Roboter in der smarten Fabrik.

Roboter in der smarten Fabrik. (Bild: Kuka)

Mit der Robotik und der vorausschauenden Wartung fokussiert sich die „hub:disrupt“ am 6. Oktober 2021 auf zwei Technologien, die besonderes Potenzial für die wirtschaftliche Erholung nach der Corona-Pandemie versprechen: Beide gehören zum Wesenskern der „Industrie 4.0“, beide bieten erhebliche Möglichkeiten, Kosten zu sparen und neue Geschäftsmodelle zu generieren. Speziell mit der noch jungen „Predictive Maintenance“ (PM) können Unternehmen in erheblichen Maße Wartungs- und Reparaturkosten sparen, wenn sie Anomalien und den tatsächlichen Verschleißzustand ihre Anlagen durch moderne Sensorik und Analyseelektronik überwachen lassen. Derweil zeigen sich zwischen Robotik und PM immer mehr Andockstellen. Das hat sich auch in der vom Dresdner „Smart Systems Hub“ koordinierten „Digital Product Factory“ gezeigt, deren Netzwerk-Projekte unter anderem auf eine neue Mietrobotik zielen. Die dort verfolgten Ansätze, die PM-Technologien zu einer vorausschauenden Leistung und Wartung („Predictive Performance and Maintenance“) auszubauen, eröffnen „auch für kleinere und mittlere Unternehmen neue Vertriebs- und Mietmodelle“, betont Mathias Kaldenhoff von SAP Deutschland.

Alles zur hub:disrupt 2021

Die nötige Anschubkraft, um in den Trendthemen Robotik und Predictive Maintenance so richtig durchzustarten, erhalten Entscheider aus Produktion und Instandhaltung bei der hub:disrupt am 06. Oktober 2021.

In nur sechs Stunden und einem praxisorientierten Programm aus Key Notes, Gesprächsrunden, Technologielösungen und Projektbeispielen zeigt die Veranstaltung, wie europäische Fertigungsunternehmen auch bei kleinen Serien internationale Wettbewerbsfähigkeit erreichen. Zu den Speakern gehören unter anderem Glenn Gonzales, CTO von SAP Deutschland, Maria Piechnik, Co-Founder von Wandelbots und Axel Preuße, Fellow Globalfoundries. Das gesamte Programm und alle Speaker finden Sie unter https://smart-systems-hub.de/hub-disrupt-2021

In Kürze:

  • Was? hub:disrupt – Robotik & Predictive Maintenance
  • Wann? 06. Oktober 2021
  • Wie? virtuell (Hopin)
  • Wieviel? Tickets: 99 €

Link zur Ticketbuchung: https://bit.ly/3BblmBh Mit dem Code: Multi_Hub2021 erhalten Sie einen Rabatt von 10%

Viele Schnittmengen sieht auch Georg Püschel, einer der Gründer des Dresdner Robotik-Unternehmens „Wandelbots“: „Roboter produzieren viele Daten, die für Predictive Maintenance verwendet werden können“, sagt er. „Die vielen beweglichen Teile müssen überwacht werden, um Produktionsausfälle vorzubeugen, Überbelastung zu vermeiden und Produktionstakte zu optimieren“. Wenn daraus ein Geschäftskonzept entstehe, in dem „Robots-as-a-Service“ nur noch nutzungsabhängig honoriert werden, wäre dies „ein interessantes Modell, um die Einstiegskosten in die Robotik zu verringern und den Zugang für kleine und mittelständische Unternehmen zu verbessern“.

Zweistellige Wachstumsraten für Robotik und Predictive Maintenance in den nächsten Jahren zu erwarten

Und die Zeichen in beiden Sektoren stehen auf Wachstum. Für die deutsche Robotik- und Automatisierungsbranche prognostiziert der VDMA-Fachverband „Robotik + Automation“ für 2021 ein Umsatzwachstum um elf Prozent auf 13,4 Milliarden Euro. Ähnliche Zuwächse erwartet die „International Federation of Robotics“ (IFR) aus Frankfurt auch für die globalen Robotermärkte.

Umsatz Robotik Deutschland VDMA-Zahlen
Die Roboterumsätze steigen wieder. (Quelle: VDMA)

Für den Predictive Maintenance-Markt, der weniger trennscharf abgrenzbar ist, kalkuliert „IoT Analytics“ das globale Volumen derzeit auf etwa 5,9 Milliarden Euro – bei jährlichen Wachstumsraten von fast 40 Prozent. Die Analysten von „QYResearch“ schätzen die aktuellen Umsätze für 2021 auf zirka sechs Milliarden Euro und rechnen mit jährlichen Raten um die 29 Prozent. „Markets and Markets“ rechnet mit einer Verdreifachung des PM-Weltmarktes von jetzt 3,4 Milliarden Euro auf etwa zehn Milliarden Euro im Jahr 2025.

Das sind die Robotik-Trends: Cobotik, autonome Fabrik- und Feldroboter

Als Trendthemen in der Cobotik gelten derzeit autonome Feldroboter, Montageroboter für die preiswerte Massenproduktion von Brennstoffzellen, Batterien und Solarmodulen in Hochlohnländern sowie autonome mobile Roboter (AMR) in intelligenten Fabriken. Starkes Wachstum ist in der kollaborativen Robotik (Cobotik) zu erwarten, die bisher eher ein Nischenmarkt war. Hier halten Analysten 20 Prozent Zuwachs pro Jahr für realistisch, „QY Research“ geht gar von über 50 Prozent aus.

In Fabrikhallen müssen Cobots mit Menschen rechnen - und auf sie reagieren. (Quelle: Neura Robotics)
In Fabrikhallen müssen Cobots mit Menschen rechnen - und auf sie reagieren. (Quelle: Neura Robotics)

Eine starke Triebfeder für den Robotikmarkt ist derzeit der Versuch vieler Staaten, durch massiven Robotereinsatz mehr Wertschöpfung von Asien nach Europa zurückzuholen. Damit reagieren die Europäer auf die Erfahrungen in der Corona-Krise, Donald Trumps Handelskriege, den Suezkanal-Vorfall, die jüngsten Chip-Engpässe in der Autoindustrie und andere empfindliche Störungen der globalen Lieferketten. Starke Nachfrage kommt auch aus China, das im Zuge seiner „Made in China 2025“-Strategie und verstärkter Autarkiebemühungen erheblich in Roboterinstallationen investiert. Laut IFR stieg der Robotereinsatz dort bereits im Corona-Jahr 2020 um 19 Prozent.

Anschaffungskosten für Roboter werden drastisch sinken

Von diesen starken Impulsen im Robotikmarkt können gerade auch kleine Betriebe stärker profitieren als früher. Wandelbots zum Beispiel sieht in KMUs besonders viel Potenzial für Roboter, „da dort viele Anwendungen vorhanden sind, die noch manuell durchgeführt werden, weil der Zugang zu Robotern fehlt“, schätzt Georg Püschel ein. Die Kosten für Anschaffung und die Komplexität für die Programmierung der Roboter werden so sinken, dass auch ein holzverarbeitender Betrieb und ein Stahlbau damit etwas anfangen kann.“

Andererseits ist Robotik ein Schlüssel für die Standortsicherung. Infineon Dresden beispielsweise hat gemeinsam mit sächsischen Robotik-Spezialisten wie Fabmatics seine 200-Millimeter-Chipfabrikmodule aus den 1990er Jahren soweit nachgerüstet, dass sie inzwischen nahezu auf die Automatisierungsgrade einer neuen 300-mm-Fabrik kommen. „Heute können wir ganz klar sagen: Diese Nachautomatisierung hat sich sehr positiv auf den Standort ausgewirkt und unsere Wettbewerbsfähigkeit langfristig gesichert“, betont Infineon-Projektbetreuer Harald Heinrich. In der nächsten Stufe will das Unternehmen künftig auch „Predictive Maintenance“ -Konzepte erproben.

Teaser zur hub:disrupt 2021

Auf der hub:disrupt 2021 dreht sich alles um die Themen Robotik und Predictive Maintenance

„Predictive Maintenance“ kann ein Drittel der Wartungskosten sparen

Expertin Anja Vedder vom Berliner Unternehmen „Industrial Analytics“, das auf „Artificial Intelligence (AI) und das „Internet of Things“ (IoT) spezialisiert ist, sieht in der vorausschauenden Wartung viel ungenutztes Potenzial – gerade in Deutschland, das dabei noch etwas hinterher hinke. „In den nächsten Jahren ist einem Wachstum im zweistelligen Prozentbereich zu rechnen“, betonte sie unter Verweis auf eine Studie, die „Roland Berger“ 2017 im Auftrag des „Verbandes Deutscher Maschinen- und Anlagenbau“ (VDMA) erstellt hatte.

Bisher schöpfe die deutsche Industrie die PM-Möglichkeiten nur zu einem Bruchteil aus. Das gilt einerseits für die Maschinenbauer, die um ihre Service-Umsätze fürchten, wenn sie ihren Kunden hochautomatisierte PM-Anlagenlösungen verkaufen. Auf der anderen Seite gelte das aber auch für die Anwender. „Allein bei der Wartung lassen sich damit 30 Prozent der Kosten sparen“, schätzt Vedder.,

Ein Beispiel dafür ist eine Lösung, die „Globalfoundries“ Dresden mit Partnern in der „Digital Product Factory“ des „Smart Systems Hub“ für seine Reinstwasser-Versorgung realisierte: Mit Sensorplattformen der Firma „Sensry“ rüstete das Entwickler-Netzwerk die Reinstwasser-Ventile der Chipfabrik „Industrie 4.0“-tauglich auf. Die Dresdner Softwareschmiede „Coderitter“ programmierten dann Machine-Learning-Algorithmen, mit denen die Künstliche Intelligenz in einer „Edge Cloud“ anhand detektierter Geräuschen den tatsächlichen Ventilzustand erkennen kann. Ein Dashboard von „T-Systems MMS“ bereitet die Analyseergebnisse dann für die Globalfoundries-Ingenieure auf, um die richtigen Zeitpunkte für Wartung, Reparatur oder Austausch der Ventile zu finden. Das spart Geld und erhöht die Ausfallsicherheit in Europas größter Chipfabrik. Auch Ionen-Implanter im Reinraum überwacht das Unternehmen inzwischen vorausschauend.

„Bezogen auf die reinen Instandhaltungskosten sehen wir Vorteile von bis zu 20 Prozent gegenüber der klassischen vorbeugenden Instandhaltung mit festgelegten Intervallen“, berichtet der leitende Ingenieur Axel Preusse von Globalfoundries. „Die Reduzierung ungeplanter Ausfälle und damit einhergehender Schäden bringt weitere Vorteile“. Deshalb wollen die Halbleiter-Experten ihre PM-Technologien nun verbessern und breiter einsetzen. Dank Künstlicher Intelligenz werde es künftig möglich sein, auch komplexe Systeme vorausschauend zu planen - ähnlich wie es die Kollegen von Bosch in ihrer neuen Dresdner Chipfabrik gerade vorbereiten. „Die Kombination mit digitalen Assistenzsystemen wird neben der reinen Vorhersage eines Ausfalls auch die passenden Korrekturmaßnahmen liefern können“, ist Ingenieur Preusse überzeugt. „Hierzu wollen wir in den kommenden Monaten erste Schritte gehen.“

Das Ergebnis der Digital Product Factory Batch#2: eine digitale Lösung für die Zustandskontrolle von Reinstwasserventilen in der Halbleiterindustrie (Quelle: Globalfoundries)
Das Ergebnis der Digital Product Factory Batch#2: eine digitale Lösung für die Zustandskontrolle von Reinstwasserventilen in der Halbleiterindustrie (Quelle: Globalfoundries)

Wie Vorausschauende Wartung auch beim Umweltschutz hilft

Anja Vedder rechnet ebenfalls mit einer evolutionären Weiterentwicklung: „Predictive Maintenance wird mehr Branchen erfassen“, ist sie überzeugt. In Zukunft werde PM nicht nur in der Luftfahrt und Prozessindustrie, sondern auch im Maschinenbau und in Endkundenprodukten wie Waschmaschinen, Kühlschränken und Klimaanlagen eine wachsende Rolle spielen.“

Außerdem erwartet sie einen Übergang von „Predictive Maintenance“ hin zu, Prescriptive Maintenance“: Das System ermittelt dann nicht nur den Zustand der Anlagen, sondern schlägt auch selbstständig Wartungsempfehlungen und Lösungen bei Anomalien vor. Auch die Klimaschutzdiskussion sorge für einen breiteten PM-Einsatz: „Wenn vorausschauende Wartung die Lebenszeit einer Anlage verlängert und ihren Energieverbrauch senkt, hilft das letztlich, CO2-Emissionen zu mindern“.

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