Humanoide Roboter für Industrie und Logistik: Anwendungen realistisch prüfen
Bauteile greifen, Behälter bewegen, Maschinen bestücken oder standardisierte Prüfschritte ausführen: SEBOTICS prüft, ob sich eine konkrete Aufgabe für einen humanoiden Roboter eignet und wie daraus ein sicherer, messbarer Pilot entsteht.
Für den Einstieg benötigen Sie noch kein fertiges Robotikkonzept. Eine wiederkehrende Aufgabe mit bekannten Objekten und Abläufen genügt.
SYSTEM / HUMANOID
Wo manuelle Arbeit an ihre Grenzen kommt
In Produktion und Logistik gibt es Aufgaben, die täglich nach einem ähnlichen Muster ausgeführt werden: greifen, tragen, einlegen, entnehmen, prüfen oder sortieren.
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Mitarbeitende führen über viele Stunden dieselben Handgriffe aus.
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Arbeitsplätze mit belastenden Bewegungen lassen sich schwer besetzen.
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Maschinen warten zeitweise auf die nächste Be- oder Entladung.
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Behälter und Bauteile werden manuell zwischen Stationen bewegt.
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Automatisierung wäre möglich, aber eine feste Anlage erscheint zu unflexibel.
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Produkte, Behälter oder Produktionsvarianten wechseln regelmässig.
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Bestehende Arbeitsplätze wurden für Menschen gebaut und sollen möglichst wenig verändert werden.
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Es ist unklar, ob ein humanoider Roboter die benötigte Genauigkeit und Taktzeit erreicht.
Wo humanoide Roboter eingesetzt werden können
Der erste sinnvolle Einsatz ist eine begrenzte, wiederkehrende Aufgabe. Objekt, Greifpunkt, Bewegungsfolge und Fehlerzustände müssen beschreibbar sein.
Maschinen be- und entladen
Ein humanoider Roboter kann Werkstücke aufnehmen, in eine Maschine einlegen und nach der Bearbeitung wieder entnehmen.
- CNC-Maschinen und Prüfstationen
- Montagevorrichtungen und Verpackungsmaschinen
- Pressen mit geeigneter Absicherung
- Materialzuführungen und Sortierstationen
Zu prüfen sind Werkstücklage, Greifpunkt, Gewicht, Reichweite, Maschinenschnittstelle und Taktzeit.
Pick-and-Place
Der Roboter nimmt ein definiertes Objekt auf und legt es an einer festgelegten Position ab.
- Teile aus Behältern entnehmen
- Bauteile auf Werkstückträgern platzieren
- Produkte zwischen Stationen umsetzen
- Fertige Teile sortieren
Ungeordnete, spiegelnde, weiche oder instabile Objekte erhöhen den Aufwand.
Behälter und Material bewegen
Kleinladungsträger, Kisten, Materialsets, Werkzeuge oder Prüfteile können zwischen nahen Stationen bewegt werden.
Für reine Transportwege ist ein AMR häufig einfacher. Der humanoide Ansatz wird interessanter, wenn Material zusätzlich gegriffen, eingelegt oder auf unterschiedlichen Höhen übergeben werden muss.
Montage unterstützen
Geeignet sind einzelne, wiederkehrende Montageschritte mit wenigen klar beschriebenen Bewegungen.
- Teile zusammenstecken oder positionieren
- Bauteile halten
- Schraub- oder Steckvorgänge ausführen
- Baugruppen weiterreichen
Komplexe Feinmontage und stark variierende Teile erhöhen den Integrationsaufwand.
Kommissionierung und Sortierung
Definierte Artikel können aus Regalen entnommen, in Auftragsbehälter gelegt oder nach vorgegebenen Merkmalen sortiert werden.
Die Leistung hängt von Artikelvielfalt, Verpackung, Regalhöhe, Greifbarkeit und gewünschter Geschwindigkeit ab. Ein Pilot beginnt mit wenigen stabilen Produktgruppen.
Prüfen und dokumentieren
Mit geeigneter Sensorik kann der Roboter Prüfpositionen anfahren, sichtbare Merkmale kontrollieren, Barcodes erfassen oder Messwerte ablesen.
Referenzbilder, Lichtverhältnisse, zulässige Abweichungen und der Umgang mit unsicheren Ergebnissen müssen vorab feststehen.
USE CASE 07
Handgriffe an menschlichen Arbeitsplätzen testen
Werkbänke, Regale, Maschinenbedienfelder, Transportwagen und Werkzeugablagen wurden für menschliche Körpermasse und Bewegungen gestaltet. Hier kann die humanoide Bauform einen Vorteil bieten.
Trotzdem ist nicht garantiert, dass jede menschliche Bewegung ohne Anpassung möglich ist. Kleine Änderungen an Greifpunkten, Ablagen oder Vorrichtungen können den Betrieb deutlich vereinfachen.
Welches Robotikkonzept passt zur Aufgabe?
Die Bauform muss einen messbaren Vorteil bringen. Für viele Aufgaben sind Cobot, AMR oder eine feste Automatisierungszelle einfacher.
| Aufgabe | Häufig passende Lösung | Besonders zu prüfen |
|---|---|---|
| Wiederholter Handgriff an einer festen Station | Cobot oder Industrieroboter | Taktzeit, Vorrichtung, Schutzkonzept |
| Reiner Materialtransport zwischen festen Punkten | AMR oder Transportroboter | Last, Strecke, Übergabe |
| Mobiler Transport mit Greifaufgabe | Mobiler Manipulator oder Humanoid | Objekt, Greifen, Navigation |
| Arbeit an mehreren menschengerechten Stationen | Humanoider Roboter | Reichweite, Stabilität, Taktzeit |
| Schwere Lasten bewegen | Spezialisierter Transportroboter | Traglast, Ladungssicherung |
| Ungeordnete und stark wechselnde Aufgaben | Manueller Prozess oder Forschungsprojekt | Varianz, Fehlerfälle, Betreuungsaufwand |
| Wiederkehrende Sichtprüfung | Stationäres Prüfsystem oder mobiler Roboter | Prüfmerkmal, Beleuchtung, Nachweis |
Aktuell verfügbarer Humanoid
Dobot ATOM Max
Der Dobot ATOM Max ist der derzeit auf SEBOTICS geführte humanoide Roboter für Pilotanwendungen. Ob er zu Ihrer Aufgabe passt, wird anhand von Prozess, Objekt, Bewegungsraum und Sicherheitsanforderungen geprüft.
Passt eine humanoide Lösung zu Ihrer Aufgabe?
Vor der Modellwahl prüfen wir Aufgabe, Objekt, Arbeitsplatz und Betriebsumgebung.
Aufgabe und Prozess
- Abfolge, Häufigkeit und Dauer
- Takt- und Wartezeiten
- Varianten und Entscheidungen
- Erlaubte Abweichungen
- Fehlerzustände und manueller Ersatzablauf
Objekte und Werkzeuge
- Gewicht, Abmessungen und Material
- Greifflächen, Schwerpunkt und Stabilität
- Oberflächen und Empfindlichkeit
- Lage, Orientierung und Produktwechsel
- Benötigte Werkzeuge
Arbeitsplatz und Infrastruktur
- Boden, Bewegungsfläche und Schwellen
- Greif- und Ablagehöhen
- Zugänglichkeit und Licht
- Lade- oder Wechselstation
- Netzwerk, Strom und Schnittstellen
Betrieb und Sicherheit
- Personen, Fahrzeuge und mobile Maschinen
- Zulässige Arbeitsbereiche
- Mögliche Kollisionen
- Not-Halt, Stopp und Wiederanlauf
- Zuständigkeiten und interne Sicherheitsfreigabe
Wann ein humanoider Roboter sinnvoll sein kann
Der Nutzen entsteht durch die Passung zwischen Aufgabe, Umgebung und Robotersystem, nicht durch die menschenähnliche Form allein.
Begrenzte Aufgabe in menschlicher Umgebung
- Der Arbeitsplatz wurde für Menschen gebaut.
- Die Aufgabe erfordert Greifen und Bewegen.
- Mehrere Stationen oder Höhen werden bedient.
- Eine feste Zelle wäre zu unflexibel.
- Die Aufgabe wiederholt sich regelmässig.
- Objekte und Abläufe lassen sich begrenzen.
- Ein schrittweiser Pilot ist möglich.
- Ein manueller Ersatzprozess bleibt verfügbar.
Hohe Varianz ohne kontrollierbaren Rahmen
- Extrem kurze Taktzeiten
- Sehr hohe Nutzlasten
- Ungeordnete und unbekannte Objekte
- Offene Gefahrstellen ohne Schutzkonzept
- Unebene oder stark verschmutzte Böden
- Häufig wechselnde Aufgaben ohne Vorbereitung
- Viele menschliche Ermessensentscheidungen
- Kein klarer wirtschaftlicher oder ergonomischer Nutzen
Warum nicht direkt einen Cobot oder AMR einsetzen?
Die Auswahl erfolgt nach Aufgabe und Leistungsanforderung. Die auffälligste Technologie ist nicht automatisch die wirtschaftlichste.
Cobot oder Industrieroboter
Häufig besser, wenn die Aufgabe an einer festen Position stattfindet, sehr kurze Taktzeiten benötigt werden, Werkstücke klar zugeführt werden und der Arbeitsplatz angepasst werden darf.
Autonomer mobiler Roboter
Häufig besser, wenn Material nur von A nach B transportiert wird, keine komplexe Greifaufgabe nötig ist, Übergaben standardisiert werden können oder höhere Lasten auf derselben Strecke bewegt werden.
Humanoider Roboter
Prüfenswert, wenn Bewegung und Manipulation kombiniert werden, mehrere menschengerechte Stationen bedient werden und Anpassungen an der vorhandenen Umgebung begrenzt bleiben sollen.
Sicherheit ist Teil der vollständigen Anwendung
Bewertet wird nicht nur das Robotermodell, sondern die Kombination aus Roboter, Werkzeug, Objekt, Arbeitsplatz, Software und menschlicher Zusammenarbeit.
Je nach Anwendung können Trennungen, Sicherheitsabstände, reduzierte Geschwindigkeiten, Sensoren oder organisatorische Regeln notwendig sein. Ein allgemeines Herstellerzertifikat ersetzt keine Risikobeurteilung des Einsatzes.
Einen geeigneten Pilotprozess auswählen
Der erste Pilot ersetzt keine vollständige Schicht. Er testet eine begrenzte Aufgabe mit wenigen Varianten und festen Abnahmekriterien.
Merkmale eines guten Piloten
- Klarer Start- und Endpunkt
- Wenige bekannte Objekte
- Wiederkehrende Bewegungsfolge
- Ausreichend Platz
- Messbare Takt- und Qualitätsanforderung
- Beherrschbare Fehlerzustände
- Manueller Ersatzprozess
- Verantwortliches Projektteam
Zu breit für den ersten Pilot
- Vollständige LKW-Entladung mit unbekannter Ladung
- Freie Kommissionierung eines grossen Sortiments
- Montage mit vielen weichen Teilen
- Wechselnde Aufgaben ohne Konfiguration
- Unbeaufsichtigter Betrieb im offenen Verkehr
- Hohes Verletzungs- oder Schadenspotenzial
- Kein dokumentierter Ausgangszustand
Vom Anwendungsfall zum Pilotbetrieb
Ein kleiner, messbarer Pilot liefert eine bessere Entscheidungsgrundlage als eine breite Demonstration ohne feste Abnahmekriterien.
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Aufgabe abgrenzen
Wir definieren einen konkreten Arbeitsschritt und legen fest, was der Roboter übernehmen soll.
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Ausgangszustand messen
Taktzeit, Qualität, Personalaufwand, Störungen, Varianten und ergonomische Belastungen werden aufgenommen.
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Machbarkeit prüfen
Objekte, Greifpunkte, Bewegungen, Arbeitsplatz, Schnittstellen und Sicherheitsanforderungen werden bewertet.
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Pilot konzipieren
Robotermodell, Greifer, Werkzeuge, Arbeitsbereich, Software und Abnahmekriterien werden festgelegt.
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Unter realen Bedingungen testen
Der Roboter arbeitet mit echten Objekten am vorgesehenen Arbeitsplatz. Eingriffe, Fehler und Wiederanläufe werden erfasst.
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Ergebnisse auswerten
Gemessene Leistung, Qualität, Betreuung und Kosten werden mit dem Ausgangszustand verglichen.
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Über Skalierung entscheiden
Erst nach erfolgreicher Abnahme wird geprüft, ob weitere Aufgaben, Stationen oder Standorte folgen sollen.
Pilotziele messbar festlegen
Eine erfolgreiche Vorführung ist noch kein belastbarer Produktionsprozess. Für jeden Wert werden Ziel, Messmethode und Abnahmegrenze vereinbart.
Schnittstellen und Datenflüsse prüfen
Nicht jeder Pilot benötigt sofort eine vollständige Systemanbindung. Eine begrenzte, kontrollierte Auftragssteuerung kann für den Einstieg sinnvoller sein.
- Maschinensteuerung und SPS
- Produktionsleitsystem und MES
- Warehouse-Management-System
- Fördertechnik und Identifikation
- Qualitätsmanagement
- Sicherheitskomponenten
- Benötigte und gespeicherte Daten
- System für die Auftragserteilung
- Bestätigung erfolgreicher Zyklen
- Übermittlung von Fehlern
- Berechtigung für Programmänderungen
- Betrieb bei unterbrochener Verbindung
Wirtschaftlichkeit mit Ihren Prozessdaten prüfen
Eine allgemeine Amortisationszeit wäre nicht seriös. Humanoide Robotik befindet sich in vielen industriellen Anwendungen noch in der Pilot- und frühen Einführungsphase.
Die gesamte heutige Arbeitszeit darf nicht automatisch als Einsparung angesetzt werden. Vorbereitung, Materialbereitstellung, Qualitätskontrolle, Betreuung und Störungsbearbeitung können bestehen bleiben.
In die Rechnung gehören
- Mögliche Zyklen
- Takt- und Wartezeit
- Betriebsstunden
- Technische Verfügbarkeit
- Verbleibende menschliche Tätigkeiten
- Überwachung und Eingriffe
- Anschaffung oder Nutzungsmodell
- Greifer und Werkzeuge
- Software und Systemintegration
- Sicherheitsausstattung
- Einrichtung und Programmierung
- Schulung und Wartung
- Energie und Ladezeiten
- Stillstand und Ersatzprozess
Kauf, Leasing oder Nutzungsmodell vergleichen
Für den Vergleich zählt die gesamte Anwendung und nicht allein der Preis des Roboters.
| Modell | Kann passen, wenn | Besonders zu prüfen |
|---|---|---|
| Kauf | Anwendung und langfristige Nutzung geklärt sind | Investition, Wartung, technische Entwicklung |
| Leasing | Investition über eine Laufzeit verteilt werden soll | Vertragsdauer, Service, Rückgabe |
| Zeitlich begrenzter Pilot | Technische Machbarkeit noch offen ist | Pilotumfang, Haftung, Abnahmekriterien |
| Nutzungsmodell | Betriebskosten planbar bleiben sollen | Leistungsumfang, Verfügbarkeit, Mindestlaufzeit |
Zusätzliche Kosten können durch Greifer, Werkzeuge, Sicherheitskomponenten, Programmierung, Maschinenanbindung, Software, Arbeitsplatzanpassungen, Schulung, Wartung, Ersatzteile und Projektbetreuung entstehen.
Mitarbeitende früh einbeziehen
Humanoide Roboter verändern sichtbare Arbeitsabläufe. Vor dem Pilot sollte klar sein, welche Aufgabe getestet wird, was der Roboter leisten soll, welche Tätigkeiten beim Team bleiben und nach welchen Kriterien über eine Fortsetzung entschieden wird.
Betriebsrat, Arbeitsschutz, IT, Produktion und betroffene Mitarbeitende sollten passend zum Vorhaben einbezogen werden.
Grenzen offen benennen
Ein erfolgreicher Demonstrationslauf belegt weder Produktionsreife noch Wirtschaftlichkeit.
- Humanoide Roboter sind noch nicht für jede industrielle Aufgabe serienreif.
- Eine menschenähnliche Form garantiert keine menschliche Flexibilität.
- Unbekannte Objekte und freie Entscheidungen erhöhen den Aufwand.
- Geschwindigkeit, Präzision und Nutzlast hängen von Modell und Anwendung ab.
- Eine vollständige Schicht ohne Eingriffe ist nicht automatisch möglich.
- Laufende Systeme benötigen Überwachung, Wartung und Aktualisierungen.
- Greifer und Werkzeuge müssen zur Aufgabe passen.
- Menschen, Fahrzeuge und veränderte Arbeitsplätze beeinflussen den Betrieb.
- Die vollständige Anwendung benötigt eine eigene Sicherheitsbewertung.
- Maschinen- und Softwareschnittstellen sind projektspezifisch.
- Für Störungen und Ausfälle muss ein manueller Ersatzablauf bestehen.
- Ein Cobot, AMR oder eine feste Anlage kann besser geeignet sein.
Häufige Fragen zu humanoiden Robotern
Antworten für die erste Einordnung. Verbindliche Aussagen entstehen erst aus der konkreten Anwendung und dem freigegebenen Produktdatenblatt.
Was ist ein humanoider Roboter?
Ein humanoider Roboter besitzt eine menschenähnliche Körperstruktur mit Armen, Beinen oder einem mobilen Unterkörper. Dadurch kann er grundsätzlich Arbeitsplätze, Werkzeuge und Greifhöhen nutzen, die für Menschen ausgelegt wurden.
Welche Aufgaben kann ein humanoider Roboter in der Industrie übernehmen?
Mögliche Anwendungen sind Pick-and-Place, Maschinenbestückung, Materialbereitstellung, einzelne Montageschritte und definierte Prüfaufgaben. Die Eignung muss für jeden Prozess separat getestet werden.
Kann ein humanoider Roboter selbstständig arbeiten?
Innerhalb einer vorbereiteten und freigegebenen Aufgabe kann ein teilautonomer oder autonomer Betrieb möglich sein. Einrichtung, Überwachung, Materialbereitstellung, Wartung und Störungsbearbeitung bleiben notwendig.
Kann der Roboter an vorhandenen Maschinen arbeiten?
Das kann möglich sein, wenn Reichweite, Greifraum, Bedienung, Schnittstellen und Sicherheitskonzept passen. Häufig sind Anpassungen an Übergaben oder Vorrichtungen sinnvoll.
Kann ein humanoider Roboter Treppen steigen?
Das hängt vom konkreten Modell und der freigegebenen Einsatzumgebung ab. Für industrielle Piloten sollten ebene, kontrollierte Flächen bevorzugt werden.
Welche Last kann ein humanoider Roboter tragen?
Die zulässige Nutzlast unterscheidet sich nach Modell, Armposition, Bewegungsablauf und Greifer. Relevant sind auch Form, Schwerpunkt und sichere Handhabung.
Welche Taktzeit erreicht ein humanoider Roboter?
Das lässt sich erst anhand der konkreten Bewegungsfolge, Greifaufgabe und Umgebung bestimmen. Herstellerangaben oder einzelne Demonstrationen ersetzen keinen Test mit dem realen Prozess.
Wie genau arbeitet ein humanoider Roboter?
Die erreichbare Genauigkeit hängt von Roboter, Sensorik, Kalibrierung, Greifer, Objekt und Arbeitsplatz ab. Sie muss anhand des geforderten Arbeitsergebnisses gemessen werden.
Kann der Roboter acht Stunden ohne Unterbrechung arbeiten?
Betriebsdauer, Energieverbrauch und Lade- oder Batteriewechselkonzept hängen vom Modell und der Aufgabe ab. Auch technische Verfügbarkeit und Eingriffe müssen berücksichtigt werden.
Ist ein humanoider Roboter sicher neben Menschen?
Das kann bei einer passend ausgelegten Anwendung möglich sein. Bewegungen, Kräfte, Lasten, Arbeitsbereiche, Stoppfunktionen und menschlicher Zugang müssen bewertet werden.
Benötigt der Roboter eine CE-Kennzeichnung?
Für den Betrieb müssen die jeweils geltenden rechtlichen Anforderungen an Produkt und vollständige Anwendung geprüft werden. Die Dokumentation eines Einzelprodukts ersetzt nicht die Bewertung der integrierten Anlage.
Kann der Roboter mit unserem WMS oder MES verbunden werden?
Eine Verbindung kann über verfügbare Schnittstellen oder eine zusätzliche Integrationsschicht möglich sein. Systeme, Daten, Aufträge und Fehlerbehandlung müssen vorher beschrieben werden.
Wann ist ein AMR oder Cobot besser geeignet?
Ein AMR eignet sich häufig besser für reinen Transport. Ein Cobot oder Industrieroboter passt häufig besser zu einer schnellen, festen und wiederholbaren Stationsaufgabe.
Ist ein humanoider Roboter für kleine Unternehmen geeignet?
Die Unternehmensgrösse allein ist kein Auswahlkriterium. Ausschlaggebend sind Aufgabe, erwartete Nutzung, Integrationsaufwand und wirtschaftlicher Nutzen.
Wie lange dauert ein Pilotprojekt?
Die Dauer hängt von Aufgabe, Objektvarianten, Arbeitsplatz, Sicherheitsanforderungen und Schnittstellen ab. Der Umfang wird nach der Machbarkeitsprüfung festgelegt.
Was passiert bei einer Störung?
Im Pilot- und Betriebskonzept wird festgelegt, wie der Roboter in einen sicheren Zustand gelangt, wer eingreifen darf und wie die Aufgabe manuell fortgesetzt wird.
Wie schnell amortisiert sich ein humanoider Roboter?
Das kann erst nach einer technischen Erprobung und einer vollständigen Kostenbetrachtung beurteilt werden. Eine pauschale Amortisationszeit ist für diese Technologie nicht belastbar.
Welche Aufgabe möchten Sie mit einem humanoiden Roboter testen?
Beschreiben Sie den heutigen Arbeitsablauf, die zu bewegenden Objekte und das gewünschte Ergebnis. Wir prüfen, ob die Aufgabe für einen humanoiden Roboter geeignet ist oder eine andere Automatisierungslösung besser passt.