Die Frage, welche Prozesse sich für die Automatisierung eignen, ist die entscheidende vor jeder Investitionsentscheidung. Nicht jede Tätigkeit in der Fertigung lässt sich sinnvoll automatisieren. Wer das falsche Projekt angeht, investiert viel und erntet wenig.
Kriterien für automatisierbare Prozesse
Ob sich ein Prozess für die Automatisierung eignet, lässt sich anhand von sechs Kriterien beurteilen:
Wiederholbarkeit: Wird dieselbe Aufgabe regelmäßig und in gleicher Form ausgeführt? Je höher die Wiederholungsrate, desto schneller amortisiert sich die Automatisierung.
Standardisierung: Sind die Eingangsbedingungen definiert und konsistent? Automatisierungssysteme brauchen klar definierte Bedingungen. Wenn jedes Bauteil anders aussieht oder anders liegt, ist Automatisierung aufwendig oder unmöglich.
Beschreibbarkeit: Lässt sich der Prozess präzise in Regeln oder Bewegungsabläufen beschreiben? Aufgaben, die Erfahrung, Intuition oder Urteilsvermögen erfordern, sind für aktuelle Systeme schwierig.
Volumen: Wie oft wird die Aufgabe ausgeführt? Bei sehr kleinen Stückzahlen lohnt sich die Automatisierung selten, weil der Einrichtungsaufwand zu groß im Verhältnis zur erzielten Einsparung ist.
Schmerzpunkt: Wie hoch ist der aktuelle Aufwand oder das aktuelle Problem? Prozesse mit hoher körperlicher Belastung, häufigen Fehlern oder Kapazitätsengpässen haben höhere Automatisierungsprioritäten.
Technische Machbarkeit: Ist die notwendige Sensorik und Aktorik vorhanden oder verfügbar? Manche Aufgaben erfordern spezifische Greifer, Kameras oder Messeinrichtungen, die den Aufwand erhöhen.
Gut automatisierbare Prozesse
Schweißen und Löten sind klassische Robotikanwendungen. Wenn Bauteile reproduzierbar zugeführt und positioniert werden können, schweißen Roboter gleichmäßiger, schneller und ermüdungsfrei. MIG/MAG-Schweißen, Lichtbogenschweißen und Widerstandsschweißen sind gut automatisierbar.
Palettieren und Depalettieren gehört zu den am häufigsten automatisierten Prozessen. Einheitliche Gebinde, definierte Palettenmuster und hohe Stückzahlen machen diese Aufgabe zum idealen Roboterkandidaten.
Maschinenbestückung entlastet Mitarbeiter von monotoner Tätigkeit und erhöht die Maschinenauslastung durch schnellere Bestückungszyklen. Voraussetzung ist eine zuverlässige Bauteilzuführung.
Schrauben und Fügen lassen sich mit Cobot-Systemen gut automatisieren, wenn die Bauteilgeometrien definiert sind und Anzugsmomente präzise eingehalten werden müssen.
Etikettieren und Verpacken in der Endverpackung sind bei ausreichenden Stückzahlen gut automatisierbar und bisher oft noch manuell ausgeführt.
Lackieren und Beschichten werden in der Automobilindustrie seit Jahrzehnten automatisiert. Auch in anderen Branchen mit repetitiven Lackieraufgaben lohnt sich der Robotereinsatz bei entsprechenden Stückzahlen.
Visuelle Qualitätsprüfung durch Kamerasysteme und KI-gestützte Bildverarbeitung kann wiederkehrende Sichtprüfungen auf Oberflächenfehler, Vollständigkeit oder Maßhaltigkeit übernehmen.
Schwer automatisierbare Prozesse
Montage variantenreicher Baugruppen mit wechselnden Teilelayouts und undefinierten Positionierungen ist für aktuelle Systeme aufwendig. Wenn jeder Auftrag anders ist und Bauteile nicht standardisiert zugeführt werden, steigen Programmieraufwand und Sensorikanforderungen erheblich.
Handhabung weicher oder forminstabiler Materialien wie Textilien, Kabel, Schläuche oder Folien stellt hohe Anforderungen an Greiftechnologie und Sensorik. Fortschritte in der Soft-Robotics verbessern die Situation, aber viele Anwendungen sind noch nicht wirtschaftlich automatisierbar.
Aufgaben mit hoher Urteilsanforderung wie das Erkennen und Sortieren unbekannter Objekte, das Einschätzen von Qualitätsmerkmalen, die subjektive Beurteilung erfordern, oder das Reagieren auf unvorhergesehene Situationen überfordern aktuelle Systeme ohne aufwendige KI-Integration.
Servicearbeiten und Instandhaltung sind aufgrund der unstrukturierten Umgebungen und der Vielfalt der Aufgaben schwer automatisierbar. Hier bleiben Menschen auf absehbare Zeit überlegen.
Einzelstückfertigung mit komplexen Geometrien, die selten wiederholt wird, lässt sich schwer automatisieren, weil der Einrichtungsaufwand die erzielte Einsparung übersteigt.
Die ABC-Analyse für Automatisierungsprojekte
Eine bewährte Methode zur Priorisierung von Automatisierungsprojekten ist die Anwendung einer ABC-Analyse:
A-Prozesse sind häufige, standardisierte Tätigkeiten mit hohem Volumen und klaren Verbesserungspotenzialen. Sie haben die höchste Automatisierungspriorität.
B-Prozesse sind regelmäßige Tätigkeiten mit moderatem Volumen oder eingeschränkter Standardisierung. Sie kommen für die Automatisierung in Frage, erfordern aber sorgfältigere Wirtschaftlichkeitsprüfung.
C-Prozesse sind seltene, hochvariable oder stark urteilsabhängige Tätigkeiten. Automatisierung ist hier selten wirtschaftlich.
Schrittweise Prozessanalyse
Vor der Investitionsentscheidung empfiehlt sich eine strukturierte Prozessanalyse:
Zunächst werden alle manuellen Tätigkeiten in der Produktion dokumentiert und nach Zeitaufwand gewichtet. Dann werden die Tätigkeiten anhand der oben genannten Kriterien bewertet. Die am besten bewerteten Kandidaten werden vertieft analysiert: Wie sieht der konkrete Prozessablauf aus? Welche Varianten gibt es? Welche Sensorik wäre notwendig?
Auf dieser Basis lässt sich eine belastbare Wirtschaftlichkeitsrechnung erstellen und ein erster Pilotprojekt identifizieren, der mit überschaubarem Risiko umgesetzt werden kann.
Häufig gestellte Fragen
Kann man einen Prozess automatisieren, ohne ihn vorher zu standardisieren?
Technisch möglich, aber selten sinnvoll. Automatisierung verstärkt bestehende Prozessqualität. Ein schlecht definierter Prozess wird durch Automatisierung nicht besser, sondern die Fehler werden schneller und reproduzierbarer erzeugt. Prozessstandardisierung vor der Automatisierung ist in der Regel die bessere Investition.
Was tun, wenn Mitarbeiter die Automatisierung ablehnen?
Ablehnung entsteht meist aus Angst vor Jobverlust oder Veränderung. Transparente Kommunikation über Ziele und Auswirkungen, frühe Einbindung der betroffenen Mitarbeiter und die Sicherheit, dass freigewordene Kapazitäten für andere Aufgaben genutzt werden, reduzieren Widerstände erheblich.
Lohnt sich Automatisierung auch bei Fachkräftemangel ohne Stellenabbau?
Ja, oft sogar besonders dann. Wenn ein Betrieb keine ausreichenden Mitarbeiter für monotone Tätigkeiten findet, übernimmt der Roboter diese und ermöglicht vorhandenen Mitarbeitern, anspruchsvollere Aufgaben zu übernehmen.
