Ein erfolgreiches Automatisierungsprojekt beginnt immer mit einer gründlichen Analyse des aktuellen Ist-Zustands und des angestrebten Soll-Zustands. Es ist wichtig, nicht nur die einfachen, offensichtlichen (manuellen) Arbeitsschritte zu betrachten, sondern auch komplexe Prozesse zu analysieren. Dabei spielt es keine Rolle, ob diese bereits schon automatisiert wurden oder noch komplett manuell durchgeführt werden. Wo können Kosten eingespart oder die Effizienz gesteigert werden oder wo müssen bestimmte Qualitätsanforderungen erfüllt und die Einhaltung dokumentiert werden?
Nach Identifikation einer potenziellen Anwendung ist es wichtig, den Nutzen einer Umtaktung oder Umbalancierung einer Linie genau zu bewerten. Hier geht es um Fragen wie, ob die gewonnene Zeitersparnis in Folgeprozessen überhaupt weitergegeben oder ob die Mehrproduktion tatsächlich abgesetzt werden kann. Valide Machbarkeitsstudien und präzise ROI-Berechnungen bilden den Abschluss der Analysephase, um erfolgreich in die tatsächliche Umsetzung zu starten.
Roboter-Roulette
Die Wahl zwischen Industrie- und kollaborativem Roboter ist von entscheidender Bedeutung und hängt von verschiedenen Faktoren ab. Dazu gehören die spezifische Aufgabenstellung, der erarbeitete Lösungsansatz und der benötige Grad an Mensch/Roboter-Kollaboration. Ein schutzzaunloser Cobot kann Hand in Hand mit dem Menschen zusammenarbeiten, ist jedoch aufgrund seiner Sicherheitsvorkehrungen von Haus aus langsamer als ein eingehauster Industrieroboter. Auch die Performance und Traglast sind bei Cobots in der Regel geringer. Abhängig vom Gefahrengrad der Aufgabe, z.B. beim Einsatz scharfer oder spitzer Werkzeuge, können dennoch zusätzliche Sicherheitskonzepte notwendig sein. All diese Punkte sollten bei der Auswahl berücksichtigt werden, auch wenn die einfachere Programmierung von Cobots für Anwender sehr verlockend klingt.
Moderne Softwarelösungen ermöglichen heute die einfache Programmierung von Robotern ohne umfassende Kenntnisse. Eine grafische Programmieroberfläche ist die Basis, um mit Funktionsbausteinen auch komplexe Bewegungsabläufe und -bahnen zu programmieren und zu parametrieren. Herstellerunabhängige Lowcode-Tools bieten bereits integrierte Schnittstellen, sodass sich Kraft- und Vision-Sensoren, Laserscanner oder Steuerungen nahtlos und ohne extra Aufwand integrieren lassen. Die passende Software ermöglicht dadurch nicht nur die Umsetzung komplexer Aufgaben, sondern analysiert und gleicht z.B. auch Prozesstoleranzen und -varianzen automatisch aus. Prozesse lassen sich dadurch auch mit Industrierobotern effektiv automatisieren und sehr dediziert hinsichtlich Taktzeiten und Genauigkeit anpassen.
Gründliche Prozessanalyse
Die Platzverhältnisse sind oft ein limitierender Faktor, insbesondere in Brownfield-Umgebungen. Hier stehen meist kaum mehr freie Flächen zur Verfügung und laufende Anlagen sind nicht einfach umplatzierbar. Von Grund auf neu gebaute Produktionsstätten (Greenfield) bieten mehr Flexibilität und Spielraum, da der benötigte Platzbedarf schon direkt in der Planung entsprechend berücksichtigt werden kann.
Auch das Automatisieren von Nebenprozessen kann zur Hürde werden, z.B. wenn Material nicht vereinzelt zuführbar oder die Materialabfuhr zum nächsten Prozessschritt anspruchsvoll ist. Auch bei komplexen Fertigungsprozessen mit vielen Arbeitsschritten stoßen Planer oft an Grenzen, da die Vielfältigkeit und Vielschichtigkeit der Aufgaben schwer von Maschinen oder Robotern beherrscht werden kann. Rein kognitiv scheint der Mensch in Summe hier im Vorteil. Doch sobald Prozesse und die Einhaltung von Vorgaben nachweisbar dokumentiert werden müssen, fehlt die digitale Grundlage, die Roboter oder Maschinen liefern können. Gleiches gilt hinsichtlich der Reproduzierbarkeit.
Eine gründliche Prozessanalyse ist daher entscheidend, um passende Arbeitsschritte und ihre Anforderungen zu identifizieren. Hierbei zeigt sich oft, dass das größte Potenzial nicht in der Automatisierung des Gesamtprozesses liegt, sondern in der Kernoperation, wie z.B. einem diffizilen Fügeprozess, der hohe Genauigkeit erfordert.
Die Vorteile der Flexibilität von Handarbeitsplätzen wird häufig unterschätzt. Müssen z.B. kurzfristige Kundenanforderungen bedient werden, kann der Arbeiter Werkstücke außerhalb der Reihe bearbeiten. Bei automatisierten Prozessen scheint das erst einmal nicht mehr ohne Weiteres möglich zu sein. Aufgrund ihrer Variabilität bieten Roboterzellen jedoch genau diese nötige Flexibilität. Essenziell sind aber auch hier Programmieransätze mit Lowcode-Softwarelösungen und einem vorausschauenden Integrationskonzept. Frühzeitige professionelle Unterstützung bei der Analyse und Identifikation von Automatisierungspotenzialen beschleunigt den Prozess, spart Zeit und Aufwand und erhöht die Erfolgsaussichten.
Der Weg ist das Ziel
Der Erfolg eines roboterbasierten Automatisierungsprojekts hängt nicht nur von der technischen Umsetzung, sondern vielmehr von der ganzheitlichen Integration in bestehende Prozesse und Betriebsabläufe ab. Das erfordert eine gründliche Vorbereitung. Frühzeitige professionelle Unterstützung, angefangen bei der Analyse und Identifikation von Automatisierungspotenzialen, ermöglicht eine erfolgreiche Umsetzung von Automatisierungsaufgaben. Externe Anwendungs- und Robotikexperten kompensieren fehlende Ressourcen wie Zeit, Knowhow und Personal, indem sie von der Konzeptentwicklung, über Machbarkeitsuntersuchungen und Prototyping bis hin zur Industrialisierung unterstützen und begleiten können, um neue Automatisierungsaufgaben erfolgreich zu meistern. Gerade bei komplexen Anwendungen mit Kraftsensorik, Bildverarbeitungssystemen, komplexen Werkzeugpfaden oder SPS-Steuerung ist das von Vorteil. Mit einer strukturierten Analyse, gut durchdachten Auswahl von Robotern und Peripheriegeräten sowie modernen Software-Tools, bei gleichzeitiger Berücksichtigung limitierender Faktoren und potentieller Fallstricke, eröffnen sich neue Perspektiven in der automatisierten Industrie.