Herausforderungen und Vorteile einer robotergesteuerten Fertigung

Robotik
26. Feb 2024
Herausforderungen und Vorteile einer robotergesteuerten Fertigung

Roboterfertigung ist auf dem Vormarsch.1 Industrieroboter werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, um sich wiederholende, anstrengende und gefährliche Aufgaben auszuführen. Gleichzeitig senken sie die Arbeitskosten und haben das Potenzial, die Arbeitssicherheit zu erhöhen.

Während die Automatisierung die Produktionszeiten erheblich verbessern und die Fertigungszyklen rationalisieren kann, werden Industrieroboter oft einfach benötigt, um den Mangel an Arbeitskräften zu ersetzen. Der Einsatz von Industrierobotern hat in groß angelegten Produktionen eine längere Tradition und findet nun auch seinen Weg in kleinere bis mittelgroße Unternehmen, da automatisierte Lösungen zunehmend erschwinglich werden.

In diesem Abschnitt werden wir einen genaueren Blick auf die Vorteile der Robotik in der Fertigung werfen und wie sie den Herstellern hilft, den Anforderungen gerecht zu werden und wettbewerbsfähig zu bleiben. Außerdem werden wir mögliche Nachteile herausarbeiten, die vor ersten Schritten und einer Investition berücksichtigt werden sollten.

Vorteile der Robotik in der Fertigung

Der Einsatz von Robotern in Fertigungsprozessen hat sich in einem breiten Spektrum von Branchen bewährt. Die Vorteile der Robotik reichen von der Reduzierung menschlicher Fehler über sicherere Arbeitsbedingungen bis hin zu reduzierten Arbeitskosten.

Insbesondere Produktionsprozesse in der pharmazeutischen Branche können von den Fortschritten in der Roboterindustrie profitieren. Sie ermöglichen eine automatisierte Qualitätskontrolle, Wiederholbarkeit und die Entlastung menschlicher Arbeiter in Bezug auf gefährliche Aufgaben sowie den Umgang mit gefährlichen Stoffen.

  • Gesteigerte Produktivität und gleichbleibende Qualität
  • Kostensenkung
  • Erweiterte Flexibilität
  • Verbesserte Arbeitssicherheit

Gesteigerte Produktivität und gleichbleibende Qualität

Die Anfangsinvestition in automatisierte Systeme bewährt sich in den verschiedenen Branchen sehr rasch. Roboter sind in der Lage, Aufgaben mit hoher Geschwindigkeit zuverlässig auszuführen und eine gleichbleibende Produktqualität zu erzielen. Neue Technologien haben das Potenzial, die Produktionsleistung zu steigern und gleichzeitig die Betriebskosten zu senken. Mit einem deutlich geringeren Risiko für Fehler und Produktverluste bringt der Einsatz von Robotersystemen eine höhere Kapitalrendite für die Unternehmen.

Da es in vielen Branchen aufgrund des demografischen Wandels zu einem starken Mangel an Arbeitskräften kommt, sind Hersteller oft nicht in der Lage, den wachsenden Anforderungen gerecht zu werden, ohne auf die Hilfe von Robotik zurückzugreifen. Da viele junge Menschen erst später im Leben anfangen zu arbeiten, besteht ein Bedarf an Automatisierung, um das Wachstumspotenzial in den verschiedenen Sektoren, wie etwa dem Gesundheitssektor, zu nutzen.

Niedrigere Produktionskosten

Wenn Roboter zur Ersetzung oder Unterstützung manueller Arbeit eingesetzt werden, kann dies die Zykluszeiten signifikant reduzieren. Da Robotersysteme weder Pausen noch Schlaf benötigen, ermöglicht dies den Herstellern eine Steigerung ihrer Produktionsleistung und effiziente Umrüstungen.

Kollaborative Roboter können Arbeiter von anstrengenden Aufgaben befreien und Raum und Zeit für andere Schritte schaffen, die Aufmerksamkeit erfordern. Indem Prozesse rationalisiert werden, können auch Kosten eingespart werden.

Erhöhte Flexibilität

In verschiedenen Branchen besteht ein erhöhter Bedarf an flexiblen Lösungen, die den speziellen Kundenanforderungen gerecht werden und es den Herstellern ermöglichen, wettbewerbsfähig zu bleiben. Ein Beispiel ist der Gesundheitssektor, der auf neue Entwicklungen und Forschung angewiesen ist. Hersteller müssen in der Lage sein, kundenspezifische Produkte anzubieten und in großem Maßstab zu produzieren.2

Da sich die Anforderungen an die Herstellung von Arzneimitteln aufgrund einer steigenden oder sinkenden Nachfrage im Laufe der Zeit ändern können, müssen automatisierte Arzneimittelherstellungssysteme flexibel sein. Aus diesem Grund sind Produkte wie die ADVANCED Robotic Workstation von ESSERT hochgradig skalierbar und an verschiedene Produktionsmethoden adaptierter.

Verbesserte Arbeitssicherheit

In vielen Fällen entlasten Robotersysteme die Arbeiter von sich wiederholenden Aufgaben, die fehleranfällig sind oder ernsthafte Gesundheitsrisiken darstellen.3 Produktionslinien in verschiedenen Fertigungsindustrien erfordern ständige Wachsamkeit, was für menschliche Arbeiter häufig schwer zu erreichen ist. Menschliche Fehler führen in vielen Fällen nicht nur zu Produktverlusten, sondern stellen auch oft eine Gefahr für Arbeitnehmer und ihre Kollegen dar.

Automatisierungslösungen wie Roboterarme mit integrierten Steuerungssystemen können programmiert werden, um gefährliche und ermüdende Aufgaben auszuführen und die Arbeitssicherheit zu erhöhen. Dank der Robotik müssen Arbeiter nicht mehr in kritischen Umgebungen und unter anstrengenden Bedingungen wie in heißen oder staubigen Produktionshallen arbeiten.

Challenges & Beneftis of Robotic Manufacturing

Herausforderungen in der Roboterfertigung

Während der Einsatz automatisierter Systeme und künstlicher Intelligenz in Fertigungsprozessen viele Vorteile bietet, ist ihre Umsetzung nicht ohne Herausforderungen. Es gibt auch einige mögliche Nachteile, die ebenfalls berücksichtigt werden sollten. Einige Überlegungen dazu:

  • Investitionskosten
  • Erforderliche Fachkenntnisse
  • Instandhaltung

Investitionskosten

Obwohl sich der Einsatz von Robotern in der Fertigung langfristig immer bezahlt macht, ist es wahr, dass zunächst eine größere Investition getätigt werden muss. Je nach Branche kann der Einsatz automatisierter Systeme eine recht hohe anfängliche Investition bedeuten. Die Kosten umfassen die Erstinstallation, die Konfiguration durch einen Experten und können noch höher steigen, wenn in Zukunft weitere Modifikationen erforderlich sind und das Modell nicht für solche Fälle ausgelegt ist.

Erforderliches Fachwissen

Die meisten Roboterfertigungslösungen erfordern qualifiziertes Personal. Roboter benötigen regelmäßige Wartung und müssen für den effektiven Einsatz programmiert werden. Daher ist es wichtig, Experten für diese Aufgaben zur Hand zu haben. In einigen Fällen müssen Sie Ihr eigenes Personal dafür schulen, was natürlich eine weitere Kostenstelle darstellt.

Wartungsmodus

Um einwandfrei zu funktionieren, müssen Robotersysteme regelmäßig gewartet und instand gehalten werden. Obwohl viele Industrieroboter bereits künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen nutzen, können die Kosten für ungeplante Ausfallzeiten höher sein, als das Unternehmen es ursprünglich erwartet hat. Es ist daher essenziell, sich über den gesamten Prozess zu informieren, wenn man auf automatische Systeme am Arbeitsplatz umstellt.

Warum es sich lohnt, auf Industrieroboter umzusteigen

Neue Herausforderungen erfordern neue Lösungen. Pharmahersteller sehen sich mit Problemen wie Engpässen aufgrund geopolitischer Veränderungen konfrontiert. Deshalb gibt es den Trend zu einer dezentralisierten Produktion an kleineren Standorten. Bei dieser Art der Produktion werden neue, automatisierte Systeme eingesetzt, um Unternehmen wettbewerbsfähig zu machen.

Während es in der Branche aufgrund des demografischen Wandels einen erheblichen Arbeitskräftemangel gibt, bieten vollautomatische Lösungen und Cobots die Antwort auf dieses Problem, indem sie lästige manuelle Arbeit ersetzen.

Eine weitere neue Herausforderung des Gesundheitswesens ist die wachsende Nachfrage nach personalisierter Medizin. Hier ist es besonders schwer effizient zu arbeiten, da diese Prozesse extrem arbeitsintensiv sind. Aus diesem Grund ist hier fortschrittliche Technologie erforderlich, um das Risiko für menschliche Fehler und Produktverluste zu minimieren und Engpässe durch Skalierbarkeit zu vermeiden.

Automatisierte Lösungen von ESSERT Robotics erfüllen diese Anforderungen durch Skalierbarkeit, Flexibilität und insgesamt erhöhte Effizienz. Zukunftsorientierte, hochskalierbare Produktionslinien wie ESSERT MicroFactory wurden entwickelt, um den anspruchsvollen Anforderungen von Produktionen mit hohem Mix und geringen Stückzahlen gerecht zu werden.

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Quellen

  1. Rise of the robots raises a big question: what will workers do? The Guardian. https://www.theguardian.com/technology/2023/jun/24/rise-of-the-robots-raises-a-big-question-what-will-workers-do ↩︎
  2. Bard, J.F. An assessment of industrial robots: Capabilities, economics, and impacts. Journal of Operations Management, 6: 99-124, 1986. https://doi.org/10.1016/0272-6963(86)90020-3 ↩︎
  3. Kustak, Andrew. Flexible manufacturing systems: a structural approach. International Journal of Production Research, 23:6, 1057-1073, 2007. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00207548508904765 ↩︎
  4. Matheson, E.; Minto, R.; Zampieri, E.G.G.; Faccio, M.; Rosati, G. Human–Robot Collaboration in Manufacturing Applications: A Review. Robotics 2019, 8, 100. https://doi.org/10.3390/robotics8040100 ↩︎
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