Gründer von Unchained Robotics. Das Paderborner Unternehmen hilft Mittelständlern dabei, die passenden Automatisierungslösungen zu finden. Und hat im vergangenen Jahr den „MalocherBot“ auf den Markt gebracht. Dahinter stecken Komplettlösungen für populäre Einsatzzwecke wie das Palettieren, das Schleifen oder das „Picken“, also das Zusammenstellen von Warenkörben im Lager.

Die grundsätzlichen Gründe für das Robotik-Wachstum ähneln sich dabei rund um den Globus. Es geht immer um die Suche nach einer möglichst hohen Produktionseffizienz. In vielen Fällen wird diese Suche beschleunigt durch irgendeine Form von Fachkräftemangel: Entweder fehlen Beschäftigte ganz, um unangenehme, anstrengende, repetitive oder gefährliche Arbeiten zu übernehmen – oder sie fordern so hohe Stundenlöhne, dass sich ein Robotereinsatz rascher rentiert.

Oder das Wachstum eines Produktionsunternehmens ist durch den Personalmangel begrenzt – während Roboter klaglos auch die Nachtschicht übernehmen und in ihrer zwölften Arbeitsstunde ähnlich präzise arbeiten wie in Stunde eins. Einige Branchen haben nach Lieferkettenproblemen der vergangenen Jahre damit begonnen, Teile der Produktion wieder näher an den Hauptsitz zu holen, um verlässlicher produzieren zu können. Je höher das Lohnniveau, desto eher rechnet sich häufig ein Roboter. „In vielen Ländern ist eine wirtschaftliche Fertigung ein Haupttreiber“, sagt René Kring, „diese Entwicklung begegnet uns weltweit und branchenunabhängig.“ Kring ist verantwortlich für die Geschäftsentwicklung im Bereich Automation Solutions bei der Firma Cloos, die insbesondere in der Schweißtechnik aktiv ist.

Der Einsatz von Industrierobotern ist längst keine technikverliebte Spielerei mehr, sondern ein entscheidender Faktor beim wirtschaftlichen Kalkül.

Eine zweite, parallel verlaufende Entwicklung sorgt ebenfalls dafür, dass die Robotik-Rechnung für immer mehr Unternehmen aufgeht: Die Preise sind in den vergangenen Jahren deutlich gefallen. Zum einen durch die Entwicklung sogenannter Cobots. Dahinter stecken Leichtbauroboter, die häufig auch mobil unterwegs sind und enger mit Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in der Produktion interagieren. Zum anderen dadurch, dass die maschinellen Helfer mittlerweile deutlich günstiger hergestellt werden können, getrieben vor allem durch den Eintritt chinesischer Robotikfirmen.

Das setzt die Margen unter Druck. Eine positive Folge hat dieser Preisverfall jedoch auch für die Herstellerseite: Der potenzielle Abnehmermarkt vergrößert sich. Waren es früher nahezu ausschließlich industrielle Massenmärkte – allen voran die Automobilindustrie, in denen Roboter im Akkord Teile bogen –, wird der Einsatz von Automatisierung häufiger für Mittelständler, Kleinbetriebe oder sogar Handwerker interessant. „Die Technologie bringt uns dahin, dass wir in neue Märkte einsteigen können, die früher nicht für uns zugänglich waren“, sagt Rommelfanger.

Manchmal steht dahinter eine Grundsatzfrage: Wählt die Industrie Roboter, die den vertrauten Arbeitsablauf kopieren? Dann werden häufig hohe Anpassungskosten fällig, zudem kann es lange dauern, bis die exakte Lösung steht. „Das sorgt aktuell noch für einen Engpass in der Automatisierung“, sagt Milicevic, „hilfreich wären hier mehr ‚Plug&Play-Lösungen‘.“ Der Traum vieler Anwender: Roboter bestellen, aufstellen, anschließen – los geht’s.

Ganz so weit ist es noch nicht. Aber die Richtung stimmt. Obwohl die Eintrittspreise sinken, haben sich die technischen Möglichkeiten in den vergangenen Jahren deutlich erweitert. Dabei ähneln die allermeisten Industrieroboter auf den ersten unbefangenen Blick immer noch sehr ihren Vorfahren aus den 70er- oder 80er-Jahren: Ein Greifarm, angetrieben von einem oder mehreren Elektromotoren, bewegt sich in verschiedene Richtungen, ausgestattet ist er mit dem jeweils passenden Werkzeug.

Die Funktionsweise ist meist gleich geblieben – die Mechanik der heutigen Industrieroboter ist hochentwickelt. Optimierungspotenzial gibt es etwa durch den Einsatz von Materialien wie Kohlefaser oder gar Hochleistungskunststoffen. Dadurch können Roboter heute mit weniger Grundgewicht gebaut werden. Das sorgt für eine kompaktere Bauweise bei gleichen Leistungsdaten. Neue Antriebe, etwa sogenannte Torque-Motoren, helfen dabei, die Arme der Automatisierungshelfer effizienter und wartungsärmer zu betreiben.

Doch die entscheidende Entwicklung passiert eher im nicht sichtbaren Bereich: „Software wird entscheidend für die Frage sein, wie schnell und wirtschaftlich man entsprechende Anwendungen in den Markt bringen kann“, sagt Georg Stieler, Geschäftsführer der spezialisierten Stieler Technologie- & Marketing-Beratung (STM). Auch Kring sieht hier die entscheidenden Stellschrauben: „Die Leistungsfähigkeit von Software und Steuerungshardware steigt enorm und pusht dadurch die Performance von Robotern immer mehr.“

Wo große Datenmengen entstehen, ist Künstliche Intelligenz (KI) nicht weit. Viele Visionen gehen dabei erneut in die Richtung, sich rascher auf andere Bedingungen einstellen zu können. In der Robotik könnte die zum Beispiel in Zukunft dabei helfen, eigenständig Arbeitsmuster zu entwickeln. Für Schweißtechnik beschreibt Kring die Möglichkeit, dass Bauteile automatisiert gescannt werden – und die Anlage durch Maschinelles Lernen weiß, wo welche Art von Schweißnaht gesetzt werden muss, um die vorgegebenen Spezifikationen zu erfüllen. Ebenfalls denkbar: die Fähigkeit, Sprachbefehle oder die Dokumentationen von Kunden direkt in verschiedene Arbeitsschritte zu übersetzen und zu zerlegen.

Aus mechanischen Helfern werden so immer stärker vernetzte Anlagen, die im besten Fall auch entlang verschiedener Produktionsschritte und Roboter miteinander kommunizieren. So werden die Lösungen für die einsetzenden Unternehmen simpler. Im Hintergrund kann es dagegen komplexer werden: Zu dem bisherigen Mix aus Roboterhersteller, Spezialisten für die Manipulatoren (die Werkzeuge) und Integratoren, die alles zusammenbinden, kommen nun auch Softwarehersteller und Tech-Konzerne dazu.