Fertigung revolutionieren: Robotik im 21. Jahrhundert

„Lassen wir Maschinen Maschinen sein und Menschen Menschen. Lassen wir uns entscheiden, unsere Maschinen einfach zu nutzen und, noch wichtiger, einander zu lieben.“ – Lee, Kai-Fu (AI Superpowers: China, Silicon Valley, and the New World Order)

60 Jahre Industrie-Robotik

Roboter gibt es seit über 60 Jahren. Der weltweit erste Industrieroboter wurde 1959 in den USA von Unimation, einem auf Roboterentwicklung spezialisierten Venture-Unternehmen, zum Leben erweckt. Ihr erstes Produkt, der Unimate, wurde in einem General-Motors-Druckgusswerk in Trenton, New Jersey, eingeführt.

Die Automobilindustrie war die erste, die den Unimate einsetzte. Jeder Roboter konnte die Arbeit von zehn erfahrenen Bedienern – einschließlich Schweißern – rund um die Uhr verrichten. Der Zusammenbau jedes Autos erforderte durchschnittlich 4.000 Teile zum Punktschweißen, sodass die Automatisierung dieses Prozesses eine erhebliche Produktivitätssteigerung versprach.

1968 fertigte Kawasaki den ersten Industrieroboter in Japan basierend auf dem ursprünglichen Unimation-Design. Der „Kawasaki-Unimate 2000“ wurde 1969 fertiggestellt. Während viele japanische Hersteller bereits speziell für bestimmte Aufgaben entwickelte Maschinen in ihren Fabriken hatten, konnte der Kawasaki Unimate für viele verschiedene Operationen programmiert werden, einschließlich gefährlicher Aufgaben mit schwerem Arbeitskräftemangel.

Obwohl die ersten Einheiten 1970 ¥12.000.000 kosteten (ca. ¥80 Mio. oder 386.000 USD inflationsbereinigt), erkannten japanische Autohersteller, dass diese Roboter ihnen einen signifikanten Marktvorteil verschaffen konnten.

Später modifizierte Kawasaki das Originaldesign und führte den „2630-Type“ ein – ein Upgrade des Unimate mit sechs statt fünf Freiheitsgraden und erhöhter Traglast von 12 kg auf 25 kg.

Der Unimate war kein smarter Roboter. Er konnte nur programmierte Aufgaben wiederholen. Keine Konnektivität, Programmierung musste manuell erfolgen. Aber er war der Beginn einer Revolution, die fast jede Fertigungsindustrie berühren wird.

Heute bauen Roboter Roboter

Die Anzahl industrieller Roboter ist seit 2014 um ca. 11 % pro Jahr auf insgesamt 2,7 Millionen weltweit gewachsen.

Die International Federation of Robotics (IFR) veröffentlichte kürzlich einen Bericht zur Industrieroboter-Adoption: „Japan ist das weltweit führende Roboterfertigungsland – wo sogar Roboter Roboter bauen: 47 % der globalen Roboterproduktion findet in Japan statt. […] Deutschland ist bei weitem der größte Roboter-Markt in Europa mit 38 % der europäischen Industrieroboter in hiesigen Fabriken. Die Roboterdichte in der deutschen Automobilindustrie gehört zu den höchsten weltweit.“

Die Top 10 der automatisiertesten Länder: Singapur (1), Südkorea (2), Japan (3), Deutschland (4), Schweden (5), Dänemark (6), Hongkong (7), Chinese Taipei (8), USA (9), Belgien und Luxemburg (10).

Ursprünglich für Fertigung, nun auch Logistik

„Der Hauptunterschied zwischen heutiger Automatisierung und der vor 50–60 Jahren ist, dass wir Software hinzugefügt haben“, sagt Mick Mountz, Gründer von Kiva Systems 2003. Amazon kaufte Kiva 2012, es wurde Amazon Robotics.

Kiva entwickelte Amazons Lagerroboter – jene, die aussehen, als könnten sie Böden saugen nach ihrer Schicht.

Kiva Systems entwickelte einen Weg, Roboter Regale („Pods“) bewegen zu lassen, auf denen Produkte lagern, statt einzelne Produkte suchen und bewegen zu lassen. Lager-Pods halten hunderte verschiedene Produkte, aber jede Pod-Größe und -Form ist identisch.

Der Schlüssel zum Erfolg des Roboterlagers ist nicht der Roboter, sondern die Intelligenz hinter dem System. Das System optimiert Roboterbetrieb und Arbeitslast an Arbeitsstationen. Wenn ein Arbeiter nicht packt, hat er Zeit, Regale aufzufüllen oder Inventur eines von einem Roboter gebrachten Pods zu machen.

Heute arbeiten fast alle Amazon-Logistikzentren mit Flotten von Kiva-Robotern. Das System wurde zum Industriestandard, mit Unternehmen wie Alibaba in China, die Klone der amerikanischen Pods nutzen.

Auch in vielen Städten und Campus sind neue Roboter-Generationen für Last-Mile-Delivery im Einsatz. Starship, ein estnisches Startup mit Betrieb in Europa und USA, baut Roboter, die Gegenstände in 4-Meilen-Radius (6 km) transportieren. Der Roboter wiegt ca. 18–20 kg und trägt bis zu 10 kg. Er nutzt einen Sensorsatz für Navigation und Situationsbewusstsein, eine Mischung aus Computer Vision und GPS zur Standortbestimmung auf Zollgenauigkeit.

Intelligente Belegschaft, Roboter machen Millionen Jobs überflüssig

Millionen Jobs sollen durch Roboter und Automatisierung wegfallen. Der einzige Weg, die Auswirkungen auf Jobs zu minimieren: kontinuierliche Weiterbildung bestehender Fabrikarbeiter für gefragte digitale Skills fördern.

In manchen Fällen übernehmen Menschen wieder Roboterjobs. Einst Pionier automatisierter Fertigung, ersetzt Toyota in japanischen Montagewerken einige Roboter durch menschliche Arbeiter, entwickelt neue Skills, verbessert Fertigungsprozesse und baut letztlich bessere Autos.

Roboter holen auch Jobs aus dem Ausland zurück. 2017 verlegte Kent International, Hersteller von Bicycle Corporation of America-Markenfahrrädern, 140 Jobs von China nach Manning, South Carolina. CEO Arnold Kamler plante, jährlich 40 Jobs hinzuzufügen – beachtliches Wachstum für eine Kleinstadt. „Viele haben die Fehlvorstellung, Automatisierung verringere Jobs“, sagte ein Produktionsmanager. „Es sind nur andere Jobs, höher qualifiziert. Ohne Roboter gäbe es die menschlichen Jobs nicht.“

„Das Problem ist, dass analoge Jobs für Politiker, Investoren, Philanthropen und Medien nicht so ‚sexy‘ sind wie Tech-Jobs“, sagt David Sax, Autor von „The Revenge of Analog.“