Roboter und autonome Fabriken

NTT Data stellt in einer aktuellen Mitteilung zwei Trends vor, die die industrielle Fertigung bis 2030 prägen könnten. Das Unternehmen verweist auf Produktionssysteme, die zunehmend eigenständig handeln und aus Erfahrungen lernen. Dies soll zu einer Neuverteilung von Rollen in Werkshallen führen. Im Mittelpunkt stehen humanoide Roboter und autonome Fabriken. Die Mitteilung beschreibt deren Potenzial und beantwortet grundlegende Fragen dazu.

391197 Gorodenkoff AdobeStock 1700142718
Bild: ©Gorodenkoff /stock.adobe.com

Einsatz humanoider Roboter

Humanoide Roboter werden als Maschinen dargestellt, die dem menschlichen Körper in Form und Bewegung nachempfunden sind und selbstständig Entscheidungen treffen können. Im Unterschied zu klassischen Industrierobotern reagieren sie flexibler auf wechselnde Situationen. Grundlage dafür sind multimodale KI-Modelle, die verschiedene Wahrnehmungsformen und Motorik verbinden. Der aktuelle Stand lässt vor allem einfache Tätigkeiten wie Greifen, Sortieren oder Materialbewegungen zu. Komplexe Arbeiten bleiben technisch anspruchsvoll.

Anwendungsorte und Grenzen

Humanoide Roboter geraten besonders dort in den Fokus, wo Personalengpässe oder körperlich belastende Tätigkeiten den Betrieb erschweren. In der Fertigung steigt das Interesse unter anderem bei hoher Varianz oder engen räumlichen Bedingungen. Projekte aus der Automobilproduktion zeigen, dass diese Systeme Aufgaben im Materialfluss übernehmen können. Gleichzeitig weist die Mitteilung darauf hin, dass Roboter mit menschlich-imitiertem Körperbau nicht für jede Anwendung geeignet ist. In vielen Bereichen bleiben spezialisierte Systeme die praktikablere Lösung.

Schritte für die Einführung

Unternehmen sollen zunächst prüfen, welche Abläufe sich realistisch automatisieren lassen und welche weiterhin menschliche Feinmotorik benötigen. Eine harmonisierte Datenbasis aus Bewegungs-, Qualitäts- und Anlagendaten gilt als Voraussetzung. Ebenso werden segmentierte Netzwerke, sichere Kommunikationswege und transparente Audit-Logs genannt. Wegen geringer Standardisierung empfiehlt die Mitteilung eine modulare Architektur mit offenen Protokollen. Eine Bewertung von Taktzeiten, Verfügbarkeit und Fehlerraten soll unrealistische Erwartungen vermeiden.

Grundlagen autonomer Fabriken

Autonome Fabriken werden als Umgebungen beschrieben, in denen Maschinen Prozesse koordinieren und in Echtzeit optimieren. Der Begriff Dark Factory steht für das Zielbild einer weitgehend menschenfreien Produktion, auch wenn optische Sensoren weiterhin Beleuchtung benötigen. Die technologische Basis bildet ein IoT-Netzwerk, das Maschinen, Werkstücke und Sensoren verbindet. KI-Systeme sollen Störungen prognostizieren und Abläufe anpassen. In Asien werden entsprechende Konzepte über sogenannte Autonomous Production Twins bereits umgesetzt.

Relevante Branchen

Autonome Fabriken sind laut Mitteilung längst nicht nur für die Automobilindustrie interessant. Sie gewinnen in Sektoren an Bedeutung, in denen wiederkehrende Prozesse und schwankende Märkte zusammenkommen. Als Beispiel wird der Maschinen- und Anlagenbau genannt. Für global tätige Unternehmen mit großer Variantenvielfalt kann das Konzept strategisch wichtig sein, etwa zur Sicherung der Lieferfähigkeit und zur Stärkung der Wettbewerbsposition.

Voraussetzungen für autonome Produktion

Der Weg zur autonomen Produktion wird als mehrjähriger Transformationsprozess beschrieben. Er erfordert verlässliche Daten zu Maschinenzuständen, Materialfluss, Energieverbrauch und Qualität. Dafür sind einheitliche Datenmodelle, Edge-Architekturen mit geringer Latenz und eindeutige Identitäten für Werkstücke erforderlich. Bei der Sicherheit werden segmentierte OT-Netzwerke, Zero-Trust-Prinzipien und sichere APIs genannt. Offene Kommunikationsstandards und modulare Systeme sollen Abhängigkeiten verringern.

Einschätzung aus dem Unternehmen

Jochen Gemeinhardt, Head of Production & Supply Chain bei NTT Data DACH, schildert, dass humanoide Roboter und autonome Fabriken derzeit vor allem Visionen mit ersten Pilotprojekten seien. Er verweist auf Veränderungen in der industriellen Wertschöpfung, wenn Roboter eine vermittelnde Rolle übernehmen und Werke Produktionssysteme selbst steuern. Zugleich nennt Gemeinhardt Risiken wie technische Hürden, fehlende Standardisierung und unzureichende Governance. Ein pragmatisches Vorgehen mit Pilotprojekten, solider IT/OT-Integration und modularen Architekturen wird als möglicher Weg hin zum Zielbild empfohlen.



  • Unternehmen mit steigenden Erwartungen

    Unternehmen mit steigenden Erwartungen

    Nach dem Rückgang im vergangenen Monat legt der Ifo-Geschäftsklimaindex im Mai wieder zu. Dabei haben sich vor allem die Erwartungen für die kommenden Monate verbessert.

    mehr lesen: Unternehmen mit steigenden Erwartungen

  • PLM-Lösungen im Vergleich

    PLM-Lösungen im Vergleich

    Im Marktspiegel ‘Business Software PLM/PDM 2020/2021‘ werden mehr als 40 PLM-Lösungen hinsichtlich ihrer Funktionen untersucht.

    mehr lesen: PLM-Lösungen im Vergleich

  • „Das hohe Maß an Flexibilität und Kreativität sollte uns positiv in die Zukunft blicken lassen“

    „Das hohe Maß an Flexibilität und Kreativität sollte uns positiv in die Zukunft blicken lassen“

    Die Corona-Krise stellt die Globalisierung auf den Prüfstand. Für VDI-Präsident Volker Kefer ist die Situation Herausforderung und Chance zugleich. Im Interview spricht er über die Lage des Technikstandorts Deutschland heute…

    mehr lesen: „Das hohe Maß an Flexibilität und Kreativität sollte uns positiv in die Zukunft blicken lassen“

  • Anzeige
    Retarus beschleunigt Datenaustausch in der Produktion

    Retarus beschleunigt Datenaustausch in der Produktion

    Die Digitalisierungs- und Automatisierungslösungen von Retarus ermöglichen effiziente Abläufe ohne manuellen Aufwand oder Kompromisse bei der Datensouveränität

    mehr lesen: Retarus beschleunigt Datenaustausch in der Produktion

  • Die digitale Version der XR Expo geht online

    Die digitale Version der XR Expo geht online

    Ab sofort können sich Aussteller und Besucher auf einer digitalen Plattform für die XR Expo Virtual 2020 am 25. und 26. Juni registrieren.

    mehr lesen: Die digitale Version der XR Expo geht online

  • Vernetzte Systeme im Vorfeld testen

    Vernetzte Systeme im Vorfeld testen

    Wechselnde Umgebungsbedingungen durch Ad-hoc-Vernetzung, ständige Rekonfigurationen bedingt durch kleine Losgrößen und Softwareupdates im Feld sind Indikatoren dafür, dass das Testen von Systemen im laufenden Betrieb zunehmend an Bedeutung gewinnt. Um…

    mehr lesen: Vernetzte Systeme im Vorfeld testen

  • Unternehmen gewichten Technologie und Qualifizierung gleich

    Unternehmen gewichten Technologie und Qualifizierung gleich

    Unternehmen mit KI-Projekten sind dann am erfolgreichsten, wenn die Qualifizierung der eigenen Mitarbeiter den gleichen Stellenwert wie Investitionen in intelligente Technologien hat. Dazu gehört auch das Schaffen einer Lernkultur, die…

    mehr lesen: Unternehmen gewichten Technologie und Qualifizierung gleich

  • Wie ist der Stand der Industrie 4.0?

    Wie ist der Stand der Industrie 4.0?

    Von Februar bis April befragte der Digitalverband Bitkom Industrieunternehmen nach dem Stand der Digitalisierung. Im Vergleich zur Studie von vor zwei Jahren zeigt sich eine positive Entwicklung.

    mehr lesen: Wie ist der Stand der Industrie 4.0?

  • Weniger Ausfuhren, Entspannungstendenzen aus China

    Weniger Ausfuhren, Entspannungstendenzen aus China

    Aufgrund der Corona-Pandemie sind die Exporte der deutschen Maschinenbauer im ersten Quartal gesunken — im Vergleich zum Vorjahr um 6,6 Prozent.

    mehr lesen: Weniger Ausfuhren, Entspannungstendenzen aus China

  • Unternehmen wollen nach Corona digitaler werden

    Unternehmen wollen nach Corona digitaler werden

    63 Prozent der KMU rechnen laut einer McKinsey-Befragung mit einem Umsatzrückgang im aktuellen Quartal. Dennoch blicken 77 Prozent nach wie vor positiv in die Zukunft.

    mehr lesen: Unternehmen wollen nach Corona digitaler werden

  • SmartFactory-KL präsentiert Production Level 4 Demonstrator

    SmartFactory-KL präsentiert Production Level 4 Demonstrator

    Im Production Level 4 Demonstrator stellt die SmartFactoty-KL neue Produktionstechniken vor — ein Update der Industrie 4.0.

    mehr lesen: SmartFactory-KL präsentiert Production Level 4 Demonstrator

  • Welche Vorteile bringt Servitization für die Fertigung

    Welche Vorteile bringt Servitization für die Fertigung

    Unternehmen, die dank digitaler Technologien auf Servitization setzen, können laut einer Studie 30 Prozent mehr Umsätze im Service-Bereich erzielen, als ihre Mitbewerber.

    mehr lesen: Welche Vorteile bringt Servitization für die Fertigung