Branchen-Blitzlicht: Wie verändern sich die Anforderungen an Robotik-Systemintegratoren? Robotikintegration 4.0: Kampf der Komplexität

Branchen-Blitzlicht: Wie verändern sich die Anforderungen an Robotik-Systemintegratoren?

Robotikintegration 4.0: Kampf der Komplexität

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Wie verändern sich die Anforderungen an Robotikintegratoren? Welche Rolle spielen Software und Vernetzung in der Praxis? Die Automationspraxis hat sich unter Robotik-Systemhäusern umgehört.

Autor: Armin Barnitzke

Die gute Nachricht zuerst: „Die Akzeptanz für Robotik und Automation ist deutlich gestiegen, die Vorbehalte hinsichtlich Arbeitsplatzverlust oder Nichtbeherrschen der Technik haben deutlich abgenommen“, berichtet Heiko Röhrig, Leiter Vertrieb und Marketing bei EGS. Das führe auch dazu, dass anfragende Interessenten heute vorab tiefergehender informiert sind.

Das hat aber nicht nur positive Effekte: „Man muss zwar nicht mehr so eingehend beraten wie früher, allerdings hat der Kunde oft schon eine vorgefertigte Vorstellung, die nur schwierig zu ändern ist“, berichtet Röhrig. Beispielsweise hätten Kunden teilweise zu hohe Erwartungen hinsichtlich des technisch Machbaren.

Unabhängig von den steigenden Erwartungen der Kunden wachsen zudem die technischen Anforderungen, berichtet Handlingtech-Geschäftsführer Jörg Hutzel: „Zum einen erreichen uns immer mehr Anfragen aus Anwendungsbereichen, die bislang als schwer zu automatisieren galten. Zum anderen werden die Anlagen für langjährige Kunden immer hochentwickelter, vielseitiger und letztlich komplexer, etwa durch die Integration zusätzlicher Fertigungsschritte.“

Projekte immer komplexer

Röhrig nickt: „Die zu integrierenden Zusatzprozesse werden immer komplexer und aufwändiger und erhöhen damit die technologischen Anforderungen der Projekte sehr stark.“ Die zunehmende Komplexität erfordert nicht nur mehr Knowhow bei den Robotikintegratoren, sondern steigert auch deren Risiko. Fabian Stutz, Verkaufsleiter der Schweizer Robotec Solutions: „Durch steigende Vernetzung und den Einsatz von Add-Ons wie Beschriftungslasern, Druckern, RFID-Systemen, Waschmaschinen oder Kameras steigt die Komplexität und damit letztlich auch das Risiko für uns – zumal die Kunden vermehrt Festpreise fordern.“

Bei Indat begegnet man der steigenden Komplexität (bei zunehmendem Kostendruck und immer kürzeren Projektdurchlaufzeiten), indem man auf ein konsequentes Baukastenprinzip setzt, berichtet Dirk Hablick, Vertriebsleitung Robotersysteme. Und dieser Baukasten-Gedanke ist nicht nur sinnvoll, um Komplexität und Kosten im Griff zu halten, sondern auch um die steigenden Flexibilitätsanforderungen zu bewältigen. „Gefragt sind in den Anlagen heute Flexibilität bis hin zu Losgröße 1 und hohe Variantenzahlen.“

Losgrößen schrumpfen

Doch wie setzt man dies um? „Um das Handling möglichst vieler Werkstücke mit minimalem Rüstaufwand zu automatisieren, spielen innovative Kamera- und Greifertechnologien eine große Rolle“, nennt Hutzel ein Beispiel. Letztlich führt die Frage nach mehr Flexibilität aber unweigerlich zum großen Trendthema Industrie 4.0: „Individualisierte Produktion zu niedrigen Produktionskosten ist nur möglich mit einer intelligenten und vernetzten Fabrik“, betont Robert Kamischke,
Vice President Smart Production I 4.0 bei Kuka Systems. „Um kleine Losgrößen – mitunter sogar Losgröße Eins – wirtschaftlich produzieren zu können, müssen die reale und die virtuelle Fertigungswelt stärker verschmelzen, dezentrale Anlagen müssen miteinander kommunizieren, Mensch und Roboter zusammenarbeiten.“

Dafür sei aber eine übergreifende und echtzeitfähige Kommunikation notwendig – zumal die Kunden eben nicht nur Aufschluss über den Prozess in der Roboteranlage haben möchten. „Sie können nämlich den Fertigungsprozess nur dann optimieren, wenn sie ihn komplett überblicken.“ Hablick beobachtet daher eine zunehmende Vernetzung vom Shopfloor ins ERP. „Die Datenverfügbarkeit führt zu einem Wandel in Fertigungsbetrieben, weil der tiefere Einblick in alle Abläufe die Entscheidungsfindung erheblich verbessert.“

Vernetzung ist nicht neu

Ganz neu ist die Datenanbindung allerdings nicht: „Wer unsere Anlagen kennt, wird feststellen, dass Industrie 4.0 nichts Neues ist. Hier wird viel Wind um unser normales Leben in der Automatisierungswelt gemacht“, sagt Stutz. Röhrig stimmt zu: „Wir sind schon sehr lange in der Lage, I-4.0-Themen abzubilden.“ Man könne Betriebsdaten bereitstellen und mittels Sensoren zusätzliche Informationen erfassen. „Viele Möglichkeiten werden aber gar nicht ausgeschöpft, da die Realisierung den Budgetrahmen sprengt oder das Umfeld noch nicht so weit ist.“

Dass es in vielen Betrieben noch an den grundlegenden Voraussetzungen mangelt, bestätigt Hutzel. Er ist allerdings sicher, dass in der Vernetzung der Fertigungsprozesse definitiv die Zukunft liegt. „Das Thema Industrie 4.0 ist unumgänglich, auch wenn es heute in der Umsetzung vielleicht noch nicht im gleichen Maße dominiert.“

Simulationen helfen

Und in der Praxis gibt es durchaus bereits Beispiele, welche Vorteile die Verschmelzung von physischer und digitaler Welt bringt. Hablick: „Wir setzen auf Augmented-Reality-Technologien, um den Support und die Wartung von Roboterzellen und Fertigungslinien effizienter zu gestalten. Der Servicetechniker kann direkt über die Ursache der Störung informiert werden. Zudem steht er via Tablet, Smartphone und Datenbrille in Kontakt mit dem Anlagenbediener.“

Außerdem schwärmen die Robotik-Integratoren von den Vorteilen der 3D-Simulationstechnik: „Durch eine moderne 3D-Visualisierung werden die Planung der Anlagen, die Machbarkeitseinschätzung der Aufgabe sowie die Kostenermittlung wesentlich erleichtert. Mit Simulationssoftware können wir vor dem Bau die Zelle oder die Roboterstraße simulieren und Taktzeiten vorhersagen“, berichtet Toolcraft-Geschäftsführer Bernd Krebs. „Außerdem bekommt der Kunde vorab einen detaillierten Einblick in das angebotene System.“

Zudem könne man mit Anlagensimulationen mit dem Kunden verschiedene Lösungsansätze vergleichen und bewerten, beispielsweise hinsichtlich der Gesamtanlageneffektivität, ergänzt Hablick. „Zukünftig wird der digitale Zwilling den Maschinenbauer von der ersten Idee bis hin zur Wartung begleiten. Prozesse werden sichtbar und erlebbar, bevor das echte Gegenstück vorliegt, so sind auch sehr komplexe Automatisierungszusammenhänge der Smart Factory beherrschbar.“

Software ist integraler Bestandteil

All dies verdeutlicht, dass das Thema Software für die Robotikexperten immer wichtiger wird: „Software wird zum integralen Bestandteil der Projekte. Zum einen geht es darum, die Anlagen einfacher, flexibler und intelligenter zu steuern, zum anderen darum, diese mit möglichst wenig Aufwand sinnvoll in den Gesamtprozess zu integrieren“, sagt Hutzel.

All diese Anforderungen an die Softwareentwicklung seien daher zwar nicht neu, hätten allerdings eine neue Qualität erreicht, bestätigt Indats Hablick. Eine große Herausforderung liege allerdings darin, Fachkräfte zu bekommen, die Soft- und Hardware beherrschen, betont Krebs. Ein weiterer Knackpunkt ist zuweilen, dass die Kunden zwar mehr Softwarefunktionalität fordern, dafür aber nicht unbedingt mehr Geld ausgeben wollen: So berichtet Hablick, dass die Pflichtenhefte mehr und mehr funktionsorientiert sind: „Softwarefunktionalitäten und Datenaufbereitung stehen im Mittelpunkt.“ Mehr bezahlen wolle der Kunde hierfür allerdings nicht, da dies schon als Stand der Technik gesehen wird.

Stutz wiederum erzählt, dass viele Pflichtenhefte nach wie vor noch sehr Mechanik-orientiert sind, obwohl die Wichtigkeit der Bereiche Software und Programmierung steigen: „Das ist eine große Herausforderung für uns. Der Kunde kann oft seine Bedürfnisse im Softwarebereich nicht auf Papier bringen, obwohl es mindestens so wichtig ist wie die mechanische Seite.“

www.egsautomatisierung.de

www.handlingtech.de

www.indat.net

www.kuka.com

www.robotec-ag.com

www.toolcraft.de


Noch Wünsche? Standards, Standards, Standards!

Wir haben Robotikintegratoren gefragt: Was wünschen Sie sich von den Herstellern? Was würde ihre Arbeit vereinfachen und den Kunden helfen? Die Antworten:

Jörg Hutzel, Handlingtech: Die Entwicklung neuer Produkte und Technologien geht eindeutig in die richtige Richtung. Wir sollten uns allerdings bewusst machen, dass einzelne Maschinen, Roboter oder Softwarepakete – mögen sie auch noch so perfekt sein – in Zukunft nicht mehr ausreichen werden. Erst das optimale Zusammenspiel aller Komponenten bringt den langfristigen Erfolg. Deshalb müssen wir darauf achten, unsere Produkte und Lösungen so zu entwickeln, dass diese möglichst schnell und unkompliziert miteinander interagieren.

Heiko Röhrig, EGS: Als deutscher Robotik-Integrator wünschen wir uns, dass die Anforderungen aus Europa und Deutschland bei der Produktentwicklung weiter berücksichtigt werden, obwohl der hiesige Markt gegenüber dem asiatischen/chinesischen Markt relativ immer weniger Bedeutung hat. Zudem würden einheitliche Schnittstellen die Automation von Maschinen wesentlich vereinfachen. Im Kunststoffbereich gibt es mit Euromap einen verlässlichen Standard, im Werkzeugmaschinenbereich ist man davon Lichtjahre entfernt.

Bernd Krebs, Toolcraft: Wir wünschen uns eine Standardisierung von Schnittstellen und integrierte CNC-Steuerungen mit bekanntem Bedienungskomfort. Wichtig sind zudem einfache Bedienbarkeit, einfachere Handhabung und autodidaktische Schulungssysteme für das Bedienpersonal.

Fabian Stutz, Robotec: Wir wünschen uns Standards, damit Maschine und Roboter endlich einfach und sicher im Plug and Play verbunden werden können, so dass wir uns um die richtigen Probleme kümmern können. Die Branche bewegt sich hier zwar in die richtige Richtung, es gibt aber noch viele Hausaufgaben.

Dirk Hablick, Indat: Wir wünschen uns eine Vereinheitlichung der Standards auf Kundenseite. Jeder größere Kunde besitzt seine Standards in Software, Ausführungsrichtlinien und freigegebenen Komponenten. Ein einheitlicher Automotive-Standard übergreifend für alle würde sich positiv bemerkbar machen. Die Projekte wären kostengünstiger und schneller zu realisieren (da Module wiederverwendet werden können) und funktionssicherer (da sich viele Funktionen und Software ausgetestet wiederverwenden lassen.

Robert Kamischke, Kuka Systems: Damit unsere Kunden das volle Potenzial von Industrie 4.0 nutzen können, sind einheitliche, globale Normen und Standards unumgänglich, ein Beispiel wäre das Protokoll OPC UA. Wir sehen uns dabei nicht nur als Systemintegrator, sondern auch als Treiber auf diesem Gebiet. Bereits 2015 haben wir eine Initiative gestartet, um einheitliche Kommunikationsstandards zu etablieren.

Jörg Hutzel, Handlingtech: Wir sollten uns allerdings bewusst machen, dass einzelne Maschinen, Roboter oder Softwarepakete – mögen sie auch noch so perfekt sein – in Zukunft nicht mehr ausreichen werden. Erst das optimale Zusammenspiel aller Komponenten bringt den langfristigen Erfolg.
Bild: Handlingtech
Heiko Röhrig, EGS: Einheitliche Schnittstellen würden die Automation von Maschinen wesentlich vereinfachen. Im Kunststoffbereich gibt es mit Euromap einen verlässlichen Standard, im Werkzeugmaschinenbereich ist man davon Lichtjahre entfernt.
Bild: EGS
Bernd Krebs, Toolcraft: Wir wünschen uns eine Standardisierung von Schnittstellen und integrierte CNC-Steuerungen mit bekanntem Bedienungskomfort.
Bild: Toolcraft
Fabian Stutz, Robotec: Wir wünschen uns Standards, damit Maschine und Roboter endlich einfach und sicher im Plug and Play verbunden werden können, so dass wir uns um die richtigen Probleme kümmern können.
Bild: Robotec
Dirk Hablick, Indat: Wir wünschen uns eine Vereinheitlichung der Standards auf Kundenseite. Jeder größere Kunde besitzt seine Standards in Software, Ausführungsrichtlinien und freigegebenen Komponenten. Ein einheitlicher Automotive-Standard übergreifend für alle würde sich positiv bemerkbar machen.
Bild: Indat
Robert Kamischke, Kuka Systems: Damit unsere Kunden das volle Potenzial von Industrie 4.0 nutzen können, sind einheitliche, globale Normen und Standards unumgänglich, ein Beispiel wäre das Protokoll OPC UA.
Bild: Kuka


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