Wie können KI und Robotik effizient kombiniert werden?

Der Robotic Item Picker ist durch eine Kombination aus Machine Vision und KI in der Lage, Artikel in unstrukturierten Umgebungen in Lagern und Fulfillment-Zentren genau zu erkennen und zu kommissionieren.
Der Robotic Item Picker ist durch eine Kombination aus Machine Vision und KI in der Lage, Artikel in unstrukturierten Umgebungen in Lagern und Fulfillment-Zentren genau zu erkennen und zu kommissionieren. – Bild: ABB AG

Die Kombination aus analytischer und generativer KI in der Robotik hat das Potenzial, die Industrie zu transformieren und eine neue Ära der Fertigung einzuleiten. Generative KI ermächtigt Roboter dazu, eigenständig zu lernen. Ohne spezifische Programmierung geht der Roboter dabei nach dem Trial&Error-Prinzip vor. Er probiert so lange verschiedene Varianten durch, bis eine davon zum gewünschten Endergebnis führt. So können Roboter auch Aufgaben übernehmen, die für eine herkömmliche Programmierung zu vielschichtig oder komplex sind. Der Lernvorgang kann mithilfe spezieller Software auch virtuell stattfinden.

Qualifizierte Arbeitskräfte zu finden und zu halten, ist für Lagerbetreiber eine konstante Herausforderung. Besonders Pick&Place- oder Item-Picking-Anwendungen sorgen durch ihren monotonen Charakter für verminderte Produktivität, hohe Fluktuationsraten und damit verbundene Rekrutierungskosten. Fullfillment Center setzen deshalb verstärkt auf den Einsatz von Robotern, doch die hohe Pickrate, die große Vielfalt an Artikeln und Verformungen von Paketen, wie z.B. bei Kleidungsstücken häufig der Fall, stellt auch für die Robotik eine Herausforderung dar. Hier spielt KI ihre Vorteile aus. Machine Vision und KI ist z.B. in ABBs Robotic Item Picker kombiniert.

Die Kombination aus KI und 3D-Bildverarbeitung versetzt AMR in die Lage, intelligente Entscheidungen zu treffen.
Die Kombination aus KI und 3D-Bildverarbeitung versetzt AMR in die Lage, intelligente Entscheidungen zu treffen. – Bild: ABB AG

KI-basierte Robotik in der Praxis

Ausgestattet mit einem Roboter, Vakuumgreifern und einer speziellen Bildverarbeitungssoftware ist der Robotic Item Picker in der Lage, Artikel in unstrukturierten Umgebungen in Lagern und Fulfillment-Zentren genau zu erkennen und zu kommissionieren. Objekte können auch abgelehnt werden, wenn sie nicht der vorgegebenen Form oder Größe entsprechen. Auch die Vereinzelung von Paketen ist möglich und zusätzlich steigt die Produktivität, denn die Pickrate eines Roboters liegt mit 750 bis 1.400 Artikeln pro Stunde und einer Induktionsrate von 99 Prozent weit über der eines Menschen.

In Frachthäfen kommen Roboter zum Be- und Entladen von Containerschiffen und Lkw zum Einsatz. Der Ladeprozess läuft dabei vollautomatisiert über ein Kransystem ab. Die Schwierigkeit liegt jedoch in der Sicherung. Fast jeder Lkw verfügt über ein eigenes Sicherungssystem. Es gibt hunderte verschiedene Arten an Sicherungsbolzen. Die KI in den Robotern scannt und erkennt die Art der Bolzen und sorgt so für eine vorschriftsgerechte Frachtsicherung. Zwei Roboter reichen bereits aus, um 30 Container-Lkw in der Stunde abzufertigen – und Roboter arbeiten 24 Stunden am Tag.

In Fabriken ist autonome Mobilität entscheidend für eine flexible Automatisierung. Das Geheimrezept hier heißt Visual SLAM (Visual Simultaneous Localization and Mapping). Die Kombination aus KI und 3D-Bildverarbeitung versetzt AMR in die Lage, zwischen festen und beweglichen Objekten zu unterschieden, ihre Umgebung selbständig zu kartieren und auf dieser Basis intelligente Entscheidungen zu treffen. Gepaart mit der Software AMR-Studio für das intuitive Programmieren und Steuern wird die Inbetriebnahmezeit um bis zu 20 Prozent verkürzt. Das erleichtert und beschleunigt für Unternehmen mit unterschiedlichen Automatisierungs-Reifegraden und/oder einem Mangel an internen Robotikexperten den Einstieg in die AMR-Welt.

Die Fertigung von morgen ist flexibel

Die nächste Generation der Fertigung kombiniert all diese Konzepte in einer Anlage. Roboterzellen agieren dort vollautomatisiert und vernetzt mit autonomen mobilen Robotern, die untereinander orchestriert sind und kommunizieren. Statt linearer Produktionslinien entstehen so flexible Netzwerke, die auf dynamische Anforderungen reagieren können.

Diese Art der Fertigung bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich:

  • Signifikante Platzersparnis, da die Teillogistik zentral für alle Fertigungszellen in der Produktion integriert wird.
  • Unkomplizierte Anpassung der Kapazitäten an dynamische Anforderungen; einzelne Zellen können einfach hinzugefügt werden.
  • Vernetzung der Komponenten und Austausch von Daten, nicht nur zwischen Robotern, sondern über den gesamten Produktionsprozess hinweg.

Wichtig dabei ist die gezielte Sammlung und Analyse der generierten Daten. Sie können für das zukünftige Training und die Weiterentwicklung der KI eingesetzt werden. Die Kombination von KI und Robotik in der Fertigung liefert zudem schnellere, qualitativ bessere und fundierte Entscheidungen für die Produktionssteuerung und führt zu resilienteren Wertschöpfungsketten.

Durch fortschrittliche Mechatronik, KI- und Bildverarbeitungssysteme sind ABB-Roboter heute zugänglicher, leistungsfähiger, flexibler und mobiler als je zuvor. Immer häufiger arbeiten sie nahtlos mit Menschen oder anderen Robotern zusammen, um mehr Aufgaben an mehr Orten erledigen zu können. Mit OmniCore hat ABB Mitte 2024 hierzu eine einheitliche Steuerungsarchitektur auf den Markt gebracht, die auf einer einzigen Plattform und Sprache basiert und das gesamte Portfolio an Hard- und Software integriert.

Der Mensch und die Roboter

Doch wo bleibt der Mensch in diesem Zukunftsszenario? Es ist richtig, dass Robotik, besonders in Kombination mit KI, heutige Berufsbilder verändert. Dabei steht jedoch die Entlastung der Menschen von schweren körperlichen, gefährlichen oder repetitiven Aufgaben im Vordergrund. So werden Kapazitäten freigesetzt, die wiederum für abwechslungsreichere oder kreative Aufgaben wie die Produktentwicklung eingesetzt werden können.

Seiten: 1 2



  • Geschäftsklimaindex steigt auch im April

    Geschäftsklimaindex steigt auch im April

    Mit 89,4 Punkten liegt der Geschäftsklimaindex des Ifo-Instituts im April 2024 1,5 Punkte über dem Wert des Vormonats. Die Wirtschaftsforscher führen den Anstieg vor allem auf Entwicklungen im Dienstleistungssektor zurück.

    mehr lesen: Geschäftsklimaindex steigt auch im April

  • Fachforum beleuchtet KI-Potenzial und gibt rechtliche Tipps

    Fachforum beleuchtet KI-Potenzial und gibt rechtliche Tipps

    Welche Rolle künstliche Intelligenz (KI) und Automatisierung für die additive Fertigung spielen, erörtert das Forum Software, KI & Design, das am 15. Mai auf der Rapid.Tech 3D (14. bis 16.…

    mehr lesen: Fachforum beleuchtet KI-Potenzial und gibt rechtliche Tipps

  • OPC Foundation startet KI-Arbeitsgruppe und Cloud-Initiative

    OPC Foundation startet KI-Arbeitsgruppe und Cloud-Initiative

    Die OPC Foundation hat die Arbeitsgruppe ‚OPC UA for AI’ gegründet. Zudem wurde eine Cloud-Initiative gestartet, um die Interoperabilität zwischen IT- und Cloud-Plattformen auf Basis von OPC UA zu fördern.

    mehr lesen: OPC Foundation startet KI-Arbeitsgruppe und Cloud-Initiative

  • Insys Icom beruft zweiten Geschäftsführer

    Insys Icom beruft zweiten Geschäftsführer

    Die Insys Icom hat einen zweiten Geschäftsführer. Gemeinsam mit Unternehmensgründer Eduard B. Wagner steht seit 1. April Florian Froschermeier an der Spitze des Regensburger Unternehmens.

    mehr lesen: Insys Icom beruft zweiten Geschäftsführer

  • USA bleiben Technologieführer

    USA bleiben Technologieführer

    Bei den Schlüsseltechnologien liegen die USA nach wie vor vor China. Zwar meldet China inzwischen mehr Patente an als die USA, laut einer Analyse — an der unter anderem das…

    mehr lesen: USA bleiben Technologieführer

  • IFM und Microsoft vereinbaren Partnerschaft

    IFM und Microsoft vereinbaren Partnerschaft

    Im Rahmen der Hannover Messe haben Microsoft und IFM Electronic eine Partnerschaft bekannt gegeben. Ein erstes Ergebnis dieser Zusammenarbeit ist das Azure-basierte Modul RemoteConnect für Fernwartung und Überwachung.

    mehr lesen: IFM und Microsoft vereinbaren Partnerschaft

  • Igus übernimmt Atronia

    Igus übernimmt Atronia

    Igus hat im März die mehrheitlichen Anteile am portugiesischen Unternehmen Atronia Tailored Sensing erworben. Mit diesem strategischen Schritt will Igus auf dem Markt der vernetzten Kunststoffbauteile weiter expandieren. Ziel ist…

    mehr lesen: Igus übernimmt Atronia

  • Open Community Experience feiert Premiere in Mainz

    Open Community Experience feiert Premiere in Mainz

    Vom 22. bis 24. Oktober 2024 feiert die OCX in Mainz Premiere und bringt Open Source Communities zusammen. Der Fokus der Veranstaltung liegt auf den Bereichen Automotive und Mobility, Development…

    mehr lesen: Open Community Experience feiert Premiere in Mainz

  • Stehen humanoide Roboter bald am Fließband?

    Stehen humanoide Roboter bald am Fließband?

    Humanoide Roboter könnten ab 2025 serienreif sein. Das prognostiziert die Managementberatung Horváth und geht weiter davon aus, dass sich mit diesen Robotern mehr als 50 Prozent der manuellen Tätigkeiten automatisieren…

    mehr lesen: Stehen humanoide Roboter bald am Fließband?

  • Mehr Cyberangriffe, weniger Plagiatsfälle

    Mehr Cyberangriffe, weniger Plagiatsfälle

    Rund ein Viertel der Maschinen- und Anlagenbauer berichtet von signifikanten Cybersicherheitsvorfällen in den vergangenen zwei Jahren. Plagiatsfälle gingen in diesem Zeitraum hingegen zurück.

    mehr lesen: Mehr Cyberangriffe, weniger Plagiatsfälle

  • Stand der OT-Sicherheit

    Stand der OT-Sicherheit

    Ein neuer Bericht von ABI Research und Palo Alto Networks über den Stand der OT-Sicherheit hat ergeben, dass im vergangenen Jahr eines von vier Industrieunternehmen angab, seinen Betrieb aufgrund eines…

    mehr lesen: Stand der OT-Sicherheit

  • Forschungsbeirat und Plattform Industrie 4.0 bleiben bei 4.0

    Forschungsbeirat und Plattform Industrie 4.0 bleiben bei 4.0

    Im Rahmen der Hannover Messe 2024 haben der Forschungsbeirat Industrie 4.0 sowie die Plattform Industrie 4.0 Stellung zum Umgang mit dem Begriff ‚Industrie 5.0‘ genommen.

    mehr lesen: Forschungsbeirat und Plattform Industrie 4.0 bleiben bei 4.0