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Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter zur Steigerung der Produktionseffizienz

Industrie 5.0: Der menschliche Vorsprung zu Industrie 4.0

 

Diese Webseite wurde maschinell übersetzt. SAP übernimmt keine Gewährleistung hinsichtlich der Richtigkeit oder Vollständigkeit der maschinellen Übersetzung. Die ursprüngliche englische Webseite finden Sie über die Weltkarte in der oberen rechten Ecke dieser Seite.

Industrie 4.0 – oder die vierte industrielle Revolution – brachte „intelligente“ Technologien wie künstliche Intelligenz (KI), Cloud-Konnektivität und Echtzeit-Datenanalysen in die Welt der Industrie und der Fertigung. Der Kern der Industrie-4.0-Revolution ist die Förderung von Effizienz, Produktivität und Cyber-physischen Systemen. 

 

Und wo Industrie 4.0 intelligente Technologien in den Mittelpunkt von Fertigung und Lieferketten stellt, geht es in Industrie 5.0 darum, diese digitale Transformation durch eine sinnvollere und effizientere Zusammenarbeit zwischen Menschen und Maschinen und Systemen innerhalb ihres digitalen Partnernetzes zu ergänzen. Die Partnerschaft von Menschen und intelligenten Maschinen vereint die Genauigkeit und Geschwindigkeit der industriellen Automatisierung mit der Kreativität, Innovation und kritischen Denkkompetenzen des Menschen.

 

Moderne Unternehmen stehen vor einem beispiellosen Wettbewerbsniveau und einer stetig steigenden Nachfrage der Verbraucher nach Schnelligkeit und Anpassung. Industrie-5.0-Technologien tragen dazu bei, das Beste aus beiden Welten abzuleiten, indem sie menschliche Kreativität und mechanisierte Effizienz unterstützen. 

Industrie 4.0 und Industrie 5.0

Jede der ersten drei industriellen Revolutionen wurde durch eine bahnbrechende neue Technologie angetrieben: die Leistung der Dampfmaschine, die Effizienz der Montagelinie und die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Computers. Diese industriellen Epochen wurden als „Revolutionen“ bezeichnet, da die Technologien, mit denen sie unterstützt wurden, Wegbereiter und revolutionierte Geschäfts- und Fertigungsprozesse waren. 

 

Die vierte industrielle Revolution – Industrie 4.0 – basiert auf intelligenten Technologien. Es stützt sich auf alle Fortschritte in Industrie 5.0 und umfasst per Definition neun wichtige „Säulen“:

  1. Additive Fertigung
  2. Erweiterte Realität 
  3. Autonome Roboter
  4. Big Data und Analysen 
  5. Cloud-Konnektivität
  6. Cybersicherheit
  7. Horizontale und vertikale Systemintegration
  8. Das Internet der Dinge (IoT)
  9. Simulation und digitale Zwillinge 

Industrie 5.0 stellt also nicht so sehr eine weitere industrielle Revolution dar, sondern dient vielmehr dazu, Industrie-4.0-Technologien zu ergänzen, indem die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern gestärkt wird. Mit Industrie 5.0 werden die neun Säulen von Industrie 4.0 erweitert, indem die Kreativität und das Wohlbefinden des Menschen in den Mittelpunkt der Branche gestellt werden – um die Geschwindigkeit und Effizienz von Maschinentechnologien mit dem Einfallsreichtum und den Talenten menschlicher Kollegen zu verbinden. 

Die folgenden Konzepte sind die zentralen Säulen von Industrie 5.0:

  • Eine menschenorientierte Industrie stellt menschliche Bedürfnisse und Interessen in den Mittelpunkt des Produktionsprozesses. Anstatt zu fragen, was Mitarbeiter mit neuer Technologie tun können, fragt Industrie 5.0, was die Technologie für Mitarbeiter leisten kann. Während Roboter unermüdlich und präzise sind, verfügen sie nicht über die Fähigkeit zu kritischem und kreativem Denken.

Gemeinsam mit Menschen können Roboter ihren festgelegten Zweck erfüllen, Unterstützung zu leisten und unser Leben zu verbessern.

Universal Robots

  • Eine nachhaltige Industrie hilft Unternehmen, ihre Umweltauswirkungen durch die Entwicklung von Kreislaufwirtschaftsprozessen zu verringern. Weitere Nachhaltigkeitsverlagerungen umfassen die Verringerung des Energieverbrauchs, der Treibhausgasemissionen und der Abfälle sowie die Vermeidung der Erschöpfung und Verschlechterung natürlicher Ressourcen.
  • Die industrielle Produktion in einer widerstandsfähigen Industrie hat ein hohes Maß an Robustheit. Sie ist gut gegen Störungen gerüstet und in der Lage, kritische Infrastrukturen in Krisenzeiten zu unterstützen. Die Pandemie hat gezeigt, wie anfällig die Industrie ist und wie wichtig eine größere Agilität und Resilienz in Lieferketten und anderen Fertigungskomponenten ist.

Integration von Industrie 5.0 in Industrie-4.0-Technologien

Mit Industrie 5.0 überlagern wertorientierte, menschenzentrierte Initiativen technologische Transformationen von Industrie 4.0, um ein nahtloses Zusammenspiel zwischen Mensch und Maschine zu schaffen. Im Folgenden finden Sie einige der spezifischen Technologien, mit denen dies erreicht werden kann: 

  • Interaktionen zwischen Mensch und Maschine können mithilfe eingebetteter Sensoren, Aktoren und Technologien für maschinelles Lernen angepasst werden, um die Anpassung kooperativer Roboter zu erleichtern.
  • KI-gestützte Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter soll helfen, Verschwendung zu reduzieren, die Einhaltung von Nachhaltigkeitsvorschriften zu verbessern und die Effizienz bei der Nutzung der investierten Ressourcen zu verbessern.
  • Fortschrittliche Datenmanagement- und Analysesysteme nutzen KI und maschinelles Lernen, um Verschwendung und Ineffizienz zu minimieren und Talente zu optimieren.
  • Simulationsmodelle und digitale Zwillinge minimieren den Verschleiß realer Systeme und optimieren das Lernen und die Effizienz menschlicher Benutzer. Dies ermöglicht maximale Innovation und Kreativität mit minimalem operationellem Risiko.
  • Kooperative Roboter und Experience-Tools wie Virtual Reality (VR) können Unternehmen dabei unterstützen, die Effizienz intelligenter Automatisierung und die Kreativitäts- und Problemlösungsfähigkeiten von Menschen-/Roboter-Partnern zu verdoppeln.

Fabriken der Zukunft: Langfristige Vorteile von Industrie 5.0

Die langfristigen Vorteile der Einführung von Industrie 5.0 stimmen mit ihren Kernwerten überein. Zum Beispiel eine bessere Anziehung und Bindung von Talenten, größere Energieeinsparungen und eine höhere allgemeine Widerstandsfähigkeit. Die folgenden Vorteile tragen zur Verbesserung von Wettbewerbsfähigkeit und Relevanz bei, indem sie sich erfolgreich an eine sich wandelnde Welt und neue Märkte anpassen.

  • Gewinnung und Bindung von Talenten: Jedes Jahr wird es für Unternehmen schwieriger, qualifizierte und talentierte Mitarbeiter zu gewinnen und zu halten, die sie brauchen, um im Wettbewerb bestehen zu können. Wenn Arbeiter einfach Maschinenbediener sind, wird ihnen die Herausforderung und der kreative Input verwehrt, der die menschliche Leistung fördert. Industrie-5.0-Prinzipien und -Technologien bieten ein fortschrittlicheres und interessanteres Arbeitsumfeld, das zu einer höheren Mitarbeiterzufriedenheit und -loyalität beitragen kann.
  • Nachhaltigkeit und Wettbewerbsfähigkeit: In der heutigen Geschäftswelt sind nachhaltige Praktiken keine Option mehr, sondern eine Erwartung der Stakeholder. Dies gilt insbesondere für ressourcen- und energieintensive Industriezweige. Ein zukunftsorientiertes Unternehmen mit Blick auf Nachhaltigkeit wird für potenzielle Investoren, Mitarbeiter und Verbraucher attraktiver sein. Die Einführung von Verfahren der Industrie 5.0 wird die Wirtschaftsleistung der Industrie fördern und gleichzeitig die ökologische Nachhaltigkeit gewährleisten. 
  • Resilienz: Die Fähigkeit, auf disruptive Veränderungen wie Handelskriege, Pandemien und Auswirkungen des Klimas zu reagieren, ist zu einem wesentlichen Bestandteil des Geschäftsbetriebs geworden. Industrie-5.0-Technologien spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von industrieller Agilität und Resilienz durch Datenerfassung, automatisierte Risikoanalyse und erhöhte Sicherheit. 

Kollaborative Roboter (Koboter) und menschliche Arbeiter

Die Einführung von Industrie 5.0 als Ergänzung zu Industrie 4.0 kann die Belegschaft bedeutend verbessern. Vor allem Industrie 5.0 bringt hochqualifizierte Arbeiter und kooperative Roboter (Cobots) nebeneinander an die Arbeit und steigert damit den Wert, den jeder in die Produktion bringt. Diese entwickelte Generation von Maschinen ist mit Sensoren, Aktoren und KI-betriebenen Steuerungen ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, in sicherer und unaufdringlicher Weise neben Menschen zu arbeiten. Cobots sind vielseitig, einfach programmierbar, sicher und intuitiv zu bedienen. 

 

Was ist ein Cobot?

 

Ein kooperativer Roboter ist ein Roboter, der neben einem Menschen als Führer oder Assistent arbeitet. Anders als autonome Roboter, die – einst programmiert – selbstständig arbeiten, sind kooperative Roboter darauf ausgelegt, auf menschliche Anweisungen und Handlungen zu reagieren. Die Beziehung zwischen Cobot und Mensch ist eine synergistische Beziehung, in der die inneren Stärken von Mensch und Maschine zusammengeführt werden, um bestimmte Aufgaben oder Prozesse zu erfüllen. 

 

Die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Cobots kann dazu beitragen, Innovationen zu erschließen. In Designermode können Cobots beispielsweise für das Sammeln, Schneiden, Halten oder sogar Nähen von Stoffen zuständig sein, während Designer sie auf einem 3D-Modell eines Mannequins in einem Computer oder VR-Set skizzieren und trocknen – in Echtzeit. Das könnte die gleichtägige Auslieferung personalisierter Designerkleidung Wirklichkeit werden lassen. 

 

Darüber hinaus war die Automobilbranche ein Früheinsteiger von Cobot-Technologien und nutzte sie als kritische Komponenten in Montagelinien. Durch die Automatisierung von sich wiederholenden und gefährlichen Aufgaben wie Schweißen, Montieren und Lackieren werden Menschen neben dem Betrieb und der Wartung der Roboter auch für komplexere Aufgaben freigesetzt. Dazu gehört die Paarung von Menschen und Cobotern in Qualitätssicherungsaufgaben, bei denen die „Robotervision“ selbstständig Fehler oder Mängel erkennen kann, die für das menschliche Auge nicht sofort sichtbar sind. 

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Cobots in Fabriken können die Effizienz und das Erlebnis ihrer menschlichen Coutnerparts verbessern.

Factory 5.0: Industrielle Automatisierung wird personalisiert

Die Integration von Cobotern und Menschen birgt das Potenzial, Waren auf industrieller Ebene zu personalisieren und anzupassen. Da Cobots wiederkehrende Aufgaben mit hoher und vorhersehbarer Effizienz ausführen, kann der Mensch den Prozess überwachen, um sicherzustellen, dass Anforderungen für die Anpassung in Echtzeit verstanden und umgesetzt werden. Die folgenden Industrie-5.0-Tools helfen dabei, die anpassbare Fertigung voranzutreiben:

  • Einheitliche Datenmanagementplattformen erfassen, speichern und analysieren Kundeneingaben und wandeln sie in Erkenntnisse für Hersteller um.
  • Digitale Zwillinge und Simulationen helfen dabei, das Prototyping von Lösungen zu maximieren, um die Anforderungen der Kunden bei minimalen Kosten zu erfüllen.
  • Intelligentere KI- und Machine-Learning-Systeme dienen dazu, Kundenpräferenzen und -anforderungen zu verstehen und die Fertigung kundenspezifischer Komponenten zu unterstützen.
  • Genauere Sensoren, Aktoren, 3D-Scanner, VR und andere Tools machen das Anpassungserlebnis für die Mitarbeiter und Kunden leichter zugänglich.

Industrie 5.0 hilft, Kunden und Mitarbeitern die Türen in einer neuen Ära der Personalisierung zu öffnen.

Industrie 5.0 wird die Fabrik zu einem Ort machen, an dem kreative Menschen kommen und arbeiten können, um ein personalisiertes und menschliches Erlebnis für Mitarbeiter und ihre Kunden zu schaffen.

Esben Østergaard, Universal Robots Chief Technology Officer und Mitgründer

Nächste Schritte auf dem Weg zur Transformation von Industry 5.0

Der Weg zu Industrie 5.0 beginnt mit guter Planung, soliden Strategien, offener und integrativer Kommunikation und einer starken Industrie-4.0-Basis. Es ist nie zu früh, um mit der Transformation von Industrie 4.0 und Industrie 5.0 zu beginnen, indem Sie mehr über die besten Lösungen für die individuellen Ziele und Herausforderungen Ihres Unternehmens erfahren. 

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