Roboter auf dem Vormarsch in der Fertigung

Tony Karew, leitender technischer Portfoliospezialist für Robotik bei DELMIA | 04. August 2023

Die Fertigungslandschaft hat sich in den letzten Jahren stark verändert. Der Wandel von der Massenproduktion zur Massenanpassung führte zu einer Branche, die nun von modernen Anforderungen bestimmt wird. Die Nachfrage richtet sich nach qualitativ hochwertigeren und personalisierteren Produkten, die in steigendem Tempo und ohne hohe Preise geliefert werden.

Zu dieser veränderten Landschaft gehört auch eine zunehmende Anzahl von Robotern. Diese Maschinen sind vielseitig und in der Lage, sich wiederholende, präzise und körperlich anspruchsvolle Aufgaben auszuführen, was sie zu wertvollen Vermögenswerten im Herstellungsprozess macht. Werfen wir einen genaueren Blick auf den Aufstieg der Robotik in der Fertigung und darauf, wie die Zukunft aussehen könnte.

Darüber hinaus haben geopolitische Ereignisse, klimabedingte Katastrophen und Krisen im Bereich der öffentlichen Gesundheit die Situation noch komplexer gemacht und ihren Höhepunkt in einem weltweiten Arbeitskräftemangel gefunden.

Dies ist darauf zurückzuführen, dass ein großer Teil der Belegschaft in den Ruhestand geht und die jüngere Generation andere Berufe mit besseren Bedingungen sucht, insbesondere weil das Bild der verarbeitenden Industrie veraltet ist.

Da es sich bereits um einen kleinen Arbeitskräftepool handelt, wird das Problem durch die erforderlichen Fähigkeiten noch verschärft. Sie müssen:

Kurz gesagt, die Hersteller stehen heute vor einem beispiellosen Problem, das aus zwei Gründen besteht: Sie müssen genügend qualifizierte Arbeitskräfte einstellen, um über Wasser zu bleiben, und die Produktivität entlang ihrer Wertschöpfungskette steigern, um in einem immer komplexer werdenden Umfeld wettbewerbsfähig zu bleiben.

Die besten Hersteller ihrer Klasse haben die Lösung für dieses Rätsel in Robotern gefunden, da ihre Fähigkeiten die gesamte Bandbreite der Produktionsanforderungen abdecken, darunter:

Die Möglichkeiten sind endlos, da Roboter die Arbeit sofort ausführen, nachdem sie ihnen einmal beigebracht wurden. Sie erfordern auch keine Pausen zwischen den Stunden. Hersteller müssen nur die verschiedenen Möglichkeiten identifizieren, wie sie sie in ihre Abläufe integrieren können, wodurch ihre Abhängigkeit von Arbeitskräften erheblich verringert wird.

Ganz zu schweigen davon, dass die Automatisierung in einer Branche mit so hohen Fluktuationsraten dem Teufelskreis aus Einstellung, Schulung, Neueinstellung und Umschulung von Talenten ein Ende setzt.

Bei der Implementierung von Robotern gibt es zwar klare Vorteile in Bezug auf Geschwindigkeit, Kostenreduzierung und Genauigkeit, sie bringt jedoch auch eine Reihe von Herausforderungen mit sich – insbesondere für Programmierer von Roboterarbeitszellen, denen es schwerfällt, Programme bereitzustellen, die auf Anhieb richtig funktionieren.

Häufig müssen Anbieter ihre Roboter in Produktionslinien integrieren, die Roboter anderer Lieferanten umfassen, oder je nach Kundenwunsch Roboter mehrerer Lieferanten integrieren. Allerdings ist die Programmierung zahlreicher Systeme im Shopfloor äußerst komplex.

Darüber hinaus haben Programmierer angesichts zahlreicher Variablen wie Änderungen an Produkten, Prozessen oder Werkzeugdesigns keine Möglichkeit zu wissen, ob ihre Programme ohne einen physischen Durchlauf in der Werkstatt fehlerfrei ausgeführt werden können.

Dies kann schnell zu einem praktischen Versuch-und-Irrtum-Prozess werden, wenn Produktdesigner und Werkzeugbauer Korrekturen entwickeln, was zu Ausfallzeiten führt, die den gesamten Zeitplan verzögern und exponentielle Kosten verursachen können.

Zu den Kosten kommt noch das hohe Risiko von Unfällen und Kollisionen hinzu, die bei der Validierung in der Werkstatt auftreten können. Dies ist manchmal darauf zurückzuführen, dass Programmierer nicht aus erster Hand über den physikalischen Prozess und die Funktionsweise des Tools Bescheid wissen.

Darüber hinaus müssen Programmierer die Aufgabenlast auf mehrere Roboter verteilen, um sicherzustellen, dass keiner unterausgelastet wird. Diese Aktivität kann nur durchgeführt werden, wenn das gesamte System aufgebaut ist und läuft.

Aus diesem Grund verlagern Branchenführer die Programmierung von der Werkstatt in eine virtuelle Umgebung. Mit DELMIA Robotics können Hersteller beispielsweise ihre Produktionssysteme und Roboterprogrammierung in einer 3D-Kooperationsumgebung validieren, bevor physische Ressourcen eingesetzt werden.

Es ermöglicht Unternehmen, Unternehmensdaten individuell anzupassen und in eine einzige Quelle der Wahrheit zu integrieren. Mit dieser intelligenten Lösung müssen Programmierer nicht länger warten, bis die Tools in der realen Welt erstellt wurden, um mit der Erstellung und Innovation zu beginnen. Mit Simulationsfunktionen können sie dann noch einen Schritt weiter gehen und den gesamten Prozess validieren.

Dies bedeutet, dass die Produktion in der Werkstatt nahtlos und gleichzeitig fortgesetzt werden kann, während neue Programme erstellt und getestet werden.

Mithilfe umfangreicher Roboter- und Steuerungsbibliotheken können Programmierer Ressourcen positionieren, einzelne Roboter programmieren, Roboterbewegungsbahnen debuggen und Arbeitszellensequenzen zwischen Robotern und anderen Ressourcen orchestrieren.

Dadurch können Hersteller Folgendes freischalten:

Angesichts der enormen Diskrepanz zwischen der Zahl der Ausscheider und der Zahl der Neueinsteiger sowie dem zunehmenden Druck der Kundenanforderungen ist die Automatisierung die Zukunft.

Hersteller, die nicht bereit sind, sich auf die Automatisierung einzulassen, aber wettbewerbsfähig bleiben wollen, müssten hochqualifizierte Arbeitskräfte einstellen, die es ihnen ermöglichen würden, Produkte höchster Qualität mit geringstem Aufwand herzustellen.

Dies würde jedoch bedeuten, Talente über globale Grenzen hinweg zu verfolgen. Auf lange Sicht ist es keine nachhaltige Lösung.

Daher müssen diejenigen, die immer einen Schritt voraus sein und die Geschäftskontinuität stärken möchten, nicht nur automatisieren, sondern auch Lösungen wie DELMIA nutzen, um das Potenzial ihrer Roboter für eine optimale Leistung zu maximieren. Investitionen in Robotik sind nicht mehr nur eine Notwendigkeit für Wachstum, sondern auch für das Überleben in einer sich ständig weiterentwickelnden Landschaft.

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