Wer das erste Mal von Robotern hört, denkt womöglich zuerst an die zahlreichen Science-Fiction-Filme wie "Terminator" oder "iRobot".
Ursprünglich stammt der Begriff Robotik von Isaac Asimov, der diesen erstmalig 1942 in einer Science-Fiction-Kurzgeschichte verwendete. Heutzutage ist die Programmierung von Robotern im Bereich der Digitalisierung und der Industrie 4.0 bereits real geworden.
Tesla-Gründer Elon Musk sagte diesbezüglich bereits 2017:
Das ist noch gar nichts. In ein paar Jahren wird sich dieser Roboter so schnell bewegen, dass man ein Stroboskoplicht braucht, um ihn zu sehen. - Elon Musk auf Twitter
Zunächst wirkt das Zitat aufregend und beeindruckend, doch steckt hinter dieser Aussage vielleicht auch eine Warnung in Bezug auf die scheinbar endlose Weiterentwicklung von Robotern? Um diesem Zitat nun auf den Grund zu gehen, werden wir dir in diesem Artikel die Automatisierung und Roboter ausführlich erklären und beispielhaft skizzieren.
Geschichte der Roboter und Automatisierung
Du solltest zunächst die Geschichte der Automatisierung kennenlernen – angefangen von den ersten Überlegungen durch die alten Griechen (384 v. Chr. – 322 v. Chr.) bis hin zur Entwicklung der ersten Roboter (1959).
Zu Lebzeiten des griechischen Universalgelehrten Aristoteles träumten die Menschen bereits von selbst arbeitenden Maschinen. Jedoch war es nur ein erster Gedanke, denn die Menschen hatten noch nicht die nötigen Ressourcen, geschweige denn das nötige Wissen dies in die Tat umzusetzen. Dieser Wunsch verwirklichte sich erstmals im Mittelalter.
Erst dann gelang es Tüftlern, ausgeklügelte Automaten zu konstruieren. Diese mechanischen Konstrukte waren jedoch nicht Roboter, wie wir sie kennen, sondern es waren kleine mechanische Affen, künstliche Vögel, Springbrunnen und automatische Uhren.
Etwa 2000 Jahre nach den ersten Überlegungen zur Automatisierung im alten Griechenland, kam die Menschheit ihrem Traum ein großes Stück näher.
Definition Robotik
Erstmals beschrieb Isaac Asimov in einer Kurzgeschichte Gesetzmäßigkeiten, die für alle Roboter und intelligente Maschinen, gelten sollen:
- Kein Mensch darf durch einen Roboter verletzt, geschweige denn getötet werden.
- Gegebene Befehle sollten von einem Roboter akzeptiert und realisiert werden, außer der Befehl würde Gesetz Nummer eins brechen.
- Ein Roboter muss das Wohl seiner Existenz schützen, solange diese nicht mit Gesetz eins und zwei kollidieren.
Um mögliche Gefahren, die von Robotern ausgehen können, zu vermeiden, gelten diese Prinzipien auch heute noch. Selbst Elon Musk warnt vor einer zu menschenfeindlichen Weiterentwicklung von Robotern und künstlicher Intelligenz (KI):
Niemand mag es, reguliert zu werden, aber alles (Autos, Flugzeuge, Lebensmittel, Medikamente usw.), was eine Gefahr für die Öffentlichkeit darstellt, ist reguliert. Das sollte auch für KI gelten. - Elon Musk auf Twitter
Doch was ist nun Robotik oder Robotertechnik?
Die Robotik befasst sich mit der Konstruktion, der Herstellung und der Konzeption von Robotern.
Somit ist die Robotik ein großer technischer Bereich, welcher Teilbereiche der Informatik, Elektronik, künstlicher Intelligenz, Nanotechnik, Biotechnik und Mechatronik miteinander verbindet. Da die Robotik häufig mit dem Begriff der Automatisierung verwechselt wird, müssen wir beide Ausdrücke voneinander abgrenzen.
Definition Automatisierung
Die Automatisierung ist im Gegensatz zur Robotik ein recht komplexer Begriff, da dieser drei unterschiedliche Prozesse beinhaltet.
Die Automatisierung beschreibt die Einführung von Prozessen in verschiedene Arbeitsbereiche, um durch autonom arbeitende Maschinen den Mensch zu unterstützen.
Durch die Definition sieht man deutlich, dass Maschinen ganze Arbeitsprozesse übernehmen können.
Eine automatisierte Buchhaltung entlastet Mitarbeiter*innen in einem Unternehmen. Diese kann dabei Folgendes beinhalten:
- autonome Datenübergabe
- autonom erzeugte Rechnungen
- Kontaktsynchronisierung
Werden Rechnungen zum Beispiel durch einen Computer automatisiert erzeugt, so kann viel Zeit gespart werden.
Die Automatisierung kann dabei in drei verschiedene Arten eingeteilt werden:
- Prozessautomatisierung: Ganze Produktionsprozesse werden autonom gestaltet, etwa durch automatisierte Datenbanken.
- Verfahrensautomatisierung: Es werden nur einzelne Vorgänge automatisiert, zum Beispiel die Fließbandarbeit.
- Systemautomatisierung: Alle Abläufe erfolgen automatisiert, beispielsweise bei dem 3D-Druck.
Alle Prozesse werden in Unternehmen individuell eingesetzt und genutzt. Die Automatisierung ist somit ein großer Fortschritt im Bereich der Industrie 4.0 und der Digitalisierung.
Roboter Automatisierung – Folgen der Automatisierung für den deutschen Arbeitsmarkt
Der industrielle Weg hin zur Automatisierung und zur Verwendung von Robotern ist sehr komplex. Blickt man zurück auf die industrielle Revolution, so wird die Zeit um 1750 bis 1850 als erste industrielle Revolution bezeichnet. In dieser Zeit wurden die ersten mechanisierten Webstühle hergestellt, was für das frühe 19. Jahrhundert äußerst fortschrittlich war. Als dann die Dampfmaschine entwickelt wurde und die Mechanisierung sich auch in anderen Bereichen fortsetzte, kam es zu immensen wirtschaftlichen und sozialen Veränderung.
Die erste industrielle Revolution war maßgeblich für einige politische und soziale Entwicklungen, deren Dynamik du der folgenden Tabelle entnehmen kannst.
| 1. Entwicklung | 2. Entwicklung | 3. Entwicklung | 4. Entwicklung |
| Die Gesellschaft und das Zusammenarbeiten in der Arbeitswelt hat sich sehr stark verändert. Daraus entstanden Arbeiterklassen und die ersten großen Fabriken. | Durch die Automatisierung wurde die Produktion von Klamotten, beispielsweise durch Webstühle, enorm gesteigert. Somit wuchs das Wohlstandsniveau der Menschen. | Es wurden sehr hohe Vermögen von Unternehmer erwirtschaftet, wodurch immer mehr neuartige automatisierte Maschinen gekauft werden können. Das einzig Negative daran war, dass die Schere zwischen Arm (Arbeiterklasse) und Reich (Kapital orientierte Unternehmer) größer wurde. | Menschen entwickelten eine immer größer werdende Angst hinsichtlich autonomer Maschinen, da diese ihnen die Arbeit wegschnappen könnten. |
Selbst in der heute stattfindenden vierten industriellen Revolution sind noch Ängste der Bevölkerung vor der Automatisierung spürbar. Erfahrungsgemäß ist die Angst, durch eine Maschine ersetzt zu werden, teilweise berechtigt, da die Weiterentwicklung vieler innovativen Automatisierungen Arbeitsplätze ersetzt. Deshalb ist es wichtig, die Menschen auf solche Situationen vorzubereiten und zu sensibilisieren.
Automatisierung und Roboter in der Industrie 4.0
Wie zuvor erwähnt, sind die Ängste und Erfahrungen, die in der ersten industriellen Revolution aufkamen, auch heute noch aktuell. Die Menschen haben trotz rasanten Fortschritts weiterhin Existenzängste.
Ein Blick auf die ersten drei industriellen Revolutionen zeigt, dass sich soziale Innovationen wie Krankenkassen oder Rentenversicherungen entwickelt haben, um das Wohlbefinden der Menschen zu steigern und diese abzusichern.
Gerade weil es diese Ängste hinsichtlich der Automatisierung gibt, findet aktuell die Diskussion über ein bedingungsloses Grundeinkommen statt.
Allerdings sind die Automatisierung und Robotik notwendige Themen der Zukunft. Durch die Industrie 4.0 werden die Bauteile für Roboter wie Sensoren, Prozessoren, Chips und Servomotoren immer günstiger. So werden zum Beispiel auch die Softwareprogramme durch Machine Learning Prozesse immer genauer und individueller.
Ein autonom gesteuerter Roboter mit einer Machine-Learning-Software versucht Hindernisse und Fehler zu umgehen, damit der Prozess effizienter und präziser wird. Dabei kann man also den Begriff Machine Learning wörtlich nehmen, denn die Maschine lernt, wie sie effektiver wird.
Automatisierung und Roboter in der Produktion
Gerade während der dritten industriellen Revolution waren Roboter noch enorm große Maschinen, welche auf einzelne Arbeitsschritte spezialisiert waren. Die Maschine konnte also ihre Aufgabe autonom und äußerst präzise immer wieder absolvieren.
Ein Beispiel dazu ist ein Schweißroboter in Autofabriken, welcher immer wieder an dieselbe Stelle von denselben Autoteilen einen Schweißpunkt setzt – alles autonom und präzise.
Für die 1970er bis 1980er-Jahre war diese Innovation, dafür, dass der Roboter lediglich eine spezielle Aufgabe übernehmen konnte, sehr kostenintensiv.
Das Ganze hat sich jedoch im Laufe der Zeit massiv verändert und die Preisfrage ist heute nicht mehr so präsent, insbesondere durch die digitale Revolution. Daher werden Roboter heute sogar in früher technisch unpraktischen und unvorstellbaren Arbeitsbereichen eingesetzt, da die Technologie und die Weiterentwicklung dies erlauben.
Die Entwicklung der Automatisierung und Roboter betrifft jeden von uns, da diese überall – ob in der Arbeitswelt oder im privaten Miteinander – eingesetzt werden.
Roboter und Automatisierung Beispiele
Nachdem du bereits die Geschichte und die Definition der Automatisierung und der Robotik entdecken konntest, wirst du nun einige Beispiele aus den verschiedensten Lebensbereichen kennenlernen.
Die wichtigsten Bereiche der Automatisierung und der Robotik sind:
- die Logistik
- die Landwirtschaft
- Unternehmen
- die Landesverteidigung
Automatisierung und Roboter in der Logistik
Auch die Zukunft der Logistik wird durch die Automatisierung und Robotik geprägt sein. Durch die Zusammenarbeit der Maschinen mit den Mitarbeiter*innen kommt es zu einem sehr effizienten und ausfallsicheren Arbeitsalltag in den Logistikhallen.
Ein anschauliches Beispiel dafür ist die sogenannte Dark Factory. Doch was ist eine Dark Factory?
Die Dark Factory, übersetzt dunkle Fabrik, beschreibt ein Logistikzentrum, welches komplett automatisiert und ohne menschliche Anwesenheit arbeiten kann.
Aus diesem Grund kann eine solche Lagerhalle auch ohne Licht, Klimaanlage oder Heizung auskommen. So wird viel Geld für Strom, Heizkosten und Mitarbeiter*innen gespart.
Ein Versandunternehmen, welches täglich hunderttausende Pakete in einem Logistik-Lager einräumt und verpackt, könnte eine solche Dark Factory anwenden. Roboter könnten dementsprechend so mit Sensoren und autonomen Anwendungen ausgestattet werden, dass sie komplett automatisch durch die Lagerhalle fahren und Pakete zusammenpacken können. Es werden lediglich Wartungsmitarbeiter*innen benötigt, was sehr effizient und kostengünstig für das Unternehmen ist.
Es ist klar, dass Wartungen und vor allem die Anschaffung dieser Roboter äußerst kostspielig sind. Jedoch kann es sich enorm für das Unternehmen lohnen, wenn diese Roboter einen exzellenten Job absolvieren – ohne Arbeitsunfälle und ohne weitere Zusatzkosten wie Strom, Heizungen.
Automatisierung und Roboter in der Landwirtschaft
Doch nicht nur in Logistikzentren, sondern auch in der Landwirtschaft werden Roboter und Automatisierungsprozesse integriert und erfolgreich genutzt.
Die größten Bereiche, in denen Roboter in der Landwirtschaft eingesetzt werden, sind:
- Robotik auf dem Acker und im Stall
- Automatisierte Feldtechnik
- Lenksysteme für Nutzfahrzeuge
- Roboter können heute schon auf einem Feld die Ernte pflücken. Dabei erledigt dieser in einer bestimmten Zeit mehr Arbeit als 20 Feldarbeiter*innen.
- Automatische Lenksysteme für Nutzfahrzeuge können bequem von der Couch aus gesteuert werden (durch RTK – Real Time Kinematik).
- Automatische Melksysteme können Kühe in einer sehr kurzen Zeit melken. Durch die künstliche Intelligenz können dabei sogar Daten jeder Kuh erfasst und ausgewertet werden. Es wird also Milch mit einer nicht so guten Qualität aussortiert.
- Genau wie beim Melksystem speichern Roboter im Weinbau Pflanzendaten, nachdem die Reben automatisch zurückgeschnitten wurden.
Man kann also davon ausgehen, dass nicht nur effiziente Ernten, sondern auch die Qualität der Lebensmittel durch die Automatisierung und Roboter gesteigert werden können.
Automatisierung und Roboter in Büros
Im Büro sieht es etwas anders aus, denn dort werden gehäuft Automatisierungsprozesse oder sogenannte Software-Roboter eingesetzt. Diese Assistenzsysteme erstellen etwa komplett autonom Arbeitspläne oder andere zeitaufwendige Prozesse.
Schaut man sich ein Unternehmen an, welches gerade die Industrie 4.0 eingeführt hat, so wird sich eine deutlich effektivere und schnellere Arbeitsweise einstellen. Wird ein Arbeitsschritt, wie das Erstellen von Arbeitsplänen, automatisiert, so werden keine Menschen mehr benötigt, welche diese zeitaufwendigen Pläne erstellen müssen.
So können diejenigen, die zuvor diese Pläne erstellt haben, in Ruhe weitere Aufgaben erledigen und somit die allgemeine Produktivität steigern.
Vor- und Nachteile von Automatisierung und Robotern
Du wirst nun kurz und knapp nochmals die Vor- und Nachteile der Automatisierung und Roboter in einer Tabelle aufgelistet und kurz erklärt bekommen.
Vorteile | Nachteile |
- Erhöhte Gesamtproduktivität: Roboter werden immer 110 % geben können, ohne eine Pause zu machen. Dadurch wird die Gesamtproduktivität gesteigert.
- Zeitsparende Prozesse: Die Produktion oder andere Arbeitsprozesse können durch die Automatisierung gesteigert werden.
- Flexible Produktion: Mitarbeiter*innen, welche vorher beispielsweise an einem Band Teile zusammengeschraubt haben, können hinsichtlich der Automatisierung andere Aufgaben erledigen, während ein Roboter diese Teile zusammenschraubt.
- Overall Equipment Effectiveness: Die Qualität und Geschwindigkeit der jeweiligen Anfertigungen werden immens gesteigert.
| - Teure Anschaffung: Die Implementierung und Programmierung wird viel Zeit und Geld in Anspruch nehmen.
- Ausnutzung: Militärroboter könnten falsch programmiert werden, damit diese gezielt Menschen angreifen.
- Weiterentwicklung: Werden Roboter schlauer als Menschen, so könnten diese eigenständig werden und nicht mehr auf die gegebenen Befehle reagieren.
- Wartungsarbeiten: Menschen müssen geschult werden, damit sie diese Roboter warten können.
|
Roboter Automatisierung – Das Wichtigste
- Die Robotik befasst sich mit der Konstruktion, der Herstellung, der Konzeption von autonomen Robotern.
- Die Automatisierung beschreibt die Einführung von Prozessen in verschiedene Arbeitsbereiche, welche den Menschen bei der Arbeit unterstützen.
- Prozesse werden dabei jeweils in drei Automatisierungeneingeteilt:
- Prozessautomatisierung: ganze Produktionsprozesse werden autonom gestaltet
- Verfahrensautomatisierung: es werden nur einzelne Vorgänge automatisiert
- Systemautomatisierung: alle Abläufe werden automatisiert gefertigt
- Die Dark Factory (dt. "dunkle Fabrik") beschreibt ein Logistikzentrum, welches komplett automatisiert und ohne menschliche Anwesenheit arbeiten kann.
- Die größten Bereiche, in denen Roboter in der Landwirtschaft eingesetzt werden, sind:
- Robotik auf dem Acker und im Stall
- Automatisierte Feldtechnik
- Lenksysteme für Nutzfahrzeuge
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