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Digital vernetzt

13.04.2015

15:42

Industrie 4.0

Wenn der Roboter das Denken lernt

Eine neue Generation der Roboter erobert die Fabrikhallen: Intelligente Maschinen, die Hand in Hand mit dem Menschen arbeiten und stetig dazulernen. Sie sind auch ein Schwerpunkt der diesjährigen Hannover Messe.

Mensch und Maschine arbeiten nebeneinander am Fließband. dpa

Mensch und Maschine arbeiten nebeneinander am Fließband.

Was die Roboter der neusten Generation schon können, zeigt die Branche aktuell auf der Hannover Messe, der größten Industrieschau weltweit. Zum wiederholten Mal steht sie ganz im Zeichen der Industrie 4.0. In den Fabriken der Zukunft sind die Roboter entscheidender Bestandteil. „Der neue ‚Kollege Roboter‘ kann sehen und fühlen. Er arbeitet mit dem Menschen im Team, entlastet bei körperlich anstrengenden Aufgaben und ist eine wichtige Komponente für Industrie 4.0.“, beschreibt Dr. Jochen Köckler, Vorstandsmitglied der Deutschen Messe AG, den neuen Typ des automatischen Helfers.

Hochempfindliche Software-Komponenten und intelligente Steuerungssysteme ergänzen die Hardware der neuen Roboter-Generation. Aus auf monotone Tätigkeiten ausgerichteten Maschinen werden künstliche Intelligenzen, die mehr können, als in Hochgeschwindigkeit zu montieren und zu schweißen. Sensoren und Mikroprozessoren spielen eine entscheidende Rolle für die Fähigkeiten und Fertigkeiten eines intelligenten Roboters. Sie versetzen die Maschinen in die Lage, selbstständig zu handeln und sich veränderten Gegebenheiten anzupassen.

So können die Roboter, je nach Bedarf, verschiedene Aufgaben übernehmen. Kraft- und Drehmoment-Sensoren verhindern Zusammenstöße mit den Kollegen aus Fleisch und Blut. Roboter und Mensch können so Seite an Seite an derselben Aufgabe zusammenarbeiten. 3D-Bildverarbeitungsprogramme lassen die Roboter kleinste Fehler sofort erkennen und nachbessern. Kommt es dennoch zu Störungen, können Ingenieure über Fernsteuerung schnell eingreifen.

Lehrstunde für den Roboter

Die Möglichkeit, dazu zu lernen ist das größte Potenzial der smarten Roboter. Das Ziel der Entwickler ist es, dass der intelligente Roboter seine Arbeit bereits reflektiert, während er sie ausführt. Im GE Labor für Verbundwerkstoffe in München lernen Roboter, komplexe Verbundwerkstoffe aus Carbonfasern zu fertigen.  Das Material ist genauso stark wie Stahl oder Aluminium, ist aber viel leichter und deshalb ein begehrter Werkstoff im Automobil- und Flugzeugbau. Traditionell geschieht die Herstellung von Carbonfaser-Teilen per Hand, doch das ist aufwändig und teuer. Hinzu kommt: Die Bauteile, etwa Turbinenschaufeln, haben sehr komplexe dreidimensionale Formeln.

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Indiens Wirtschaft ist im Aufschwung. Jetzt will das Land mit Hilfe von ausländischen Investoren zur wirtschaftlichen Supermacht aufsteigen und sogar China überholen.

Deshalb arbeiten die Ingenieure im Forschungszentrum an leistungsfähigeren Gehirnen der automatischen Helfer. Auf dem Lehrplan der Roboter stehen mathematische Modellierung, Echtzeit-3D-Laserscannen, computergestütztes Sehen und andere Formen der Wahrnehmung. Eine spezielle Design-Software macht die Roboter geschickt und schnell: Sie lernen, das Material effizient übereinander zu legen und hochkomplexe Formen zu schaffen, bei denen Menschen an ihre Grenzen stoßen. „Auf lange Sicht sollen unsere Werkzeuge in das Gehirn der Roboter voll integriert sein“, sagt Composites Manufacturing Research Engineer Stefaan van Nieuwenhove. Die Roboter sollen wissen, „wie sie bei Änderungen im Fertigungsprozess reagieren sollen.“

Mensch und Maschine: Teamarbeit ist gefragt

Bei aller Euphorie über die neuen Fähigkeiten der Industrie-Roboter, wirft die Entwicklung auch Fragen auf:  Was bleibt für den Menschen zu tun? Sind die Fabriken bald menschenleer?

Zahlen aus der deutschen Automobilbranche sprechen gegen eine solche Entwicklung: Obwohl sie mit 1.100 Robotern pro 10.000 Beschäftigte eine der weltweit höchsten Roboterdichten aufweist, entwickeln sich die Beschäftigungszahlen positiv. Die ideale Abstimmung von automatisierter und manueller Arbeit macht die Produktion schneller, bequemer und präziser.

Doch wie verhält es sich, wenn die Roboter der neuen Generation nicht nur Muskel- sondern auch Geisteskraft ersetzen?  Klar ist: Wenn sich Fabriken und Fertigungsprozesse ändern, sind auch auf Seiten der Beschäftigten neue Fähigkeiten gefordert. Auch intelligente Roboter werden den Menschen nicht ersetzen können, wohl aber sein Jobprofil verändern.

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In den Fabriken und Fertigungsprozessen bahnt sich durch den Einsatz neuer Technologien ein Paradigmenwechsel an. Mit dem Wandel im Maschinenraum sind auch bei den Beschäftigten neue Fähigkeiten gefordert.

„Die Menschen werden in Nischen arbeiten, die Problemlösungskompetenz und andere einzigartig menschliche Fähigkeiten erfordern“, so Marco Annunziata, Chief Economist bei GE.

Auch die Hannover Messe wird zeigen: Der Mensch ist der kreative Kopf hinter dem Roboter, vom ihm werden unkonventionelles Denken und komplexe Entscheidungen gefordert. Mensch und Maschine kommen nur im Team voran.

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