Der Robotereinsatz hat sich in den letzten 36 Monaten deutlich weiterentwickelt. Deutschland ist laut dem „World Robotics Report 2018“ der International Federation of Robotics (IFR) innerhalb Europas das am stärksten automatisierte Land. Mit einer Roboterdichte von 322 Einheiten pro 10.000 Beschäftigte steht Deutschland hinter Südkorea und Singapur im weltweiten Vergleich aktuell auf dem 3. Platz. Die Nachfrage insbesondere nach kollaborativen Robotern legt besonders deutlich zu.
ERP lässt Roboter tanzen
Die Anzahl dieser Roboter steigt rasant, auch weil die Preise für Leichtbauroboter sowie die Aufwände für Programmierung und Inbetriebnahme deutlich sinken. Dabei haben wir es mehr und mehr mit mobilen und autonom gesteuerten Robotern zu tun. Man trifft sie mittlerweile in unterschiedlichsten Tätigkeitsfeldern an – als kollaborative Montageroboter, Schweißroboter oder als Autonomous Mobile Robots, die den Menschen auf Schritt und Tritt verfolgen und ihn beispielsweise in der Lagerwirtschaft unterstützen. Auch Prüfroboter, QS-Roboter mit maschineller Bildverarbeitung, Pick & Place Roboter über den Putz- bis zum Serviceroboter in der Kantine kommen zum Einsatz.
Die Steuerung der Roboter erfolgt immer öfter direkt durch das ERP-System. Nach Ansicht des Bitkom e.V. wird ERP in der hochautomatisierten Smart Factory die entscheidende Rolle als der zentrale Prozess- und Datenhub für nahezu alle betrieblichen Abläufe übernehmen. Die Echtzeitinteraktion mit unterschiedlichsten Arten von physischen Robotern in unterschiedlichsten Unternehmensprozessen ist eine der künftigen Kernaufgaben des ERP.
Dabei wird man sich in Zukunft verstärkt auf die Einbindung von Robotergruppen konzentrieren müssen, die als autarke Produktionseinheiten flexibel und dynamisch miteinander kooperieren. Der „Expertenkreis Machine Learning“ im VDMA Fachverband Software und Digitalisierung weist zudem in seiner aktuellen Veröffentlichung darauf hin, dass Machine Learning sowohl in der Robotik als auch verstärkt in Maschinensteuerungen Einzug hält. Dadurch werden auch konventionelle Fertigungsmaschinen zu autonom steuernden Robotern. Robotik in Verbindung mit selbstlernenden Systemen wird einer der größten Hebel der Unternehmen für zukünftige Effizienzsteigerungen und menschenleere Fabrikhallen.
Zudem werden künftig noch mehr aus Sensoren gewonnene Umgebungsinformationen in die Planung, Steuerung und Kommunikation mit einbezogen werden. Da die zukünftige Robotik fast immer mit künstlicher Intelligenz (KI) einhergeht und KI-Services auf IoT-Plattformen verfügbar sind, beispielsweise zur Selbstoptimierung, zur autonomen Steuerung und zur natürlich-sprachigen Kommunikation, kommt den IoT-Plattformen hier besondere Bedeutung zu. Die Überwachung und Steuerung einzelner Roboter oder eines Roboterverbands wird über das Industrial Internet of Things (IIoT) und die Umfelddaten der ERP-Systeme erst effizient möglich. Für Predictive Maintenance, die vorausschauende Wartung, die heute schon an vielen Stellen genutzt wird, ergeben sich daraus ganz neue Möglichkeiten.
Durch die Integration der Robotik mit dem IoT können zudem neue Geschäftsmodelle realisiert werden. Abrechnungen der Roboternutzung sind nach Pay per Use oder gar nach Produktionsergebnissen, analog den Ernteerträgen in der Landwirtschaft, möglich. In diesem kundennahen Bereich ist es das ERP-System, das die Abbildung der passenden Prozesse für diese neuen Geschäftsmodelle gewährleistet. Kunden haben auf den Marktplätzen der digitalen Plattformen via ERP-System direkten Zugriff auf Fertigungskapazitäten von Montagerobotern oder 3D-Druckern, können diese direkt einplanen, ansteuern und erhalten Rückmeldung. So wird die Einschätzung des Aachener Professor Dr. Günther Schuh, dass „der härteste Wettbewerber des Produzenten mit Fabrik, der Produzent ohne Fabrik sein wird“ schnell Realität.
Mit der fast vollständigen horizontalen und vertikalen Vernetzung im smarten Unternehmen kommt den Schnittstellen eine entscheidende Bedeutung zu. Wie in anderen IoT-Bereichen auch, soll in der Robotik der OPC-UA-Standard eine herstellerunabhängige Kommunikation ermöglichen. Roboter und ERP-System tauschen relevante Daten und Informationen, wie Montageabläufe, Konfigurationsdaten, Prüfergebnisse, Lagerbuchungen oder Montagefortschritte, in Echtzeit direkt miteinander aus. Dies kann wie bei proALPHA direkt über APS-Funktionalitäten erfolgen. MES-Systeme sind als zusätzliche Zwischenschicht nicht erforderlich. Diese direkte Kommunikation, wie sie auch der Roboterhersteller KUKA propagiert, ermöglicht neue und sichere automatisierte Prozesse. So können beispielsweise Roboter je nach Situation ad-hoc mit neuen Aufgaben betraut werden und erhalten detaillierte Arbeitsanweisungen durch das ERP, entweder vollautonom oder durch Einbeziehung der menschlichen Mitarbeiter. Auch Leitroboter, die die Steuerung vor Ort übernehmen, sind Erfolgsfaktoren dieses zukünftigen hohen Automatisierungsgrades einer Smart Factory.
Die Zuverlässigkeit und Echtzeitfähigkeit der Schnittstelle oder API sollte eine hoch performante, internetbasierte Middleware sicherstellen, die gleichzeitig der zentrale Backbone für alle Umsetzungen von Industrie 4.0 und IoT-Konzepten ist. Mit Hilfe solcher Integrationsplattformen wie der INWB – Integration Workbench von proALPHA – können performante, sichere, horizontale sowie vertikale Vernetzungen geschaffen werden. Basiert die Plattform zudem auf einer serviceorientierten Architektur, werden Schnittstellen als Konfigurationen realisiert – ein deutlicher Vorteil gegenüber konventionellen Schnittstellen.
In der Automobilindustrie entstehen bereits heute, getrieben durch die Elektromobilität, komplett neue Fabriken, in denen ein Höchstgrad an Automatisierung aller Unternehmensprozesse möglich ist. In anderen Branchen gibt es andere Treiber. Der Trend ist aber der gleiche: Sukzessive entwickeln sich moderne Fabriken, die dem Modell der Smart Factory schon sehr nahekommen. Robotik, KI, IoT-Plattformen und ERP sind dabei wesentliche Erfolgsfaktoren.
Autor: Michael Finkler
Als Gründer und Vorstandsvorsitzender hat er seit 1994 die ALPHA Business Solutions AG aufgebaut und in 2015 den Zusammenschluss mit der proALPHA Gruppe verantwortlich geleitet. Davor arbeitete er viele Jahre als Projektleiter und Leiter der ERP-Beratung für Hewlett-Packard.
Über proALPHA:
Die proALPHA Gruppe ist in Deutschland, Österreich und der Schweiz der drittgrößte Anbieter für ERP für mittelständische Unternehmen in Fertigung und Handel. Seit über 25 Jahren bietet proALPHA eine leistungsstarke ERP-Lösung, Consulting, Service sowie Schulungs- und Wartungsleistungen aus einer Hand. Die flexible und skalierbare ERP-Komplettlösung proALPHA steuert mit ihrem breiten Funktionsspektrum sämtliche Prozesse entlang der Wertschöpfungskette. Davon profitieren über 2.000 mittelständische Kunden verschiedenster Branchen und in 50 Ländern – etwa aus dem Maschinen- und Anlagenbau, der Elektronik- und Hightech-Industrie, der Metallbe- und -verarbeitung, der Kunststoffindustrie, dem Großhandel sowie Automobilzulieferer.
Mit weltweit 26 Niederlassungen und zertifizierten Partnern sowie über 1.000 Mitarbeitern sorgt das wachstumsstarke Unternehmen für Kundennähe. Circa 250 Entwickler arbeiten an der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Lösung. Dafür wurde proALPHA bereits achtmal als eines der innovativsten mittelständischen Unternehmen ausgezeichnet. Zur Innovation tragen auch Kooperationen mit namhaften Forschungseinrichtungen wie Fraunhofer, RWTH Aachen, Smart Electronic Factory und SmartFactoryKL bei. Zahlreiche Sprach- und Landesversionen machen den deutschen ERP-Anbieter zum interessanten Partner für international agierende Unternehmen.
