Jabils Leitfaden zur Skalierung humanoider Roboter vom Prototyp bis zur Produktion

Humanoide Roboter erregen seit langem die Fantasie der Robotikindustrie und werden oft als nächster großer Schritt in der Automatisierung dargestellt.

Doch je mehr sich die Technologie aus Forschungslaboren in reale Umgebungen verlagert, desto mehr ändert sich die Diskussion. Die Frage ist nicht mehr nur, was diese Maschinen können, sondern auch, ob sie in großem Maßstab gebaut, eingesetzt und gewartet werden können.

Diese Verschiebung rückt Unternehmen wie Jabil stärker in den Fokus. Obwohl Jabil kein traditioneller Robotikentwickler ist, agiert er als groß angelegter Fertigungs- und Lieferkettenpartner und arbeitet hinter den Kulissen daran, komplexe Produktdesigns in kommerziell realisierbare Systeme umzusetzen.

Mit Niederlassungen in mehr als 25 Ländern spielt das Unternehmen eine Rolle bei der Überbrückung der Lücke zwischen Prototyp und Produktion in zahlreichen Branchen, darunter auch aufstrebende Bereiche wie humanoide Robotik und digitale Handelsautomatisierung.

Jabil hat auch mit Apptronik zusammengearbeitet, um die Skalierung der Produktion des humanoiden Roboters Apollo zu unterstützen und dabei seine Fertigungskompetenz in realen Produktionsumgebungen anzuwenden.

In diesem Q&A, Robotics &Automation News spricht mit Robert Gutridge, Vizepräsident der globalen Geschäftseinheiten für digitalen Handel bei Jabil, über die Realität der Skalierung humanoider Roboter.

Gutridge leitet die Strategie und Umsetzung von Robotik-, Automatisierungs- und Digital-Commerce-Programmen und arbeitet mit Kunden zusammen, um fortschrittliche Technologien zu industrialisieren und sie vom Pilotprojekt bis zur vollständigen Produktion zu skalieren.

Er bringt umfassende Erfahrung in den Bereichen Fertigung, Lieferkettenausrichtung und realer Einsatz mit, wobei der Schwerpunkt darauf liegt, komplexe Robotersysteme zuverlässig, kosteneffektiv und für die kommerzielle Einführung bereit zu machen.

Anstatt sich nur auf KI-Fähigkeiten zu konzentrieren, verweist Gutridge darauf, dass Fertigungsdisziplin, Reife der Lieferkette und Stückökonomie die entscheidenden Faktoren sind, die darüber entscheiden, ob Humanoide von hochkarätigen Demonstrationen zu zuverlässigen Industriewerkzeugen übergehen.

Seine Perspektive erinnert daran, dass technologische Durchbrüche in der Robotik nur ein Teil der Geschichte sind – die Industrialisierung entscheidet letztendlich über den Erfolg.

Interview mit Robert Gutridge, Vizepräsident für globale Geschäftseinheiten und digitalen Handel bei Jabil

Robert Gutridge

Robotik- und Automatisierungsnachrichten:Humanoide Roboter werden oft als Durchbruch in der KI oder Robotik dargestellt. Liegt die eigentliche Herausforderung aus Jabils Sicht jetzt weniger in der Intelligenz als vielmehr in der Fertigung und Skalierbarkeit?

Robert Gutridge :Humanoide sind eindeutig ein wichtiger Meilenstein in der KI und Robotik, aber aus Jabils Sicht ist die Industrialisierung jetzt die größere Hürde. Die Technologie selbst schreitet schnell voran, aber die Branche befindet sich noch in einem sehr frühen Stadium – noch in der Crawling-Phase.

Was letztendlich über die Akzeptanz entscheidet, ist nicht nur, wie intelligent diese Systeme sind, sondern auch, ob sie in großem Maßstab sicher, zuverlässig und erschwinglich gebaut werden können.

Das bedeutet, eine Lieferkette aufzubauen, die neue Komponenten unterstützen kann, vom ersten Tag an auf Herstellbarkeit zu konzipieren und wiederholbare Test- und Qualitätsverfahren einzurichten, damit die Leistung in allen Einheiten konsistent ist.

Intelligenz ist wichtig, aber Fertigungsbereitschaft und Kosten bestimmen die Skalierbarkeit, die darüber entscheiden wird, wann Humanoide von Demos zu realen Einsätzen übergehen.

R&AN:Sie erwähnen, dass Lagerhäuser und Fabriken zum Testgelände für Humanoide werden. Welche spezifischen betrieblichen Einschränkungen in diesen Umgebungen werden über Erfolg oder Misserfolg von Humanoiden entscheiden?


RG :Lagerhäuser und Fabriken sind das richtige Testgelände, da die Teams dort bereits für den Umgang mit Maschinen und Automatisierung geschult sind. Der Erfolg hängt jedoch von einigen betrieblichen Einschränkungen ab.

Frühzeitige Einsätze erfordern klare Sicherheits- und Betriebsgrenzen, wobei Humanoide in kontrollierten Zonen arbeiten und vorhersehbare Interaktionen durchführen, anstatt sich frei neben Menschen zu bewegen.

Diese Vorsicht spiegelt die Realität industrieller Umgebungen wider, in denen Zuverlässigkeit und Betriebszeit nicht verhandelbar sind. Der Betrieb kann häufige Unterbrechungen nicht tolerieren, und Roboter müssen eine konstante Leistung erbringen und sich nach Fehlern sicher erholen.

Über die Zuverlässigkeit hinaus müssen Humanoide einen wiederholbaren Mehrzweckwert nachweisen. Demos mit nur einer Aufgabe werden nicht ausreichen; Das wahre Versprechen liegt in der Flexibilität über mehrere Arbeitsabläufe hinweg ohne ständige Neuprogrammierung oder Neukonfiguration. Ebenso wichtig ist die Integration in bestehende Abläufe.

Da Lagerhäuser und Fabriken bereits auf menschliche Arbeitsabläufe ausgelegt sind, werden Humanoide dort am schnellsten erfolgreich sein, wo sie mit minimalen Änderungen an der Infrastruktur arbeiten können, anstatt eine Neugestaltung der Einrichtungen zu erzwingen.

Und obwohl die Intelligenz oft im Rampenlicht steht, sind die Grundlagen genauso wichtig. Batterielebensdauer, mechanische Haltbarkeit, Wartungsfreundlichkeit und sichere Betriebskontrollen entscheiden letztendlich darüber, ob diesen Systemen in Produktionsumgebungen vertraut werden kann.

R&AN:Wie unterscheidet sich die Skalierung eines humanoiden Roboters von der Skalierung etablierterer Systeme wie AMRs und AGVs, insbesondere im Hinblick auf die Komplexität der Lieferkette und die Wirtschaftlichkeit der Einheiten?

RG :Die Skalierung humanoider Roboter unterscheidet sich stark von der Skalierung von AMRs und AGVs, da es sich bei diesen Systemen bereits um ausgereifte Kategorien handelt. Ihre Ökosysteme sind gut etabliert, Lieferketten sind vorhersehbar und Kosten lassen sich leichter modellieren.

Humanoide befinden sich bereits am Anfang dieser Reise und kombinieren viele komplexe Subsysteme in einer einzigen Plattform, was die Skalierung schwieriger macht.

Damit befinden sich Humanoide im Großen und Ganzen auf dem gleichen Stand wie AMRs und AGVs vor 15 bis 20 Jahren, als Schlüsselkomponenten wie Sensoren und Sicherheitssysteme einfach deshalb teuer waren, weil sie noch nicht das Volumen erreicht hatten und sich die Lieferketten noch im Aufbau befanden.

Zwei Unterschiede fallen wirklich auf. Die erste ist die Reife der Lieferkette. AMRs und AGVs profitieren von standardisierten Sensoren, Antrieben, Steuerungen und Sicherheitskomponenten, die in großen Mengen hergestellt werden.

Viele humanoide Roboter sind immer noch auf Teile mit geringerem Volumen oder individuelleren Teilen angewiesen. Dadurch bleiben die Kosten höher und die Durchlaufzeiten länger, bis die Nachfrage steigt und die Lieferanten skalieren können.

Wir müssen auch die Einheitsökonomie und Lernkurven berücksichtigen. Bei Humanoiden werden die Kosten erst sinken, wenn sich Produktionsmaßstäbe und Designs stabilisieren. Das bedeutet, Teile nach Möglichkeit zu standardisieren, für die Herstellbarkeit zu entwerfen und wiederholbare Herstellungs- und Testprozesse einzurichten.

Mit steigenden Volumina beginnen Lernkurven, die Erträge steigen, die Zykluszeiten verkürzen sich und die Kosten sehen ganz anders aus. Bis dahin spiegelt die Preisgestaltung eher die frühe Produktion als die Steady-State-Wirtschaft wider.

R&AN:Jabil arbeitet mit Apptronik am Apollo-Humanoiden. Was sind die größten Hürden beim Übergang vom Prototyp zur Serienproduktion eines solchen Systems?

RG :Bei der Überführung eines humanoiden Roboters vom Prototyp in die Massenproduktion bestehen die größten Hürden weniger darin, etwas Neues zu erfinden, als vielmehr darin, die Kerndisziplin der Fertigung in großem Maßstab anzuwenden.

Frühe Prototypen sind in der Regel auf Funktionalität und nicht auf Wiederholbarkeit optimiert. Daher besteht eine der ersten Herausforderungen darin, das Design im Hinblick auf die Herstellbarkeit weiterzuentwickeln und sicherzustellen, dass es konsistent und mit minimaler manueller Nacharbeit gebaut werden kann, während gleichzeitig Leistung und Zuverlässigkeit erhalten bleiben.

Dieser Wandel muss durch produktionsreife Tests und Validierungen einhergehen. Im Maßstab muss jede Einheit die gleichen Sicherheits-, Zuverlässigkeits- und Leistungsstandards erfüllen, ohne die Produktionslinie zu verlangsamen. Das bedeutet, dass die Testbarkeit direkt in das Design integriert werden muss, anstatt die Validierung als nachgelagerten Schritt zu behandeln.

Wenn die Produktion hochgefahren wird, wird die Bereitschaft der Lieferkette immer wichtiger. Viele humanoide Systeme basieren immer noch auf komplexen mechanischen Baugruppen, die noch nicht in großen Mengen hergestellt werden. Daher erfordert die Skalierung die Qualifizierung von Lieferanten, die Stabilisierung von Spezifikationen und die Sicherstellung, dass Komponenten mit der richtigen Qualität, den richtigen Kosten und Vorlaufzeiten geliefert werden können.

Die Massenproduktion erfordert auch ein Umdenken bei der Herstellung des Produkts. Frühe Builds basieren oft auf praktischer Montage und tolerieren Schwankungen, aber die Skalierung erfordert vereinfachte, standardisierte Prozesse, die Schwankungen reduzieren und eine konsistente Ausgabe über Hunderte oder Tausende von Einheiten hinweg ermöglichen.

Dabei bleibt die Sicherheitsvalidierung ein entscheidender Faktor. Bevor Humanoide umfassend eingesetzt werden können, müssen sie strenge Sicherheits- und Regulierungsanforderungen erfüllen und diese Validierung muss von Anfang an sowohl im Produkt als auch im Herstellungsprozess integriert sein.

Aus Jabils Sicht geht es beim Übergang vom Prototyp zur Produktion darum, ein innovatives System in ein herstellbares Produkt umzuwandeln – eines, das in großem Maßstab gebaut, getestet und zuverlässig eingesetzt werden kann.

R&AN:Kosten und ROI bleiben kritische Hindernisse. Ab wann werden humanoide Roboter wirtschaftlich konkurrenzfähig gegenüber traditioneller Automatisierung oder menschlicher Arbeit im Lagerbetrieb?

RG :Kosten und ROI werden realisierbar, sobald einige Dinge zusammenpassen. Erstens kommt es auf die Skalierung an. Wenn das Produktionsvolumen steigt und die Lieferketten ausgereifter werden, sinken die Komponentenkosten und die Preise spiegeln zunehmend die Realität der Fertigung wider und nicht die Entwicklungen in der Frühphase.

Zweitens müssen Zuverlässigkeit und Sicherheit im realen Betrieb nachgewiesen werden. Wenn ein Humanoid vorhersehbar laufen, sich nach Fehlern sicher erholen und mit minimaler Aufsicht operieren kann, sinkt das Betriebsrisiko erheblich.

Drittens muss der Mehrzweckwert real und nicht theoretisch sein. Der ROI wird besonders in Umgebungen überzeugend, in denen die Arbeitskräfte begrenzt sind, die Fluktuation hoch ist und Fehlzeiten eine ständige Herausforderung darstellen, was zunehmend zur Realität für Lager- und Fertigungsbetriebe wird.

Aus diesem Grund betrachten viele in der Branche die umfassendere Wettbewerbsfähigkeit als einen mehrjährigen Fortschritt und nicht als einen Wechsel über Nacht.

Es geht nicht nur um die Stückliste; Es geht um die Gesamtbetriebskosten, die Auslastung im Laufe der Zeit und darum, ob der Roboter in Umgebungen, in denen die Verfügbarkeit und Fluktuation von Arbeitskräften nach wie vor eine Herausforderung darstellt, dauerhaft eine flexible Arbeitserweiterung leisten kann.

R&AN:Inwieweit müssen sich bestehende Lagerabläufe ändern, um Humanoiden gerecht zu werden – oder besteht die Erwartung, dass Humanoide sich vollständig an von Menschen gestaltete Umgebungen anpassen?

RG :Das Kernversprechen von Humanoiden besteht darin, dass sie in Räumen operieren können, die bereits für Menschen konzipiert sind. Die meisten Lagerhäuser und Fabriken sind auf menschliche Bewegung, Reichweite und Werkzeuge ausgelegt, sodass ein Humanoid, der in dieser Umgebung arbeiten kann, den Bedarf an kostspieligen Neugestaltungen von Anlagen oder neuer Infrastruktur verringert.

Allerdings werden frühe Bereitstellungen nicht völlig reibungslos verlaufen. Erste Rollouts erfordern noch eine durchdachte Integration, definierte Betriebszonen, Sicherheitsleitplanken und schrittweise Bereitstellungen, bei denen Leistung und Verhalten validiert werden können, bevor sie breiter und Seite an Seite mit den Arbeitern eingesetzt werden.

Diese Umgebungen werden bewusst ausgewählt, da die dort arbeitenden Menschen bereits für den Umgang mit Maschinen und automatisierten Systemen geschult sind.

Im Laufe der Zeit wird erwartet, dass sich die Humanoiden an bestehende Lagerlayouts, Werkzeuge und Arbeitsabläufe anpassen, anstatt dass Einrichtungen um sie herum neu gestaltet werden. Aber dieser Übergang wird schrittweise und sicherheitsorientiert erfolgen, wobei Vertrauen durch den realen Betrieb und nicht durch Annahmen aufgebaut wird.

R&AN:Welche Rolle spielen erstklassige Fertigungspartner wie Jabil mit Blick auf die Zukunft bei der Entscheidung darüber, welche humanoiden Robotikunternehmen letztendlich auf dem Markt erfolgreich sein werden?

RG :Erstklassige Fertigungspartner können ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal sein, denn der Erfolg wird nicht allein durch eine großartige Demo bestimmt; Es wird davon abhängen, wer industrialisieren kann. In diesem Bereich hängt die Lücke zwischen einem vielversprechenden Konzept und einem kommerziell realisierbaren Produkt häufig von der Herstellungsausführung ab.

Das beginnt beim Design für Herstellbarkeit und Testbarkeit. Eine frühzeitige Einbindung trägt dazu bei, dass das Produkt zuverlässig in großen Mengen gebaut und validiert werden kann und nicht nur ein paar Mal im Labor zusammengebaut wird.

Ein weiterer Schlüsselfaktor ist die Führung der Lieferkette. Wenn die Designs ausgereift sind, helfen Hersteller dabei, skalierbare Lieferanten zu gewinnen, Komponenten nach Möglichkeit zu standardisieren und Kosten- und Qualitätsergebnisse zu beeinflussen, bevor sie festgelegt werden.

Eine wiederholbare und qualitativ hochwertige Produktion ist ebenfalls unerlässlich. Humanoide sind komplexe elektromechanische Systeme, und die konsistente und sichere Herstellung derselben Einheit ist keine geringe Herausforderung, insbesondere bei der Skalierung über Regionen hinweg.

Schließlich unterstützen erfahrene Fertigungspartner die Teams bei der Bewältigung der Komplexität. Prozessvereinfachung, Aufbaustabilisierung und bewährte Produktionsdisziplin tragen dazu bei, den Übergang vom Prototyp zur Serienfertigung zu verkürzen.

Unternehmen, die frühzeitig Fertigungs- und Lieferketten-Know-how in den Prozess einbringen, sind besser in der Lage, Kosten-, Qualitäts-, Sicherheits- und Größenziele zu erreichen.