Wenn humanoide Roboter wirtschaftlich sinnvoll werden

Humanoid Roboter sind auf Technologiemessen mittlerweile ein vertrauter Anblick. Sie gehen, heben Kisten, bedienen Werkzeuge und führen vor Publikum sorgfältig einstudierte Aufgaben aus. Für Industrieunternehmen spielt der Spektakuläre Charakter jedoch keine Rolle. Eine Maschine ist erst dann von Nutzen, wenn sie in einer realen Betriebsumgebung sicher, zuverlässig und wirtschaftlich arbeiten kann.

Diese Schwelle rückt nun immer näher. Fortschritte in den Bereichen künstliche Intelligenz, Sensoren, Aktoren und Batteriesysteme verleihen Robotern größere Bewegungsfreiheit und eine bessere Fähigkeit, auf ungewohnte Situationen zu reagieren. Gleichzeitig haben Hersteller, Logistikunternehmen und Pflegeeinrichtungen Schwierigkeiten, körperlich anspruchsvolle Stellen zu besetzen. Humanoide Roboter rücken zunehmend in den Fokus der Diskussion, da sie möglicherweise in für Menschen konzipierten Räumen arbeiten können, ohne dass jeder Prozess auf feststehende Automatisierungslösungen umgestellt werden muss.

Für Schweizer Unternehmen liegt der Reiz auf der Hand: Arbeitskräfte sind teuer, qualifizierte Mitarbeiter lassen sich nur schwer rekrutieren, und an vielen Produktionsstandorten werden moderne Systeme mit Maschinen kombiniert, die bereits seit Jahren im Einsatz sind. Ein flexibler Roboter, der sich zwischen den Arbeitsstationen bewegen, Standardwerkzeuge handhaben und sich wiederholende oder gefährliche Aufgaben übernehmen kann, könnte praktischer sein als die Installation einer separaten automatisierten Zelle für jeden einzelnen Prozess.

Die wirtschaftliche Rentabilität hängt nach wie vor von weit mehr als nur dem Roboter selbst ab.

Warum die humanoide Form praktischen Nutzen hat

Herkömmliche Industrieroboter leisten hervorragende Arbeit, wenn die Aufgabe, die Bewegungen und der Arbeitsbereich streng kontrolliert werden. Sie schweißen, greifen, sortieren und montieren schnell und präzise. Ihre Schwäche liegt jedoch in der Flexibilität. Ein hinter einer Sicherheitsbarriere befestigter Roboterarm kann nicht einfach zu einer anderen Station gehen, eine Tür öffnen oder Geräte bedienen, die für menschliche Hände konzipiert sind.

Fabriken, Lagerhallen, Krankenhäuser und Privathäuser wurden auf den menschlichen Körper zugeschnitten. Regale, Treppen, Bedienelemente, Werkbänke und Werkzeuge sind an die menschlichen Proportionen angepasst. Ein Roboter mit Armen, Händen und Beinen kann theoretisch ohne umfangreiche Umbaumaßnahmen in diese Umgebungen gelangen.

Dies gilt insbesondere für kleine und mittelständische Hersteller. Großunternehmen können in hochspezialisierte Produktionslinien investieren, während ein kleineres Werk möglicherweise kleinere Stückzahlen produziert, häufig die Produktpalette wechselt oder auf ältere Maschinen angewiesen ist. Eine vollständige Automatisierung lässt sich nur schwer rechtfertigen, wenn dieselben Anlagen nicht kontinuierlich genutzt werden.

Ein humanoider Roboter könnte künftig morgens Materialien transportieren, nachmittags an einer Maschine assistieren und nachts Inspektionsarbeiten durchführen. Diese Flexibilität ist das größte Versprechen. Sie ist aber auch die Fähigkeit, die am schwierigsten zuverlässig umzusetzen ist.

Die Schweizer Industrie hat klare Anwendungsfälle

Die ersten vielversprechenden Anwendungsfälle dürften dort auftauchen, wo die Aufgabe unangenehm, gefährlich oder schwer zu besetzen ist.

In der Präzisionsfertigung könnten Roboter Bauteile zwischen Maschinen transportieren, Materialien laden oder sich wiederholende Handhabungsaufgaben übernehmen, die derzeit von qualifizierten Mitarbeitern ausgeführt werden. In der Lebensmittel- und Pharmaproduktion könnten sie beim innerbetrieblichen Transport helfen oder in Bereichen eingesetzt werden, in denen strenge Hygiene- und Rückverfolgbarkeitsanforderungen gelten. Logistikunternehmen könnten sie zum Entladen, zur Auftragsabwicklung oder für den Transport zwischen Lagerbereichen einsetzen, die nicht für autonome Fahrzeuge ausgelegt sind.

Die Sicherheit am Arbeitsplatz könnte ein stärkeres Argument sein als die reine Einsparung von Arbeitskräften. Ein Roboter kann eine Säge bedienen, schwere Teile handhaben, einen Gefahrenbereich betreten oder sich wiederholende Bewegungen ausführen, die langfristig zu körperlicher Belastung führen. Das Ziel besteht nicht unbedingt darin, Menschen aus dem Prozess zu entfernen, sondern die menschliche Aufmerksamkeit für Aufgaben zu reservieren, die Urteilsvermögen, Anpassungsfähigkeit und technisches Wissen erfordern.

Die demografische Struktur der Schweiz verstärkt diesen Druck noch. Erfahrene Mitarbeiter gehen in den Ruhestand, während jüngere Arbeitskräfte oft weniger bereit sind, körperlich anstrengende oder monotone Tätigkeiten zu übernehmen. Unternehmen konkurrieren bereits um Techniker, Mechaniker, Pflegekräfte und Logistikmitarbeiter. Automatisierung wird umso attraktiver, wenn eine unbesetzte Stelle den Produktionsertrag einschränkt oder qualifizierte Mitarbeiter dazu zwingt, Zeit mit Routineaufgaben zu verbringen.

Die Pflegerobotik stellt eine andere Herausforderung dar

Humanoide Roboter werden auch für die Altenpflege und die Unterstützung in Privathaushalten entwickelt. Ein im Quellmaterial beschriebenes Modell kann beim Kochen helfen, Einkaufslisten erstellen und bestimmte Aufgaben erledigen, während es von einer Pflegekraft mithilfe von Virtual-Reality-Ausrüstung ferngesteuert wird. Anstatt das Gerät zu verkaufen, plant der Anbieter, eine monatliche Mietgebühr zu erheben.

Das Konzept entspricht einem echten Bedarf. Viele ältere Menschen möchten zu Hause bleiben, während Pflegeeinrichtungen mit Personalmangel und steigender Nachfrage zu kämpfen haben. Ein Roboter könnte zwischen den Besuchen bei praktischen Aufgaben helfen und es Fachkräften ermöglichen, aus der Ferne in begrenztem Umfang Unterstützung zu leisten.

Ein Privathaushalt stellt jedoch eine weitaus größere Herausforderung dar als eine Fabrik. Möbel werden umgestellt, Räume unterscheiden sich voneinander, und die Nutzer können unter eingeschränkter Mobilität oder kognitiven Beeinträchtigungen leiden. Ein Roboter, der in der Nähe von Medikamenten, Lebensmitteln oder einer körperlich hilfsbedürftigen Person eingesetzt wird, muss sehr hohe Zuverlässigkeitsstandards erfüllen.

Die Fernüberwachung verändert auch die Wirtschaftlichkeit. Wenn ein qualifizierter Mitarbeiter den Roboter häufig anleiten muss, ist die Arbeitskraft nicht verschwunden, sondern lediglich an einen anderen Ort verlagert worden. Der Dienst wird erst dann effizient, wenn ein Fachmann mehrere Maschinen überwachen und gezielt eingreifen kann.

Der Datenschutz wird ebenso wichtig sein. Ein Roboter, der in einem Haushalt eingesetzt wird, kann Video-, Audio-, Bewegungs- und gesundheitsbezogene Daten erfassen. Die Anbieter müssen festlegen, wo diese Informationen verarbeitet werden, wie lange sie aufbewahrt werden und wer darauf zugreifen darf. Schweizer Gesundheits- und Pflegeorganisationen müssen die Maschine als Teil ihrer Informationsarchitektur betrachten und nicht lediglich als ein Gerät.

Der Roboter muss sich in den restlichen Betriebsablauf einbinden

Ein humanoider Roboter darf nicht nur ein isoliertes Vorführmodell bleiben. Er muss Aufgaben erhalten, Materialien identifizieren, Fehler melden und mit den Systemen kommunizieren, die bereits im Unternehmen im Einsatz sind.

In der Fertigung kann dies das Fertigungsausführungssystem, die Unternehmensplanungssoftware, das Lagermanagement und die Qualitätskontrolle umfassen. Der Roboter muss wissen, welcher Auftrag gerade bearbeitet wird, wohin ein Bauteil gelangen soll und ob eine Maschine verfügbar ist. Wenn eine Aufgabe fehlschlägt, sollte das Ereignis in derselben Betriebsumgebung protokolliert werden, die auch von Mitarbeitern und anderen Anlagen genutzt wird.

Die Integration entscheidet darüber, ob die Maschine Zeit spart oder eine weitere Überwachungsebene schafft. Ein Roboter, bei dem Anweisungen manuell über eine separate Schnittstelle eingegeben werden müssen, kann die Komplexität eher erhöhen als verringern.

Auch die Datenqualität gewinnt zunehmend an Bedeutung. Eine Maschine kann nur auf der Grundlage genauer Informationen über Lagerbestände, Arbeitsabläufe und den Zustand der Ausrüstung handeln. Unternehmen mit inkonsistenten Stammdaten oder schlecht vernetzten Systemen könnten feststellen, dass der Roboter bestehende Schwachstellen aufdeckt, lange bevor er die Produktivität steigert.

Das Technologieprojekt beginnt daher mit der Prozessgestaltung. Welche Aufgabe ist stabil genug, um automatisiert zu werden? Welche Informationen benötigt der Roboter? Wie reagiert er, wenn ein Objekt fehlt, eine Maschine stehen bleibt oder eine Person den Arbeitsbereich betritt? Wer erhält die Warnmeldung, und wie geht es dann weiter?

Ein Unternehmen, das diese Fragen nicht beantworten kann, ist noch nicht bereit für den Einsatz eines humanoiden Roboters – ganz gleich, wie fortschrittlich die Maschine auch erscheinen mag.

Die Wirtschaftlichkeit hängt von der Zuverlässigkeit ab

Robotikunternehmen geben häufig den Preis der Maschine oder die monatlichen Wartungskosten an. Aussagekräftiger sind jedoch die Gesamtkosten für einen zuverlässigen Betrieb.

Dazu gehören Installation, Integration, Wartung, Energie, Softwarelizenzen, Versicherungen und Mitarbeiterschulungen. Ebenfalls enthalten ist der Zeitaufwand für die Behebung von Fehlern. Ein Roboter, der mehrere Stunden lang arbeitet und dann einen Techniker benötigt, mag als Prototyp beeindruckend sein, als Ersatz für einen Mitarbeiter ist er jedoch teuer.

Die Auslastung beeinflusst die Kalkulation. Eine Spezialmaschine kann ihre Kosten rechtfertigen, wenn sie kontinuierlich eine Aufgabe mit hohem Durchsatz ausführt. Von einem Humanoiden wird erwartet, dass er sich seinen Platz durch Flexibilität verdient. Er muss genügend unterschiedliche Aufgaben ausführen, um über eine gesamte Schicht hinweg produktiv zu bleiben.

Unternehmen sollten den Roboter mit realistischen Alternativen vergleichen. Die Entscheidung muss nicht unbedingt zwischen einem Humanoiden und einem Menschen fallen. Sie kann auch zwischen einem Humanoiden, einem herkömmlichen Roboter, einer mobilen Plattform, einem neu gestalteten Arbeitsplatz oder einer Änderung der Produktionsplanung liegen.

Die menschenähnliche Maschine wird nicht immer gewinnen. Eine einfachere Lösung könnte kostengünstiger, schneller und wartungsfreundlicher sein.

„Robotics as a Service“ könnte die Einführung beschleunigen

Miet- und Abonnementmodelle können die anfängliche Hemmschwelle senken. Der Kunde zahlt eine monatliche Gebühr, die Hardware, Software, Wartung und technischen Support umfassen kann. Updates können eingeführt werden, ohne dass das gesamte Gerät ausgetauscht werden muss, während der Anbieter weiterhin die Verantwortung für die Leistung trägt.

Dieses Modell bietet Unternehmen die Möglichkeit, die Technologie zu testen, bevor sie eine größere Investition tätigen. Außerdem kann der Anbieter auf diese Weise Betriebsdaten erfassen und das System für mehrere Kunden optimieren.

Die finanzielle Belastung verschwindet nicht. Sie verlagert sich auf den Anbieter, der eine Flotte aufbauen und instand halten muss, bevor sich Abonnement-Einnahmen angesammelt haben. Frühe „Robotics-as-a-Service“-Unternehmen verzeichnen möglicherweise wachsende Umsätze, verbrauchen dabei jedoch erhebliche Barmittel.

Kunden sollten prüfen, was der Vertrag tatsächlich garantiert. Eine monatliche Gebühr ist nur dann attraktiv, wenn sie klare Servicelevels, Reaktionszeiten und die Haftung bei Ausfällen umfasst. Verfügbarkeit, Sicherheitsupdates, Dateneigentum und Kündigungsrechte sollten festgelegt werden, bevor die Maschine in Betrieb genommen wird.

Besondere Aufmerksamkeit verdient die Abhängigkeit von Anbietern. Sobald ein Roboter in mehrere Arbeitsabläufe integriert wurde, kann sein Austausch Änderungen an der Software, an Schulungen und an der Prozessgestaltung erfordern. Offene Schnittstellen und der Zugriff auf Betriebsdaten können diese Abhängigkeit verringern.

Sicherheit wird über physische Barrieren hinausgehen

Herkömmliche Industrieroboter arbeiten in der Regel innerhalb festgelegter Bereiche, die durch Zäune, Sensoren und Not-Aus-Schalter geschützt sind. Humanoide Roboter sollen sich hingegen in Räumen bewegen, die sie sich mit Menschen teilen. Ihre Sicherheitssysteme müssen daher wechselnden Bedingungen Rechnung tragen.

Die Maschine muss Personen, Hindernisse und unerwartete Bewegungen erkennen. Sie muss die Kraft begrenzen, sicher anhalten und sich bei einem Kommunikationsausfall vorhersehbar verhalten. Cybersicherheit wird zu einem Bestandteil der physischen Sicherheit, da ein kompromittiertes System die Bewegungsabläufe des Roboters beeinträchtigen kann.

Schweizer Unternehmen benötigen einen strukturierten Genehmigungsprozess, an dem die Bereiche Betrieb, IT, Arbeitssicherheit, Datenschutz und Rechtsabteilung beteiligt sind. Die Verantwortung darf nicht allein bei der Innovationsabteilung oder dem Ausrüstungslieferanten liegen.

Auch die Akzeptanz seitens der Mitarbeiter wird die Einführung beeinflussen. Die Beschäftigten könnten Bedenken hinsichtlich ihrer Ersetzung, Überwachung oder einer verstärkten Leistungskontrolle haben. Ein Unternehmen, das Roboter einführt, ohne deren Zweck zu erläutern, kann Widerstand hervorrufen, selbst wenn der beabsichtigte Einsatz darin besteht, körperliche Belastungen zu verringern.

Bei den erfolgreichsten Umsetzungen werden die Mitarbeiter frühzeitig einbezogen. Die Mitarbeiter wissen, wo Aufgaben scheitern, welche Bewegungsabläufe zu Verletzungen führen und wo Automatisierung tatsächlich Abhilfe schaffen würde. Dank ihres Fachwissens lässt sich verhindern, dass ein technisch ausgefeiltes Projekt das falsche Problem löst.

Die Lieferkette ist international

Humanoide Roboter vereinen Software, Elektronik und Feinmechanik aus verschiedenen Regionen. Ein europäisches Unternehmen kann das Produkt entwickeln, amerikanische Prozessoren verwenden, Motoren oder Batterien aus Asien beziehen und die Maschine von einem chinesischen Auftragsfertiger montieren lassen.

Diese Struktur kann Kosten senken und die Produktion beschleunigen. Sie birgt jedoch auch Risiken in Bezug auf Zölle, Exportkontrollen, Komponentenengpässe und geopolitische Spannungen.

Die Robotik wird zunehmend Teil derselben strategischen Debatte wie Halbleiter, künstliche Intelligenz und fortschrittliche Fertigungstechnologien. Beschränkungen beim Zugang zu Chips oder beim Technologietransfer können sich auf die Produktverfügbarkeit und den Support auswirken. Unternehmen sollten wissen, welche Komponenten kritisch sind, wo Alternativen bestehen und wie schnell der Lieferant auf Störungen reagieren kann.

Der Speicherort der Daten kann ebenso wichtig sein wie die Herkunft der Hardware. Ein Roboter kann Diagnoseinformationen, Videos oder Leistungsdaten an Cloud-Dienste außerhalb der Schweiz senden. Die technische Architektur sollte überprüft werden, bevor sensible Produktions- oder Pflegedaten über diese übertragen werden.

Eine praktische Methode zur Bewertung eines ersten Projekts

Der sinnvollste Ausgangspunkt ist eine eng gefasste Aufgabe mit einem messbaren betrieblichen Problem. Der Umgang mit Gefahrstoffen, sich wiederholende Verladearbeiten oder Bewegungen zwischen festgelegten Arbeitsplätzen bieten einen klareren Testfall als das weit gefasste Ziel, eine ganze Abteilung zu automatisieren.

Das Unternehmen sollte die aktuellen Kosten, die Fehlerquote, die Sicherheitsbilanz und die Schwierigkeiten bei der Personalbesetzung ermitteln. Anschließend kann es den Roboter mit dem bestehenden Prozess und anderen Automatisierungsoptionen vergleichen. Ein Pilotprojekt benötigt ausreichend Zeit, um den Wartungsaufwand und Ausnahmesituationen aufzudecken, und nicht nur, um zu beweisen, dass die Maschine die Aufgabe einmalig ausführen kann.

Der Erfolg sollte anhand der Betriebszeit, der erledigten Aufgaben, der erforderlichen Eingriffe, der Sicherheitsvorfälle und der Gesamtbetriebskosten gemessen werden. Das Feedback der Mitarbeiter sollte ebenfalls in diese Bewertung einfließen. Ein Roboter, der zwar seine technischen Ziele erreicht, aber den umgebenden Arbeitsablauf stört, hat keinen erfolgreichen Einsatz hinter sich.

Erst wenn die erste Anwendung zuverlässig funktioniert, sollte das Unternehmen zusätzliche Aufgaben in Betracht ziehen. Die humanoide Robotik verspricht Flexibilität, doch diese Flexibilität sollte durch praktische Erfahrungen erworben und nicht allein aus der Produktbeschreibung abgeleitet werden.

Die Umsetzung erfolgt Schritt für Schritt

Es ist unwahrscheinlich, dass humanoide Roboter durch einen einzigen bahnbrechenden Durchbruch Einzug in die Schweizer Industrie halten werden. Sie werden nach und nach in Fabriken, Lagerhäusern und Pflegeeinrichtungen auftauchen, wo Arbeitskräftemangel, Sicherheitsrisiken und eine unflexible Infrastruktur klare wirtschaftliche Argumente für ihren Einsatz liefern.

Die Maschinen werden weiterhin überwacht, und viele Aufgaben erfordern nach wie vor menschliches Urteilsvermögen. Herkömmliche Automatisierung wird auch weiterhin die bessere Wahl sein, wann immer sich der Prozess standardisieren lässt. Humanoide werden ihre Rolle in den Lücken zwischen diesen Systemen finden: in Umgebungen, die für Menschen geschaffen wurden, bei sich verändernden Arbeitsabläufen und bei Aufgaben, die sich mit fest installierten Anlagen nur schwer automatisieren lassen.

Die Unternehmen, die als Erste davon profitieren werden, sind nicht diejenigen, die die futuristischste Maschine anschaffen. Es werden vielmehr jene sein, die ein konkretes betriebliches Problem identifizieren, ihre Daten und Systeme vorbereiten, die Mitarbeiter einbeziehen und das Ergebnis messen, ohne sich von der Form des Roboters ablenken zu lassen.

Ein humanoider Körper könnte den Einstieg dieser Technologie in die Arbeitswelt ermöglichen. Von einer zuverlässigen Integration hängt es ab, ob sie sich dort etablieren wird.