Was ist "Cobot"?

Ein Cobot (kollaborativer Roboter) ist ein Roboter, der speziell für die direkte Zusammenarbeit mit Menschen konzipiert ist und ohne trennende Schutzeinrichtungen wie Zäune oder Einhausungen eingesetzt werden kann. Im Gegensatz zu konventionellen Industrierobotern, die in abgesperrten Zellen arbeiten, teilen sich Cobots den Arbeitsraum mit ihren menschlichen Kollegen. Durch integrierte Sensorik, Kraft- und Momentenbegrenzung sowie abgerundete Bauformen wird das Verletzungsrisiko bei Kontakt minimiert. Im Kontext von Lean Management und TPM ermöglichen Cobots eine flexible, kostengünstige Automatisierung, die den Menschen nicht ersetzt, sondern ergänzt und unterstützt.

Einsatzbereiche und Vorteile

Cobots werden vorrangig für Aufgaben eingesetzt, die repetitiv, ergonomisch belastend oder monoton sind: Pick-and-Place-Tätigkeiten, Schraubvorgänge, Qualitäts­prüfungen, Maschinenbestückung, Verpackung und Palettierung. Ihre Programmierung ist deutlich einfacher als bei klassischen Industrierobotern, viele Modelle können per Hand geführt und angelernt werden (sogenanntes Teaching-by-Demonstration). Dies ermöglicht es Mitarbeitern am Gemba, den Cobot eigenständig umzuprogrammieren, wenn sich die Aufgabenstellung ändert.

Die Vorteile gegenüber konventioneller Automatisierung liegen in der Flexibilität und den vergleichsweise geringen Investitionskosten. Während eine klassische Roboterzelle einen festen Arbeitsplatz und aufwendige Sicherheitsinfrastruktur erfordert, kann ein Cobot auf mobilen Plattformen eingesetzt und schnell an wechselnde Produktionsbedingungen angepasst werden. Das Marktvolumen für kollaborative Robotik soll laut Prognosen im laufenden Jahrzehnt von knapp einer auf rund acht Milliarden US-Dollar wachsen.

Cobots und Karakuri Kaizen

Eine besonders vielversprechende Kombination ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Cobots mit Karakuri Kaizen, der Einfachautomatisierung auf Basis mechanischer Prinzipien. May bezeichnet diese Verbindung als „Dreamteam für flexible, kostengünstige Automatisierung“. Während die verfügbaren Kräfte bei Cobots begrenzt sind, kann Karakuri Kaizen hier Abhilfe schaffen. Umgekehrt kann der Greifarm eines Cobots einem Karakuri-System Teile zum Befördern zuführen (vgl. Leikep 2022, S. 18). Diese Kombination vereint die Vorteile digitaler Flexibilität mit energieneutraler, mechanischer Einfachheit.

Integration in Lean-Produktionssysteme

Aus Lean-Perspektive sind Cobots ein Werkzeug zur Unterstützung der Wertschöpfung, kein Selbstzweck. Der frühere Toyota-Manager Mitsuru Kawai prägte den Grundsatz, dass nur Menschen Prozesse verbessern können und deshalb immer im Mittelpunkt stehen sollten. Cobots sollten daher so eingesetzt werden, dass sie den Mitarbeitern Freiräume für wertschöpfende und kreative Tätigkeiten schaffen, statt menschliche Kompetenz zu ersetzen. Eine übermäßige Automatisierung kann den KVP-Prozess sogar behindern, weil vollautomatische Systeme nicht die Prozesse hinterfragen.

Unternehmen, die Cobots erfolgreich in ihr Produktionssystem integrieren, berücksichtigen neben der technischen Machbarkeit auch die Auswirkungen auf die Arbeitsorganisation: Welche Tätigkeiten übernimmt der Cobot? Wie verändert sich die Rolle des Mitarbeiters? Welche neuen Qualifikationen werden benötigt? Diese Fragen sollten im Rahmen eines strukturierten Veränderungsprozesses beantwortet werden, um Akzeptanz zu schaffen und die Potenziale der Mensch-Roboter-Kollaboration voll auszuschöpfen.

Praxistipp: Beginnen Sie mit einem überschaubaren Pilotprojekt, bei dem der Cobot eine klar definierte, repetitive Aufgabe übernimmt. Binden Sie die Mitarbeiter am Shopfloor von Anfang an ein, sie kennen die Prozesse am besten und können wertvolle Hinweise zur optimalen Integration geben. Kombinieren Sie den Cobot-Einsatz mit Karakuri-Lösungen, um die Investitionskosten niedrig zu halten.

Sicherheit und Normen

Der Einsatz von Cobots unterliegt spezifischen Sicherheitsnormen, insbesondere der ISO 10218 und der ISO/TS 15066. Diese Normen definieren Grenzwerte für Kräfte und Drücke bei Kontakt zwischen Mensch und Roboter. In der Praxis bedeutet dies, dass vor der Inbetriebnahme eine Risikobeurteilung durchgeführt werden muss, die sowohl die Anwendung als auch die Arbeitsumgebung berücksichtigt. Trotz des Wegfalls von Schutzzäunen bleibt die Gewährleistung der Arbeitssicherheit eine zentrale Anforderung, Job Safety-Prinzipien sind daher auch im Cobot-Umfeld relevant.

Quellenangaben

Leikep, S. (2022): Karakuri als Ergänzung zu Hightech, Einfachautomatisierung schafft Wettbewerbsvorteile, in: YOKOTEN 03/2022.

Verwandte Konzepte

• Karakuri, Einfachautomatisierung, die in Kombination mit Cobots besonders wirksam ist.
• TPM, Ganzheitliches Produktionsmanagement, in das Cobots als Automatisierungswerkzeug eingebettet werden.
• Lean Management, Managementphilosophie, die den Menschen in den Mittelpunkt stellt und Cobots als Unterstützung versteht.
• Job Safety, TWI-Methode zur Arbeitssicherheit, relevant für die sichere Mensch-Roboter-Kollaboration.
• KVP, Kontinuierlicher Verbesserungsprozess, den Cobots unterstützen, aber nicht ersetzen können.
• Gemba, Der Ort der Wertschöpfung, an dem Cobots gemeinsam mit Menschen arbeiten.