Historische Entwicklung von Automation und Robotik
Die Entwicklung der Industrieautomatisierung und der Robotik geht auf die mechanisierte Industrie des 19. Jahrhunderts zurück, in der Menschen immer komplexere Maschinen erfanden und entwickelten, um höhere Produktivitätsraten zu erzielen. Mit der fortschreitenden Mechanisierung wurden die Maschinenbediener immer mehr in den Hintergrund gedrängt, und dieser Gedanke wurde mit der industriellen Automatisierung weiter vorangetrieben.
Die industrielle Automatisierung erforderte noch weniger menschliche Kontrolle für grundlegende und sich wiederholende Aufgaben, wodurch einige Arbeitsplätze verdrängt wurden, aber auch neue Möglichkeiten im Zusammenhang mit der Automatisierung selbst entstanden. Dies führte dazu, dass sich die Rollen von manueller Arbeit in Richtung der Schreibtischarbeit verschoben, so dass Nationen wie Japan bereits in den 1980er Jahren eine hochgradig robotergestützte Elektronik- und Automobilproduktion erreichten.
Dieses parallele Wachstum von Industrieautomatisierung und Robotik hat sich mit dem Aufkommen von künstlicher Intelligenz, maschinellem Lernen und Robotervision fortgesetzt. Heute kann nicht nur die Fertigung automatisiert werden, sondern auch die Programmierung und Prozessorganisation, so dass sich die Menschen auf die Wertschöpfung durch verbesserte Produktdesigns konzentrieren können.
Roboter können in der physischen Industrieautomation eingesetzt werden, sind aber für virtuelle Aufgaben und softwarebasierte Anwendungen nicht erforderlich.
Vorteile der industriellen Automatisierung
Die industrielle Automatisierung, ob mit oder ohne Roboter, bietet eine Reihe von Vorteilen:
1. Geringere Betriebskosten
Da keine Kosten für Gesundheitsfürsorge, bezahlten Urlaub, Rentenzahlungen oder andere Personalleistungen anfallen und keine Löhne gezahlt werden müssen, ist die industrielle Automatisierung in der Regel billiger als die Beschäftigung von Menschen. Es können zwar Wartungskosten anfallen, aber bei richtiger Handhabung sollten diese bei gleicher oder besserer Leistung immer noch weit unter den Personalkosten liegen.
2. Verbesserte Produktivität
Die industrielle Automatisierung ermöglicht einen 24-Stunden-Betrieb an 7 Tagen in der Woche ohne Zeitverluste durch Personalwechsel oder Urlaub, was die Produktivität der Anlage erhöht.
3. Höhere Qualität
Die industrielle Automatisierung ist in hohem Maße wiederholbar, ohne die mit menschlichem Personal verbundenen Fehler. Die Maschinen ermüden auch nicht, was sich zu bestimmten Zeiten einer Schicht auf Qualität und Produktivität auswirken kann.
4. Mehr Flexibilität
Ein automatisiertes System, einschließlich Robotern, kann so programmiert werden, dass es eine andere Aufgabe übernehmen kann, was eine größere Flexibilität bietet als bei Menschen, die möglicherweise eine Schulung für eine andere Aufgabe benötigen.
5. Bessere Datengenauigkeit und -erfassung
Eine automatisierte Datenerfassung ist nicht nur zuverlässiger, sondern ermöglicht auch eine höhere Datengenauigkeit und liefert die erforderlichen Fakten, um Entscheidungen zur Verringerung der Verschwendung und zur Verbesserung der Prozesse zu treffen.
6. Erhöhte Sicherheit
Der Einsatz von Robotern für gefährliche Aufgaben oder Bedingungen erhöht die Sicherheit in Ihrer Anlage im Vergleich zum Einsatz menschlicher Mitarbeiter.
Die industrielle Automatisierung ermöglicht es, mehr Arbeit zu erledigen, und zwar billiger und effektiver als mit menschlichen Mitarbeitern. Das bedeutet auch, dass Sie keine qualifizierten Arbeitskräfte suchen müssen, wenn stattdessen ein Roboter eingesetzt werden kann.
Nachteile der industriellen Automatisierung
Der Hauptnachteil der industriellen Automatisierung sind die hohen Kosten, die mit der Umstellung von einer menschlichen auf eine automatische Produktionslinie verbunden sind. Außerdem fallen Folgekosten für die Umschulung oder Einstellung von Personal an, das mit den hochentwickelten Anlagen umgehen kann.
Die Zukunft von Automatisierung und Robotik
Die Industrieautomation und roboterbezogene Dienstleistungen, die bereits jetzt jedes Jahr einen Wert von mehreren Milliarden Dollar haben, werden mit dem weiteren Fortschritt der Technologie weiter wachsen.
In dem Maße, wie die Roboterproduktion gestiegen ist, sind auch die damit verbundenen Kosten gesunken. Dieser Trend dürfte sich fortsetzen, da immer mehr Schwellenländer die Robotik als Lösung betrachten. Als Folge der zunehmenden Roboterproduktion ist auch die Verfügbarkeit der für die Entwicklung, Installation, den Betrieb und die Wartung der Roboter erforderlichen Fähigkeiten gestiegen. Darüber hinaus hat die zunehmende Verfügbarkeit von Software die damit verbundene Entwicklungszeit und das Risiko verringert, während die Roboterprogrammierung viel einfacher und billiger geworden ist.
Da die Technologie weiter voranschreitet, dürften sich diese Trends auch in Zukunft fortsetzen, da Robotersysteme in der Lage sind, Daten zu sammeln, Prozesse zu überwachen und Probleme zu beheben. Roboter sind bereits in der Lage, mit Hilfe von Sensoren und anderen Messvorrichtungen ihre Bewegungen in Echtzeit zu überwachen und anzupassen und so die Fähigkeiten eines menschlichen Handwerkers zu imitieren, um einen Prozess zu verbessern und Nacharbeiten oder Prüfanforderungen zu reduzieren.
Während Roboter weiterhin zur Automatisierung sich wiederholender physischer Aufgaben eingesetzt werden, könnten neue Technologien es Robotern ermöglichen, auf Sprachbefehle zu reagieren, da künstliche Intelligenz sie in die Lage versetzt, ein breiteres Spektrum an Aufgaben zu bewältigen und sich an Veränderungen im Arbeitsumfeld anzupassen. Dies würde den Einsatz von Robotern in Bereichen wie der Landwirtschaft ermöglichen, wo die Notwendigkeit, Produkte zu finden, zu beurteilen und zu ernten, für automatisierte Systeme schwierig ist. Ein weiterer Bereich, in dem in Zukunft Fortschritte zu erwarten sind, ist die Roboterpräzision, d. h. die Fähigkeit, feinere Aufgaben mit verbesserter Koordination zu erledigen.
Mit der Weiterentwicklung von Robotern wird es möglich sein, zu entscheiden, welche Aufgaben automatisiert und welche von Menschen ausgeführt werden sollen, und mit fortschrittlichen Sicherheitssystemen werden Roboter auch regelmäßiger eingesetzt werden, um neben Menschen zu arbeiten, ohne diese zu gefährden.
Automatisierte Systeme sind inzwischen in der Lage, die Geschwindigkeit ganzer Produktionslinien zu überwachen und automatisch anzupassen, um den Output zu maximieren und die Kosten zu minimieren.
Bei all diesen Fortschritten hängt eine Automatisierungsstrategie von der erfolgreichen Entscheidung ab, welche Bereiche in welchem Umfang automatisiert werden sollen.
Häufig gestellte Fragen
Was ist Industrieautomatisierung?
Industrieautomatisierung ist der Einsatz von Informationstechnologien und Steuerungssystemen wie Computern und Robotern zur Steuerung von Maschinen und physischen oder virtuellen Prozessen, anstatt sich auf Menschen zu verlassen. Die industrielle Automatisierung ist ein Schritt vorwärts von der Mechanisierung als Teil industrieller Prozesse.
Was ist die Bedeutung von Industrierobotik?
Unter Industrierobotik versteht man den Einsatz von Robotern in der Fertigung oder in anderen industriellen Prozessen wie Montage, Verpackung, Etikettierung, Lackierung, Inspektion, Prüfung, Schweißen usw. Der Einsatz von Robotern für diese Aufgaben sollte eine hohe Ausdauer, Präzision und Geschwindigkeit für die Aufgaben bieten.
Was ist der Unterschied zwischen Robotik und Automatisierung?
Obwohl sie manchmal austauschbar verwendet werden, sind Robotik und Automatisierung zwei unterschiedliche Dinge. Unter Automatisierung versteht man den Einsatz von Technologie zur Erledigung von Aufgaben, die sonst von Menschen ausgeführt werden. Diese Aufgaben können entweder physisch oder virtuell sein und den Einsatz von Robotern beinhalten. Robotik ist der Prozess der Entwicklung und des Einsatzes von Robotern (speziell) für eine bestimmte Funktion, die automatisiert oder nicht automatisiert sein kann.
Fazit
Obwohl Industrieautomatisierung und Robotik nicht dasselbe sind, gehen sie oft Hand in Hand, um die Produktivität, Qualität und Sicherheit in einer Vielzahl von Branchen zu geringen Kosten zu verbessern.
Der Einsatz von automatisierungsfähigen Robotern, die unter anderem in Fertigungsstraßen und in der Präzisionschirurgie zum Einsatz kommen, schreitet mit der zunehmenden Konnektivität des Internets der Dinge (IoT) weiter voran, da immer mehr Unternehmen die Vorteile von Industrie 4.0 entdecken.
So wie Roboter nicht automatisiert sein müssen, ist auch die industrielle Automatisierung nicht nur auf physische Roboter angewiesen. Die industrielle Automatisierung umfasst jeden Aspekt eines Vorgangs, der von einer Maschine und nicht von einem Menschen erledigt werden kann, was bedeutet, dass es auch viele virtuelle Aspekte der Automatisierung gibt.
Fortschritte in der Industrie haben in der Vergangenheit immer wieder Besorgnis bei den Arbeitnehmern ausgelöst, die befürchten, dass ihre Arbeitsplätze durch neue Technologien ersetzt werden könnten. Doch selbst wenn die industrielle Automatisierung alltägliche, gefährliche oder sich wiederholende Aufgaben ersetzt, eröffnet sie auch neue Fachgebiete für die Entwicklung und Wartung der Automatisierungssysteme selbst. Dadurch können sich die Mitarbeiter auch auf kreativere Bereiche, wie z. B. das Produktdesign, konzentrieren.
Es ist davon auszugehen, dass die Bereiche Industrieautomatisierung und Robotik weiter wachsen und in neue Regionen expandieren werden, was die damit verbundenen Kosten senkt, da neue Technologien entstehen, die intelligentere Systeme ermöglichen, die Daten erfassen und in Echtzeit auf die Umgebung reagieren können.