Die Zukunft der Robotik in der Fertigung: Automatisierung und Intelligenz in der Lieferkette

Die Zukunft der Robotik in der Fertigung ist vielversprechend. Der Markt für Industrieroboter wächst seit 2012 jährlich im zweistelligen Bereich. Südkorea ist mit 710 Robotern pro 10.000 Beschäftigten weltweit führend bei der Einführung von Robotern.¹

Dieses Wachstum wird zum Teil durch anhaltende Fortschritte und Innovationen in der Robotiktechnologie sowie durch die Verfügbarkeit von Fachkräften im Robotikbereich getragen. Mit Simulation und virtueller Validierung können verschiedene Roboteranwendungen getestet und damit die erforderlichen technischen Aufgaben und die dafür benötigte Zeit verkürzt werden.

In Verbindung mit der Digitalisierung und anderen Formen der Automatisierung können Hersteller ihre Produktion flexibler, anpassungsfähiger und widerstandsfähiger gestalten und so die Kontinuität ihres Geschäftsbetriebs gewährleisten.

Fortschritte in der Robotik

werden durch neue Technologien beschleunigt, die das Potenzial haben, die Wertschöpfung in der Produktion weiter zu steigern. Zu diesen Technologien gehören:

• Das industrielle Internet der Dinge (IIoT)
  Ein Netzwerk von Produktionsanlagen, Geräten, Abläufen, Menschen und Daten, die mit dem Internet verbunden sind und miteinander kommunizieren. Dieser Datenaustausch liefert intelligente Informationen, die klügere und schnellere Geschäftsentscheidungen ermöglichen.
• 5G 
  5G bietet eine kontinuierliche Echtzeit-Konnektivität mit extrem zuverlässiger niedriger Latenz und hohem Durchsatz. Dadurch ist eine schnelle und zuverlässige Datenübertragung von Sensoren auf Roboter und die übrige intelligente Fabrik zur Datenanalyse in Echtzeit möglich.
• Virtuelle Simulation
  Roboterprogrammierer und Steuerungsingenieure können das Verhalten von Industrierobotern in einer virtuellen Umgebung simulieren und validieren. Sie können sogar noch einen Schritt weiter gehen und die Interoperabilität von Produkten, Werkzeugen, Robotern und Menschen im Arbeitsbereich simulieren.
• Virtuelle Plattformen
  Ein Plattformansatz hilft Herstellern, die Flexibilität und die Skaleneffekte ihrer industriellen Automatisierungsstrategien zu maximieren.² Prozesse können standardisiert, angewendet und in mehreren Anwendungen wiederverwendet werden. Das erleichtert Programmierung, Wartung und Produktsupport.

Auch wenn die Robotik das Potenzial hat, die globalen Lieferketten umzugestalten, gibt es immer noch Bereiche in der Lieferkette, die Potenzial für Weiterentwicklung und Wachstum bieten:

• Produktmontage
  Roboter werden derzeit in großem Umfang in der Komponentenfertigung eingesetzt. Ein Bereich, in dem die Verwendung von Robotern noch erweitert werden könnte, ist die Produktmontage. Bisher fehlte es dafür an der nötigen Geschicklichkeit, um menschliche Hände zu ersetzen. Aber mit Technologien wie der mehrachsigen Armbewegung kann die menschliche Geschicklichkeit mit Robotertechnik nachgebildet werden. Sie können auch schnell umkonfiguriert werden, um den kürzeren Produktlebenszyklen von heute zu genügen. Das verbessert die Effizienz und verkürzt die Produktionszeit.
• Individualisierte Massenfertigung
  Modulare Roboter ‒ mit Komponenten, die je nach Aufgabe ausgetauscht werden können ‒ machen die individualisierte Massenfertigung zur neuen Norm in der Fertigung. Obwohl jedes Produkt nach wie vor auf Bestellung gefertigt wird, bleibt die Produktionseffizienz auf einem ähnlichen Niveau wie bei der Massenproduktion. Die größere Geschicklichkeit ermöglicht das gleiche Maß an Personalisierung wie bei von Menschen gefertigten Sonderanfertigungen, allerdings in einem viel größeren Maßstab und zu geringeren Kosten.
• Robots as a Service (RaaS)
  RaaS ist ein abonnementbasiertes Servicemodell, bei dem Kunden Roboter leasen können. So können sie alle Vorteile der Prozessautomatisierung mit Robotern nutzen, ohne sich um die Wartung kümmern zu müssen.³ Die Flexibilität des RaaS-Modells ermöglicht den Herstellern außerdem niedrigere Einstiegskosten als bei herkömmlichen Robotersystemen.

Obwohl der Einsatz von Robotern in der Fertigung weit verbreitet ist, ist die Planung oft nicht optimal. Nicht immer schöpfen Unternehmen das Potenzial von Robotern und den Menschen, die mit ihnen arbeiten, voll aus. Änderungen an Produkten und Prozessen können außerdem zu Verzögerungen bei Produktaktualisierungen und -verbesserungen führen, während Roboter neu programmiert und getestet werden.

Mit den Technologien und Lösungen, die eine integrierte Plattform unterstützt, können Hersteller nun neue und bestehende Produktionsprozesse in einer vollständig virtuellen Umgebung simulieren. So können sie optimierte und für die Produktion geeignete Robotiklösungen entwickeln und bereitstellen.

Eine integrierte Plattform gibt Herstellern die Flexibilität, Roboterarbeitszellen zu definieren, die Roboter zu programmieren und zu optimieren und schließlich die gesamte Fertigungsumgebung und den Produktfluss zu simulieren. Im Ergebnis können sie Produktionskonzepte validieren, Zykluszeiten verkürzen und alle Aspekte der Implementierung und Programmierung von Robotersystemen und -werkzeugen verbessern.

Mit dieser Plattform ‒ der 3DEXPERIENCE® Plattform ‒ können Hersteller das volle Potenzial von Robotik und Automatisierung in der Fertigung ausschöpfen und für sich nutzen. Sie können Robotersysteme entwerfen, installieren und in Betrieb nehmen und sich darauf verlassen, dass diese wie geplant funktionieren. Dadurch können sie die Betriebskosten senken, die Produktivität und Effizienz steigern, kostspielige Fehler vermeiden und letztlich ihre Abläufe umgestalten.