Wir erleben derzeit eine gewaltige Zunahme der Forschungs- und Entwicklungsbemühungen in Robotik und Automatisierung. Berichte des internationalen Standards für Robotik gehen davon aus, dass Roboter bis Ende 2030 ganze 20 Millionen menschliche Arbeitskräfte verdrängen werden. Im Laufe der Zeit haben wir gesehen, wie Roboter in die unterschiedlichsten Fertigungsbereich eingebunden wurden. Es ist nur logisch, dass sich dieser Trend auch in anderen Sektoren fortsetzen wird.
Forschende haben die Entwicklung der Informationstechnologie in sechs Schichten unterteilt. Die erste Schicht begann mit der Fertigung von Mikroprozessoren auf Halbleiterbasis. Davon profitierte vor allem die Branche selbst auf vielerlei Weise. Allerdings war die Schicht für die Öffentlichkeit nicht zugänglich. Die zweite Schicht entwickelte sich, als die Fortschritte auf dem Gebiet der Mikroprozessortechnik durch Innovationen wie den Apple Macintosh und Microsoft Windows für alle verfügbar wurden. Den Beginn der dritten Schicht markiert die Entwicklung des Internets und von Anbietern wie Google und Yahoo, die praktisch alle Menschen, die über einen Internetzugang und einen Computer verfügten, miteinander vernetzte. Die nächste Schicht ist vom Aufkommen sozialer Medien wie Facebook gekennzeichnet. Diese ermöglichten es Menschen ungeachtet ihres Aufenthaltsortes, miteinander zu interagieren. Die fünfte Schicht trat zutage, als das Internet von Anbietern wie Uber und Airbnb zu kommerziellen Zwecken genutzt wurde. Die sechste Schicht schließlich wird entstehen, wenn Maschinen die letzte Lücke schließen, beispielsweise in Form von Lieferungen per Drohne oder von autonomen Fahrzeugen. In diesem Artikel beschäftigen wir uns damit, wie die sechste Schicht, also autonome Maschinen, die Prozesse in den Branchen verändert.
Automatisierung im Bauwesen
In der Baubranche sind wiederkehrende Aufgaben, bei denen es auf Genauigkeit und Termineinhaltung ankommt, an der Tagesordnung. Autonome Roboter sind dort seit kurzer Zeit im Einsatz. Neben Start-ups wie Canvas und Built Robotics investieren auch Schwergewichte wie Caterpillar und Komatsu in die Automatisierung von Raupen, Baggern und anderen Baumaschinen. Die Innovationen in diesem Bereich haben die Bauausführung beschleunigt, denn es ist möglich, bestimmte Arbeiten ohne menschlichen Eingriff außerhalb der normalen Schichten auszuführen. Bei Schichtbeginn am nächsten Tag übernimmt wieder der Mensch. Tatsächlich zeigt eine Studie aus dem Jahr 2017, wie sehr autonome Roboter am Bau auf dem Vormarsch sind: 12 % der befragten Bauunternehmen antworteten, dass sie dabei sind, Robotik einzuführen. Weitere 4 % berichteten, dass sie diese Technologie bereits für all ihre Projekte einsetzen.
Die Robotik hat daher zu einem tiefgreifenden Wandel in wesentlichen Bereichen der Baubranche geführt. Zu den wichtigsten Faktoren gehören Produktivität, Genauigkeit, Fehlersenkung und Kosteneffizient. Betrachtet man die Sicherheitsstandards, zeigt sich, dass elektrisch betriebene Roboter in diesem Sektor im Normalfall sowohl schneller als ausgebildete Fachkräfte arbeiten als auch mit gleichbleibender Genauigkeit. Schnellere und genauere Roboter bedeuten eine wahrscheinliche Steigerung der Nettoproduktion, was wiederum den Profiten in der Branche zugutekommt. Die Branche leidet schon seit langer Zeit unter Fachkräftemangel. Im dritten Quartal 2020 berichteten 83 % der amerikanischen Bauunternehmen von Schwierigkeiten bei der Besetzung freier Fachstellen. Hochgradig effiziente Roboter können dieses Problem endgültig aus der Welt schaffen.
Hinzu kommt der Umstand, dass ein Arbeitsplatz in der Bauindustrie mit großen Gefahren einhergeht – im Jahr 2017 entfielen in den USA über ein Fünftel der tödlichen Arbeitsunfälle auf diese Branche. Höchste Zeit für mehr Sicherheit! Wenn Maschinen einige der extremen und gefährlichsten Aufgaben übernehmen, wird die Zahl der Todesfälle zurückgehen.
Im Laufe einer Dekade hat sich die Baubranche stark gewandelt. Sie stellt einen großen Markt für die künftige Robotiktechnologie dar. Künstliche Intelligenz, Maschinensensoren für das Internet der Dinge und Machine Learning werden eine wichtige Rolle spielen.
Schnellerer Warentransport dank Automatisierung
Der Logistik- und Transportsektor ist ein Bereich, in dem viele manuelle Arbeiten anfallen. Laut den vorliegenden Daten werden über 80 % der autonomen Fahrzeuge manuell verwaltet und gesteuert. Das ist ein gewaltiges Potenzial für die Robotik. Viele Automobilhersteller folgen bereits dem Trend zu mehr Autonomie. Unternehmen wie Google, Tesla und jetzt auch Toyota haben Fahrzeuge mit Autonomiefunktionen entwickelt. Das Spektrum reicht vom einfachen, automatischen Spurwechsel bis hin zum vollständig fahrerlosen Betrieb. Es wird erwartet, dass diese Veränderungen an Fahrzeugen und die Verbreitung der entsprechenden Technologien zu einem optimierten Verkehrsfluss und weiteren Vorteilen führen.
Nicht nur bei Pkw, auch bei Nutzfahrzeugen ist die Automatisierung ein wichtiges Thema, insbesondere bei Lkw. Dabei besteht das Ziel nicht darin, Fernfahrer zu ersetzen. Diese werden auch künftig für Aufgaben in Zusammenhang mit Wartung, Auslieferung an Kunden und anderem benötigt. Es steht sogar zu erwarten, dass die verstärkte Technologisierung bei gleichzeitig geringer werdender Arbeitsbelastung das Berufsfeld des Fernfahrers auch für jüngere Menschen attraktiver machen wird.
Fertigung und Automatisierung: eine Abkürzung zur schnelleren Herstellung
Die spürbar schnellsten Auswirkungen hat die vermehrte Automatisierung in der Fertigungsbranche. Tatsächlich hat der Einsatz von KI und Machine Learning zu einer modernen industriellen Revolution geführt, der sogenannten Industrie 4.0. Dabei handelt es sich um eine technologische Revolution, bei der intelligente Maschinen und Sensoren jeden Aspekt des Fertigungsprozesses lückenlos überwachen und optimieren, ohne dass der Mensch eingreifen muss. Letztendlich würde dies zu einer dramatisch höheren Effizienz, Produktionsgeschwindigkeit und Nachhaltigkeit in der Fertigung führen. Neben den direkten Folgen für den Fertigungsprozess selbst hat die Automatisierung auch höhere Sicherheitsstandards ermöglicht, da Reaktionen auf potenzielle Gefahrensituationen nun automatisiert erfolgen. Ein Beispiel für dieses Automatisierungsfeld sind mobile Roboter, die sich untereinander abstimmen und so Kollisionen vermeiden helfen. Ein weiteres Beispiel sind Umgebungssensoren, die beim Überschreiten bestimmter Sicherheitsparameter, zum Beispiel des Kohlenmonoxidanteils, Gegen- oder Schutzmaßnahmen einleiten.
Verbesserte Sicherheitsvorkehrungen
Die Einführung autonomer Einheiten in der Fabrik hat viele von uns dazu gebracht, über die Bedeutung des Wortes „Sicherheit“ nachzudenken. Manch einer stellt die Frage, wer eigentlich über die Wächter wacht, denn es wird zunehmend schwieriger, die Sicherheit von KI-Algorithmen zu kontrollieren. Diese Bedenken werden mit ziemlicher Sicherheit zur Aufstellung neuer Sicherheitsstandards führen, die unterschiedliche neue Parameter enthalten werden, mit denen die Folgen der neuen, autonomen Einheiten im Bereich der Sicherheit bewertet und beurteilt werden.
Eine jüngere Generation auf eine autonome Zukunft vorbereiten
Technologie wird immer komplexer. Entsprechend gut ausgebildet müssen die Menschen sein, die mit diesen Maschinen und Geräten arbeiten, sie betreuen und im Fehlerfall eingreifen werden. Eine erfolgreiche Einführung dieser Technologien und die sich daraus ergebenden positiven Anreize wird es für Unternehmen attraktiv machen, in Arbeitskräfte zu investieren, die über die notwendigen Talente und Fertigkeiten verfügen, um die Technologie weiterzuentwickeln. Das wird sich auf die technische Ausbildung auswirken. Der Lehrstoff wird sich sowohl nach den neuesten technologischen Errungenschaften als auch den Beschäftigungsvorgaben der Branche richten. Wie sich gezeigt hat, werden grundlegenden MINT-Qualifikationen, Programmierung, abstraktem Denkvermögen, Problemlösungsfertigkeiten und Kreativität zunehmend wichtiger sein. So wird sichergestellt, dass die nächste Generation gut auf eine Zukunft vorbereitet ist, in der autonome Maschinen eine wichtige Rolle spielen.