Cobots in der Industrie: Effizienz, Sicherheit und Kooperation für die Arbeitswelt der Zukunft 22.5.2023 |

Was is ein Cobot?

Ein Cobot, kurz für kollaborativer Roboter, ist ein Roboter, der mit Menschen zusammenarbeitet und keine speziellen Sicherheitseinrichtungen und -abstände um sich herum benötigt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern können Cobots mit Menschen interagieren und gemeinsam Aufgaben erledigen.

Cobots wurden entwickelt, um die Ergonomie am Arbeitsplatz zu verbessern und die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern in verschiedenen Branchen zu erleichtern. Ihr Einsatz dient dazu, die Gesundheit und Sicherheit am Arbeitsplatz zu verbessern, sinnvollere Arbeitsumgebungen für Arbeitnehmer zu schaffen sowie die Arbeitseffizienz und das Wirtschaftswachstum zu steigern.

Das Gewicht eines Cobots ist oft leicht, sodass er gefahrlos am selben Arbeitsplatz wie ein Mensch eingesetzt werden kann. Zudem können Cobots auch auf mobilen Arbeitsstationen wie Wagen montiert werden, wodurch sie an verschiedenen Arbeitsplätzen eingesetzt werden können.

Welche Aufgaben kann ein Cobot übernehmen?

Cobots sind in der Lage, schwere, monotone und sich wiederholende Arbeiten auszuführen, die leicht zu Muskel- und Skeletterkrankungen führen können. Oftmals tragen sie auch zur Verbesserung der Arbeitssicherheit bei. Ergonomisch belastende oder monotone Tätigkeiten wie Kleben, Schrauben, Verpacken sowie Aufgaben, die feinmotorische Fähigkeiten erfordern, können besonders gut von einem Cobot übernommen werden.

Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK)

Cobots ersetzen keine menschlichen Arbeitskräfte, sondern arbeiten mit ihnen zusammen. Im Zusammenhang mit Cobots und Robotern wird häufig der Begriff MRK verwendet, der für Mensch-Roboter-Kollaboration steht. Die MRK umfasst fünf verschiedene Stufen (Levels of Collaboration, LoC), die je nach den technischen Eigenschaften des Roboters und den Anforderungen der Arbeitsaufgaben definiert werden.

Die verschiedenen Stufen der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter sind wie folgt:

• Ebene 1: Zelle
  Mensch und Roboter arbeiten in getrennten Bereichen.
• Ebene 2: Koexistenz
  Mensch und Roboter befinden sich in derselben Umgebung, interagieren jedoch nicht direkt miteinander.
• Ebene 3: Synchronisation
  Mensch und Roboter arbeiten zu unterschiedlichen Zeiten im selben Raum.
• Ebene 4: Kooperation
  Mensch und Roboter arbeiten gleichzeitig im gleichen Arbeitsbereich, führen jedoch unterschiedliche Aufgaben aus.
• Ebene 5: Kollaboration
  Mensch und Roboter arbeiten gemeinsam an einer Aufgabe.

Der Cobot-Wagen von Treston erfüllt die Anforderungen der Kunden

Das Video zeigt ein Beispiel des Cobot-Wagens, der gemeinsam von Treston und ABB entwickelt wurde.

Die Vorteile eines Cobot-Arbeitsplatzes für Arbeitgeber

Drei von fünf Personen im erwerbsfähigen Alter berichten von muskel- und skelettbedingten Erkrankungen, und gleichzeitig steigt die Lebensarbeitszeit kontinuierlich an. Die Kosten für krankheitsbedingte Fehlzeiten und die arbeitsmedizinische Versorgung nehmen stetig zu. Bei der Planung eines Cobot-Arbeitsplatzes am Arbeitsort sind die Interessen des Arbeitgebers oft darauf ausgerichtet, Sicherheitsrisiken und Produktionszeiten zu minimieren sowie Qualität und Effizienz zu verbessern. Diese Faktoren dienen auch als Bewertungskriterien für den Erfolg von Cobot-Arbeitsplätzen.

1. Weniger krankheitsbedingte Fehlzeiten und geringere Gesundheitskosten:

   Durch den Einsatz von Cobots können monotone und belastende Tätigkeiten von Arbeitnehmern übernommen werden, was zu einer Verringerung von Muskel- und Skeletterkrankungen führen kann. Dies führt zu weniger krankheitsbedingten Fehlzeiten und damit zu geringeren Gesundheitskosten.

2. Verlängerung der Lebensarbeitszeit:

   Cobots können die körperliche Belastung der Beschäftigten reduzieren und dazu beitragen, dass sie ihre Arbeit länger und mit geringerem körperlichen Verschleiß ausüben können. Dies ermöglicht eine längere Lebensarbeitszeit und trägt zur Fachkräftesicherung bei.

3. Engagierte Mitarbeiter:

   Die Einführung von Cobots kann zu einer positiven Veränderung des Arbeitsumfelds führen, indem monotone Aufgaben automatisiert werden und die Mitarbeiter von anstrengenden Tätigkeiten entlastet werden. Dadurch können sich die Beschäftigten auf anspruchsvollere und sinnvollere Aufgaben konzentrieren, was zu mehr Arbeitszufriedenheit und Engagement führt.

4. Optimierung der Mitarbeiterleistung:
   Cobots können Arbeitnehmern helfen, ihre Leistung bei Aufgaben zu optimieren, die spezifische Fähigkeiten erfordern. Durch die Zusammenarbeit mit Cobots können die Mitarbeiter ihre Fähigkeiten erweitern und sich durch die gewonnene Zeit verstärkt auf anspruchsvollere Aufgaben konzentrieren, während die Cobots repetitive und einfache Tätigkeiten übernehmen.

5. Steigerung der Mitarbeitermotivation:
   Durch den Einsatz von Cobots wird das Arbeitsumfeld interessanter und abwechslungsreicher, da die Mitarbeiter weniger Zeit mit monotonen und körperlich anstrengenden Tätigkeiten verbringen müssen. Dies kann zu einer höheren Motivation der Mitarbeiter führen.

6. Verbesserung der Qualität:
   Cobots können dazu beitragen, die Qualität der Arbeitsergebnisse zu verbessern, indem sie präzise und konsistente Arbeitsergebnisse liefern. Durch die Automatisierung von bestimmten Aufgaben können menschliche Fehler reduziert werden, was zu einer höheren Produktqualität führt.

7. Erhöhung der Produktivität:
   Cobots können sich wiederholende Aufgaben schneller und kontinuierlicher ausführen, ohne Ermüdungserscheinungen zu zeigen. Dadurch kann die Gesamtproduktivität gesteigert werden, da mehr Aufgaben in kürzerer Zeit erledigt werden können.

8. Verkürzung der Produktionszeit:
   Durch die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Cobots können Produktionsprozesse effizienter gestaltet werden. Cobots können z.B. bei der Materialzuführung, Montage oder Verpackung unterstützen, was zu kürzeren Produktionszeiten führen kann.

Die Vorteile eines Cobot-Arbeitsplatzes für Arbeitnehmer

Aus Sicht der Arbeitnehmer führt eine gesündere, sicherere und weniger monotone Arbeit zu gesteigerter Motivation und einem höheren Sinn für die Arbeit. Cobots ermöglichen den Mitarbeitern auch, ihre eigenen Fähigkeiten weiterzuentwickeln, und die gewonnene Zeit erlaubt es ihnen, sich stärker auf anspruchsvollere Aufgaben zu konzentrieren.

1. Verbesserte Arbeitssicherheit:
   Cobots sind so konzipiert, dass sie mit dem Menschen gut und gefahrlos zusammenarbeiten können. Dies erhöht die Arbeitssicherheit, da potenziell gefährliche Aufgaben von Arbeitnehmern auf Cobots übertragen werden.
2. Weniger Monotonie und Wiederholung:
   Durch die Automatisierung repetitiver Tätigkeiten können sich die Mitarbeiter auf abwechslungsreichere und anspruchsvollere Aufgaben konzentrieren, was zu mehr Zufriedenheit und Sinn für die Arbeit führt.
3. Geringere körperliche Belastung, dadurch gesündere Freizeitgestaltung:
   Indem Cobots körperlich anstrengende Arbeiten übernehmen, wird die körperliche Belastung für die Mitarbeiter verringert. Auf diese Weise werden Erholungszeiten reduziert und die Mitarbeiterkönnen ihre Freizeit gesünder und schmerzfrei gestalten.
4. Reduzierung unbequemer Arbeitshaltungen
   Cobots können schwere und unangenehme Aufgaben übernehmen, die unbequeme Arbeitshaltungen erfordern. Das verringert die Belastung der Mitarbeiter und ergonomische Probleme werden vermieden.
5. Steigerung der Mitarbeiterzufriedenheit:
   Durch die Entlastung von sich wiederholenden und körperlich anstrengenden Tätigkeiten können sich die Mitarbeiter auf interessantere und anspruchsvollere Aufgaben konzentrieren. Dies führt zu einer höheren Zufriedenheit mit der eigenen Arbeit und einem höheren Sinn für die Tätigkeit.

Akzeptanz schaffen - Was muss bei der Einführung von Cobots beachtet werden?

Cobots werden in industriellen Arbeitsumgebungen immer häufiger eingesetzt und haben viele positive Eigenschaften gezeigt. Dennoch bringen sie auch Herausforderungen mit sich. Die Arbeit mit Technologie kann verschiedene psychologische Auswirkungen haben.

Die Arbeit mit einem Cobot erfordert wie bei jedem neuen Werkzeug das Erlernen von etwas Neuem. Es ist wichtig, eine angemessene Einarbeitung zu gewährleisten, um diese Herausforderungen zu meistern.

Die Einführung von Cobots in bestehende Arbeitsprozesse führt oft zu Veränderungen der Organisationsstruktur und der Arbeitsabläufe. Dies kann zu Widerständen oder Unsicherheiten bei den Mitarbeitern führen. Es ist daher wichtig, die Mitarbeiter in den Einführungsprozess mit einzubeziehen, Schulungen anzubieten und eine klare Kommunikation zu gewährleisten, um die Akzeptanz und das Verständnis für den Einsatz von Cobots zu fördern.

Die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Cobots erfordert auch eine eindeutige Aufgabenverteilung und Kommunikation. Es ist wichtig, Aufgaben und Verantwortlichkeiten abzugrenzen, um Konflikte oder Missverständnisse zu vermeiden. Eine gute Teamarbeit zwischen Menschen und Cobots ist entscheidend für eine effektive Zusammenarbeit.

Quellenangabe:

Guilherme Deola Borges, Paula Carneiro, and Pedro Arezes
Human Factors Effects on a Human-Robot Collaboration System: A Modelling Approach, University of Minho, Guimaraes, Portugal

• Federico Fraboni, Luca Gualtieri , Francesco Millo, Matteo De Marchi, Luca Pietrantoni, and Erwin Rauch
  Human-Robot Collaboration During Assembly, Tasks: The Cognitive Effects of Collaborative, Assembly Workstation Features
• Luca Gualtieri1, Federico Fraboni, Matteo De Marchi, and Erwin Rauch
  Evaluation of Variables of Cognitive Ergonomics in Industrial Human-Robot Collaborative, Assembly Systems
• Alberto Ranavolo, Giorgia Chini, Francesco Draicchio, Alessio Silvetti, Tiwana Varrecchia, Lorenzo Fiori, Antonella Tatarelli, Patricia Helen Rosen, Sascha Wischniewski, Philipp Albrecht, Lydia Vogt, Matteo Bianchi, Giuseppe Averta, Andrea Cherubini, Lars Fritzsche, Massimo Sartori, Bram Vanderborght, Renee Govaerts, and Arash Ajoudani
  Human-Robot Collaboration (HRC) Technologies for Reducing Work-Related Musculoskeletal Diseases in Industry 4.0
• Guilherme Deola Borges, Paula Carneiro, and Pedro Arezes
  Human Factors Effects on a Human-Robot Collaboration System: A Modelling Approach