Humanoide Roboter auf dem Weg in die Industrie

Die durchgespielten Szenarien reichen von herkömmlicher menschlicher Arbeit über das Zusammenspiel von Mensch und Roboter bis zur vollständigen Automatisierung. Zum Einsatz kommen industrielle Automatisierungssysteme, autonome mobile Roboter (AMR), Schaefflers mobiler Manipulator-Cobot ‚Emma‘ und humanoide Allzweck-Roboter wie ‚Digit‘ von Agility Robotics und ‚Phoenix‘ von Sanctuary AI.
Auf der Hannover Messe stellen die Unternehmen einen Machbarkeitsnachweis (Proof of Concept) vor, der die Vorteile KI-gestützter Simulationen für Schaefflers Fabriken und Vertriebszentren auf drei Ebenen veranschaulicht:

1. Planung idealer Anlagen: In Nvidia Omniverse lassen sich Digitale Zwillinge von Fabriken und Lagern entwickeln. Anlagen können so schneller in Betrieb genommen werden, denn ihre optimale Gestaltung wird im Voraus simuliert und festgelegt. Das umfasst die virtuelle Positionierung von Produktionslinien und Kommissionierstationen für einen dynamischen Materialfluss und eine nahtlose Zusammenarbeit von Mensch und Roboter. Accenture unterstützt Schaeffler hier mit Expertise in der Nvidia Omniverse-Plattform.

Das Konzept der virtuellen Inbetriebnahme erlaubt es Schaeffler außerdem, den optimalen Automatisierungsgrad einer Anlage im Voraus zu bestimmen. Der Machbarkeitsnachweis beinhaltet unterschiedliche Ausprägungen und Komplexitätsstufen physischer KI: von primär manueller Arbeit über den Einsatz von AMR zur Unterstützung von Transportaufgaben bis zu adaptiven Manipulatoren wie ‚Emma‘ und humanoiden Robotern in hochautomatisierten Anlagen.

Eine aktuelle Studie von Accenture zeigt: Die Hälfte der Werksleiter von Industrieunternehmen weltweit (49 %) halten AMR für eine wichtige Technologie der Fabriken der Zukunft. Etwas weniger (43 %) glauben, humanoide Roboter werden künftig ein fester Bestandteil von Montageprozessen sein.

2. Einsatz physischer KI und humanoider Allzweck-Roboter: Gemeinsam testen Accenture und Schaeffler Roboterflotten – darunter universell einsetzbare humanoide Roboter – in Digitalen Zwillingen von Fabriken und Lagern. Dafür nutzen sie Mega, einen Nvidia Omniverse Blueprint.

Der Machbarkeitsnachweis veranschaulicht, wie ‚Digit‘, der humanoide Roboter von Agility Robotics, Aufgaben wie das Transportieren und Platzieren von Behältern in Rüst- und Kommissionierbereichen ausführt. Auch Sanctuary AIs Allzweck-Humanoid ‚Phoenix‘ kommt zum Einsatz: Er erlernt Tätigkeiten durch Beobachtung simulierter Arbeit in Nvidia Omniverse. Ein Beispiel ist das Zusammenstellen individueller Ersatzteilkits in einem Schaeffler-Ersatzteilzentrum. Die Imitationslerntechnik wird ermöglicht durch Vision-KI-Anwendungen wie Nvidia Metropolis. Sie erfasst Bewegungen von Menschen und humanoiden Robotern in der realen Welt und überträgt sie in Nvidia Omniverse.

Accentures Trendforschungsbericht ‚Technology Vision 2025‘ hebt die Vielseitigkeit humanoider Roboter hervor. Ihre Attraktivität liege in ihrer Fähigkeit, sich effizient in Umgebungen zu integrieren, zu bewegen und an Arbeitsabläufen teilzunehmen, die ursprünglich für Menschen entwickelt worden sind. „Die Fabriken von morgen werden von der engen Zusammenarbeit zwischen Menschen, industriellen Automatisierungssystemen und Multi-Roboter-Flotten geprägt sein“, erklärt Mike Geyer, Leiter Digital Twins bei Nvidia. „Mit Mega und Nvidia Omniverse treiben Accenture und Schaeffler die Transformation industrieller Prozesse voran. Die umfangreiche Simulation und das Testen unterschiedlichster Robotertypen in Digitalen Zwillingen setzen neue Maßstäbe für die Integration physischer KI in die Industrie.“

3. Optimierung von Robotern im laufenden Betrieb: Mit simulierten Daten aus Nvidia Omniverse lässt sich die Arbeit von Robotern im Lager und in der Werkshalle optimieren, etwa zur Vermeidung von Staus. Auch an diesem Szenario arbeitet Schaeffler gemeinsam mit Accenture und Avanade, ein Joint Venture mit Microsoft. Dafür werden Daten aus Simulationen in ‚Microsoft Fabric‘, eine einheitliche KI-gestützte Datenplattform, eingespeist. Standortleiter und weitere verantwortliche Mitarbeitende können so Leistungsindikatoren wie Verfügbarkeit, Auslastung und Gesamtanlageneffektivität dieser Szenarien vergleichen, um mögliche Probleme rechtzeitig zu identifizieren und zu beheben.

Für Schaefflers Produktionsstandort in Schweinfurt haben Accenture und Avanade bereits eine Lösung entwickelt, bei der ‚Microsoft Fabric‘ und ein von generativer KI gestützter Agent für den Fabrikbetrieb zum Einsatz kommen. Mitarbeitende können in natürlicher Sprache Informationen aus Produktionsabläufen abfragen, um Probleme effizienter zu lösen. Perspektivisch funktioniert die Lösung auch für virtuelle Fabriken. Ingenieure und Planer könnten damit intuitiver als zuvor mit Simulationsdaten von Robotern und Produktionssystemen interagieren – etwa, indem sie Parameter der Simulation per Sprachbefehl aufrufen und anpassen.

Halle 17, Stand E32