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Interview mit Katja Caspari, Digitalisierungs-Expertin

24/05/2021

Warum liegt dir das Thema eigentlich so am Herzen?

Als Digitalisierungsexpertin ist es mir eben besonders wichtig, die Möglichkeiten der neuen Technologien richtig auszuschöpfen. Und gerade bei Cobots ist es leider immer noch der Fall, dass große Unsicherheit in den Unternehmen und überhaupt in der Industrie herrscht. Das liegt einerseits an den gesetzlichen Vorgaben, den doch, gerade für den Mittelstand, sehr großen Investitionen, verbunden mit viel Unsicherheit. Daher habe ich mich entschieden, Mitglied in einem Expertengremium zusammen mit dem Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Augsburg, dem Fraunhofer IGCV, dem VDMA sowie Herstellern und Nutzern von Cobots zu werden. Dabei geht es darum, über Cobots aufzuklären.
Der Einsatz von Cobots erlaubt eine Flexibilität in der Produktion und erleichtert gerade in schmutzigen oder gefährlichen Arbeitsprozessen die Arbeit. Leider vergessen Unternehmen oftmals die Menschen, also die Mitarbeiter mitzunehmen, wenn so eine Veränderung geplant wird. So werden tolle neue Maschinen einfach oftmals nicht optimal genutzt, weil die Akzeptanz fehlt.  

Was genau macht dieses Expertennetzwerk?

Wir arbeiten an einem Grundlagenleitfaden. Dieser richtet sich speziell an den Mittelstand. Darin sind alle Punkte enthalten, an die Unternehmen denken müssen, wenn es sich einen Cobot anschaffen möchte. Angefangen bei der Kosten-Nutzen-Abwägung, die Prozessanalyse, über die Voraussetzungen einer CE-Zertifizierung, Sicherheitsaspekte nach der Maschinenrichtlinie, Arbeitssicherheit usw. In der Expertengruppe sind vor allem nahezu alle bekannten Hersteller von Cobots vertreten, aber auch Experten aus Hochschulen, Bildung und Wirtschaft.

Wo liegen denn jetzt genau die Hürden?

Da gibt es mehrere Punkte. Ein Cobot kollaboriert mit dem Menschen. Die bekannten Industriestandardroboter stehen in einem Käfig und der Mensch ist außen vor. Bei einem Cobot ist der Mensch unter Umständen der Geschwindigkeit, den Quetschungen etc. direkt ausgesetzt. Und diese Gefahren muss man maschinenseitig einfach so gering wie möglich halten. Das gilt auch für die Einrichtung des Arbeitsplatzes. Und da haben wir die erste Hürde: jeder Cobot muss mit der Inbetriebnahme durch die Berufsgenossenschaft abgenommen werden. Gerade da herrscht sehr viel Unsicherheit auf Seiten der Unternehmen, da oftmals die Vorgaben und Erwartungen nicht klar genug kommuniziert sind und natürlich auch ein Restrisiko aufgrund der Kollaboration bleibt. Auch die Vorgaben zur Risikobewertung sind nicht klar genug umrissen. Der große Vorteil von Cobots ist ja eben, dass genau kein Schutzraum oder Zaun mehr notwendig ist und der Mensch und die Maschine tatsächlich zusammenarbeiten können.


Die Evolution der Robotik definiert drei Stufen. Die höchste Stufe ist die echte Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern. Beispielsweise reicht der Mensch dem Roboter ein Packstücke und dieser verarbeitetes weiter und gibt es zurück – sie haben also sich überschneidende Arbeitsbereiche. Tatsächlich sind wir derzeit eher auf der mittleren Stufe angelangt. Das heißt: Mensch und Roboter arbeiten parallel beziehungsweise ergänzend zueinander in eher räumlich getrennten Arbeitsbereichen. Aber auch hier sind Risiken in Form von Verletzungen immer noch nicht komplett ausschließbar. Vielen Unternehmern ist die Anschaffung von Sensoren oder von Kameratechnik aber noch zu teuer. Und leider passiert dann genau das, was wir eigentlich vermeiden möchten. Unternehmen kaufen keinen Cobot oder bauen einen Zaun um den Cobot und damit ist Sinn und Zweck obsolet.

Was könnte man nun besser machen?

Wir leben in einer digitalen und technologisierten Welt. Warum sollten wir also die vorhandenen Technologien nicht auch für die Sicherheits-bewertungen und Inbetriebnahme von Cobots einsetzen? Schon vor der Inbetriebnahme könnten Cobots virtuell in Betrieb genommen werden, Abläufe virtuell bewertet, geändert und optimiert werden. Genau hier kommen Unternehmen wie machineering mit der Simulationssoftware iPhysics ins Spiel. Die notwendigen Technologien sind vorhanden, werden aber leider gerade im Bereich der Cobots immer noch viel zu wenig eingesetzt bzw. werden von der Berufsgenossenschaft nicht in Betracht gezogen bzw. als Risikominderung anerkannt. Dabei wäre die virtuelle Inbetriebnahme und auch der digitale Zwilling, das virtuelle Pendant zum realen Cobot, ein echtes Verkaufsargument für die Hersteller. Mehr Sicherheit, mehr Flexibilität und mehr Möglichkeiten. Meiner Meinung nach wäre es die optimale Lösung, Cobots im Vorfeld virtuell in Betrieb zu nehmen und später, mit Hilfe des digitalen Zwillings, simulativ abzusichern. Leider fehlt hierfür immer noch die Unterstützung des Gesetzgebers.
Das muss man sich vorstellen wie damals beim Autofahren. Anschnallgurte können Leben retten, aber so lange sie nicht Pflicht waren, waren sie in kaum einem Auto verbaut. Genau ist der Gesetzgeber gefragt, eben solche Verordnungen wie die Pflicht einer Simulation bzw. der digitalen Absicherung eines Cobots in die allgemeine Maschinenrichtlinie aufzunehmen.

Wo soll die Reise hingehen?

Simulationsmodelle werden ja nicht einfach irgendwie gezeichnet, sondern beruhen auf Echtzeitdaten bzw. den echten Daten der später zu bauenden Maschine. Warum also sollten Berufsgenossenschaften oder der TÜV nicht Simulationsmodelle als zertifizierte Modelle der Maschine betrachten? Leider ist das immer noch nicht anerkannt. Wenn nun aber gesetzlich vorgeschrieben wäre, dass jeder Cobot nur noch zusammen mit einer entsprechenden Simulationssoftware ausgeliefert werden darf und damit jeder Betreiber diese nutzen muss, wären wir einen Riesenschritt weiter.

Wo stehen wir heute?

Derzeit dürfen Cobots nur von geschulten Mitarbeitern bedient oder verändert (z.B. Greifer wechseln) werden. Diese Tatsache führt manches so ad absurdum, das es vorkommen kann, das ganze Maschinen stundenlang stillstehen, weil der entsprechende Mitarbeiter momentan nicht verfügbar ist und kein anderer auf ein Knöpfchen drücken darf. Das führt zu hohen Kosten und gerade der Mittelstand verliert die Lust, solche Technologien unter diesen Voraussetzungen überhaupt einzusetzen. In unserem Expertennetzwerk diskutieren wir gerade, was überhaupt eine relevante Änderung an einer Maschine ist und damit eine neue Bewertung durch den TÜV oder die Berufsgenossenschaft notwendig macht. Unternehmen brauchen einfach eine Orientierung, die derzeit noch ziemlich fehlt. Deswegen haben wir auch die Berufsgenossenschaft in die Diskussion mit eingebunden und eine Matrix entwickelt, die durch die Beantwortung von Ja/Nein Fragen als Beurteilungsgrundlage helfen soll. Positiv ist, dass hier die Keyplayer versuchen, die Sache gemeinsam voran zu treiben. Technisch sind wir weiter als das, was wir aktuell in der Fläche einsetzen, einfach aufgrund von Haftungs- und Sicherheitsfragen.

Also wären wir technisch schon in der Lage, das Problem zu lösen?

Ja! Durch Simulation könnten wir verschiedene Anwendungsfälle vor der Planung optimieren und viele Fehler oder auch Sicherheitsrisiken schon im Vorfeld eliminieren. Für die Betreiber sollte einfach Simulation als Standard gelten. Warum wird das nicht zur Vorschrift gemacht? Machineering ist heute schon in der Lage, Menschen als Humans, also den simulierten Menschen in die Maschinenplanungen zu integrieren. Auch das würde die Sicherheit sowohl für Mensch als auch für Maschine enorm erhöhen. Zusätzlich gibt es auch hier Weiterentwicklungen und gute Forschungsergebnisse, dass diese Simulationen in Kombination mit Kameratechnik eine sehr hohe Sicherheit ermöglichen.

Wovor haben die Unternehmen Angst?

Eigentlich kommen die Ängste aus der Prozesssicherheit und nicht aus der Maschinensicherheit. Den Umgang und die Bewertung von Maschinenarbeitsplätzen sind sie gewohnt. Aber wie sich die Prozesse verändern, wo technisch bedingt auch Ausfallrisiken liegen, das ist Prozesssicherheit und für viele Neuland. Durch die virtuelle Inbetriebnahme lassen sich ganze Prozesse im Vorfeld durchspielen und so könnten viele Risiken ausgeschaltet oder zumindest extrem reduziert werden. Mit der realen Inbetriebnahme mit dem gleichzeitigen Einsatz des digitalen Zwillings wären alle Maschinendaten jederzeit in Echtzeit verfügbar. Leider ist dort immer noch eine sehr große Wissenslücke vorhanden, die es zügig zu schließen gilt. Die Simulation im Vorfeld ist auch immer gut, um die Mitarbeiter bestmöglich auf den Einsatz des Cobots vorzubereiten.

Warum kaufen Unternehmen überhaupt Cobots?

Auf Messen oder auch aus Gesprächen mit Herstellern ergeben sich 2 Kaufmotive: Die erste Gruppe ist vom Schlag „Haben will“. Sie finden Cobots grundsätzlich cool, wollen Trendsetter sein und werden schon einen Bedarf im Unternehmen finden. In der zweiten Gruppe ist die Nutzwertanalyse und die Prozessanalyse die Grundlage, ob sich der Einsatz eines Cobots für das jeweilige Unternehmen lohnen würde. Dort geht es häufig um die Optimierung von Arbeitsprozessen und Ressourceneinsatz. Ein Cobot ist heutzutage ab ca. 50.000€ zu haben. Aber dies ist nur die Erstinvestition. Der Kauf eines Cobots muss als echtes Projekt gesehen werden.  

Was derzeit möglich und sinnvoll ist, das sollte einfach zur Pflicht werden. Und genau hier kommt der VDMA ins Spiel, der das durchaus vorantreibt, aber die Mühlen mahlen langsam.

Was sind die nächsten Schritte im Expertennetzwerk?

Wir haben neben dem Leitfaden ein Dokument aus unseren Diskussionen mitgeschrieben: Dabei geht es darum, welche Unsicherheiten und Regelungsbedarfe es aus unserer Sicht gibt.
Das wird über den VDMA weitergegeben, die Berufsgenossenschaft Holz und Metall haben wir direkt eingebunden. Auch das Netzwerk an sich wollen wir stärken, denn wir müssen uns anstrengen, um den Anschluss als Industriestandort an andere Länder wie z. B. Südkorea nicht zu verlieren. Die sind uns ca. 5 Jahre voraus.
Simulation muss zur Pflicht werden, der digitale Zwillinge als virtuelles Pendant zur realen Maschine ebenso. Es müssen neue Standards geschaffen werden.
Als in den 80er Jahren die Anschnallpflicht kam, ging ein Aufschrei durch die Autoindustrie. Und heutzutage sind Anschnallgurte einfach Standard und jeder nutzt sie ohne Wenn und Aber. An einem ähnlichen Punkt stehen wir heute in der Industrie. Jeder schreit auf, das Cobots in Zusammenhang mit Simulation teurer werden würden. Dies wird nicht der Fall sein. Cobots würden einfach nur sicherer werden.  

Was denkst du? Wann sind wir hier in Deutschland so weit, dass Simulation Standard bei Cobots sein wird?

Ich befürchte, das wird noch einige Jahre dauern. Es hängen sehr viele Normengremien aber auch Ministerien daran. Die Unternehmen und auch die Politik müssen endlich die Notwendigkeit begreifen, dass wir nur durch gemeinsames Vorgehen aller Beteiligten schneller zum Ziel kommen. Ein bremsender Fakt ist auch immer das Thema Datensicherheit und Datenhoheit, aber lieber sollten wir gemeinsam als gegeneinander diesen Weg beschreiten, Lobbys aufbrechen und vorhandenes Know-How sammeln. Die Gesetzeslage ist derzeit noch die eigentliche Bremse, aber wenn alle Beteiligten an einem Strang ziehen, wäre sicherlich Vieles möglich.

Vielen Dank, liebe Katja, dass du dir Zeit genommen hast, mit uns über das Thema Cobots zu sprechen.

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