Florian begrüßt mich und zeigt mir, was er vorbereitet hat. In der Radarhalle stehen ein Auto und verschiedene Schautafeln. Damit erklärt er mir, was Radar eigentlich ist und wie das funktioniert.

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Ich kann es mir ähnlich vorstellen wie bei Fledermäusen: Sie stoßen Rufe aus und erkennen anhand des Echos, das zurückkommt, ihre Umgebung. Das ist dasselbe Prinzip wie beim Radar auch – nur dass hier keine Töne ausgestoßen werden, sondern elektromagnetische Wellen. Der Sensor misst, welche Wellen wie schnell zurückkommen und kann so die Umgebung “erkennen”. Solche Sensoren sind auch in dem Auto verbaut, das in der Halle steht.

Ein Roboter malt ein Bild

Mitten im Raum steht etwas, das wie eine große Säule aussieht. Ein Roboter, sagt Florian. Was der wohl kann? Die Roboter, die ich zum Beispiel mit Emma auf der IAA kennengelernt habe, sahen ganz anders aus. Florian drückt einen Knopf und der Roboter fährt los. Langsam und brummend fährt er durch die Halle. Ich schaue ihm gespannt dabei zu, doch wirklich erkennen, was er macht, das kann ich immer noch nicht.

Der Roboter in der Radarhalle hat einen Mercedes-Stern auf den Boden gemalt

Als der Roboter fertig ist, holt Florian einen Ausdruck. Aha, der Radarsensor hat die ganze Zeit mitgemessen, wo der Roboter entlanggefahren ist. Florian fragt mich, ob ich die Form auf dem Ausdruck erkenne. Was für eine Frage! Es sind zwar zittrige Messlinien, aber natürlich verstehe ich auf den ersten Blick, welche Strecke der Roboter gefahren ist. Es ist ein Mercedes-Stern. Der Roboter hat sozusagen ein Bild “gemalt”.

Florian erklärt mir, dass er und seine Kollegen so testen können, wie genau der Sensor in seiner Messung ist. An den Stellen, wo die Linien besonders verwackelt sind auf dem Ausdruck, war die Messung ein wenig ungenauer. So weiß Florian, wo an den Einstellungen des Sensors noch einmal gearbeitet werden muss.

Sicherheit auch im toten Winkel

Jetzt frage ich mich natürlich, wozu das gut ist. Schließlich fahren im Straßenverkehr keine Roboter herum, die Formen auf den Asphalt malen. Jetzt kommt das Auto ins Spiel, das Florian in die Halle fährt. Wir steigen ein und er demonstriert mir direkt, wie diese Technik tatsächlich für mehr Sicherheit im Straßenverkehr sorgt.

Warnung per Lichtsignal: Wenn das Licht im Seitenspiegel aufleuchtet, wissen die Leute im Auto, dass sich ein Objekt im toten Winkel befindet
Wenn zum Beispiel eine Fahrradfahrerin direkt am Auto vorbeifährt, gibt es einen sogenannten “toten Winkel”. Das ist eine Stelle, an der man sie kurz überhaupt nicht sehen kann, während man im Auto sitzt. Genau in diesem Moment die Tür zu öffnen, wäre sehr gefährlich. Um solche Unfälle zu vermeiden, ist der Radarsensor da. Wir probieren das auch gleich aus: Die Fahrradfahrerin fährt am Auto vorbei, aber bevor ich die Tür öffnen kann, warnt mich das Auto mit einem Signal. Ich bin begeistert! Diese Radarsensorik ist ja richtig nützlich – und total wichtig.

Unsichtbar für den Radar

Und was hat es jetzt eigentlich mit den schwarzen Wänden auf sich? Sie sehen deswegen so aus, weil sie mit speziellen Matten bedeckt sind, die seltsame Zacken und Zipfel haben. Diese Matten schlucken die Radarwellen, sodass der Sensor sie nicht erkennt. So gehen die Ingenieure sicher, dass wirklich nur das vom Radar gemessen wird, was sie auch brauchen.

Eine Frage brennt mir da direkt unter den Nägeln: Kann ich auch unsichtbar für den Radar sein? Klar, auch das würde mit den schwarzen Matten funktionieren. Wenn man sich in ihnen einwickeln würde, könnte der Sensor einen nicht mehr erkennen. Natürlich muss ich das sofort ausprobieren! Lustig sieht es ja aus – aber bequem ist anders…

Alle Fotos: Daimler AG

Wenn du ältere Geschwister hast oder andere Familienmitglieder, die gerade den Führerschein machen, hast du bestimmt schon von ihnen gehört, dass Einparken eine besonders knifflige Aufgabe ist. Das Fahrzeug muss – oft rückwärts! – so in die Parklücke gefahren werden, dass es nirgendwo anstößt. In der Fahrschule lernt man zwar, wie man es selber richtig macht – doch ein Parkassistent im Auto macht das Einparken wesentlich angenehmer. Bei ganz neuen Parkassistenten kann man sogar aus dem Auto steigen und das Einparken von außen per Smartphone unterstützen.

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Einparken, ganz ohne Fahrer? Die ganz neuen Parkassistenten können Erstaunliches! — Bild: Daimler AG

Elektronische Helfer für die Sicherheit

Doch nicht nur beim Einparken, auch beim Fahren sind die Systeme nützliche Helfer. Spurhalteassistenten warnen den Fahrer durch Vibrationen des Lenkrades, bevor er die weißen Linien überfährt und von der Spur abzukommen droht. Bei hohen Geschwindigkeiten, zum Beispiel auf Autobahnen, kann das nämlich richtig gefährlich sein. Doch manchmal muss man ja auf eine andere Spur fahren, etwa beim Überholen. Dafür gibt es Spurwechselassistenten: Wenn der Fahrer den Blinker antippt, um seinen Spurwechsel anzukündigen, überprüfen Sensoren, ob auf der Nebenspur alles frei ist und der Fahrer gefahrlos die Spur wechseln kann.

Abstandsassistenten sorgen dafür, dass man nicht zu dicht auf ein vorausfahrendes Auto auffährt, sodass man noch genügend Zeit hat zu reagieren, sollte dieses bremsen. Bei zu geringem Sicherheitsabstand besteht große Unfallgefahr! Wenn LKW jedoch in Kolonne einen geringeren Abstand einhalten, könnten sie Sprit einsparen. Dazu brauchen die Fahrer jedoch elektronische Hilfe, denn ein Mensch kann gar nicht so schnell reagieren. Deswegen forschen die Entwickler an einem Verfahren, das sich Platooning nennt – unsere beiden Kinderreporter haben bereits Gelegenheit gehabt, mehr darüber herauszufinden.

Wind und Wetter

Es gibt auch Assistenzsysteme, die besonders bei schlechtem Wetter, also bei wenn Regen und Nebel die Straßen rutschig machen und die Sicht nicht optimal ist, hilfreich sind. Ein paar davon, wie das Elektronische Stabilitätsprogramm ESP, den Regensensor und die Nebelschlussleuchte haben wir dir ja schon vorgestellt. Und auch an intelligentem Scheinwerferlicht wird gearbeitet, welches andere Verkehrsteilnehmer nicht blendet. So ist man bei sämtlichen Wetterverhältnissen sicher unterwegs.

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Bei solchen Straßenverhältnissen sind Assistenzsysteme eine echte Erleichterung — Bild: Pixabay

Emma und Nick im intelligenten Auto

Bei Daimler ist die Vernetzung von Systemen, Sensoren und Algorithmen unter dem Begriff “Intelligent Drive” gefasst. Das bedeutet wörtlich: intelligentes Fahren. Hierbei ist die Intelligenz des Fahrzeugs selbst gemeint, welches mit seinen Fahrerassistenzsystemen das Fahren sicherer macht und dem Fahrer schwierige Aufgaben erleichtert.

Auf der IAA 2017 in Frankfurt konnten sich die Genius Kinderreporter Emma und Nick – nachdem sie 3D-Druck und die neuen Roboter kennengelernt hatten – selber davon überzeugen, was “Intelligent Drive” kann. Im Fahrsimulator erlebten sie, wie das Auto von selber anhält, wenn der Fahrer gerade zu abgelenkt ist, um den Fußgänger auf der Straße zu bemerken. Schau dir das unbedingt im Video an:

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Beitragsfoto: Daimler AG

Die Menschen und Roboter arbeiten so eng zusammen, weil die Maschinen sensitiv sind. Sensitiv bedeutet, dass der Roboter sich ganz vorsichtig bewegt und mit Sensoren spüren kann, wenn ein Widerstand auftaucht. Darum fährt er nicht gegen ein Werkstück und stoppt seine Bewegung, falls jemand seine Hand dagegen hält. Wie wir auch wir Menschen bemerkt er, dass es nicht weitergeht. Es ist nämlich sehr wichtig, dass sich kein Arbeiter durch die Roboter verletzt. Wie sicher das ist, haben auch die beiden Genius-Kinderreporter Emma und Nick auf der IAA erfahren.

Marc-Oliver Füger, Sprecher der TecFabrik der Daimler AG, erklärt den Genius-Kinderreportern die neue Generation Roboter in der Automobilproduktion.
Die Genius Kinderreporter Emma und Nick haben auf der IAA erlebt, wie sicher die Roboter sind

Die Arbeiter können ihre Roboter-Kollegen ganz leicht steuern: Einfach den Gelenkarm an den Startpunkt der Aufgabe bewegen und schon legt der Roboter mit der Arbeit los. Für die Mitarbeiter ist das eine tolle Entlastung: Die kleinen Helfer nehmen ihnen schwere, körperliche oder eintönige Arbeiten ab.

Schwere Batterien für Elektrofahrzeuge einbauen – für Roboter kein Problem

Die Roboter werden auch beim Einbau von Batterien in Hybridfahrzeuge eingesetzt. Die Batterie für Elektro- oder Hybridfahrzeuge ist nämlich groß und schwer, um möglichst lange Fahrten zu ermöglichen. Das macht es für Menschen sehr anstrengend und kompliziert, sie ins Fahrzeug zu montieren.  Bisher musste man dafür ein Gerät ähnlich einem Kran steuern. Das war gar nicht so leicht, denn schnell stößt man an und beschädigt den Kofferraum mit dem Hebearm.

Jetzt haben es die Arbeiter aber leichter, denn ein moderner Roboter hilft ihnen beim Einbauen. Da der Roboter ganz genau arbeitet, beschädigt man den Kofferraum nicht mehr aus Versehen. Die Zusammenarbeit ist gut abgestimmt: Der Roboter reagiert ganz schnell, wenn sein Bediener die Hand von der Steuerung nimmt. Außerdem bekommt der Arbeiter auf einem Programmiergerät, genannt SmartPad, alles angezeigt, was er wissen muss. Er bekommt Informationen über den Ablauf und ob auch alles richtig funktioniert. Auf diese Weise passieren weniger Fehler und es kann viel mehr Arbeit in derselben Zeit erledigt werden.

TecFabrik, Robotik, Genius
Der Roboterarm setzt die schwere Batterie ganz leicht ins Auto ein

Fahrerlose Transportfahrzeuge flitzen durch die TecFabrik

Die Roboter helfen auch dabei, die schweren Bauteile zu den Montage-Robotern zu transportieren. Wer ganz genau hinsieht, erkennt auf dem Hallenboden der Technologie Fabrik bei Daimler, der sogenannten TecFabrik, nämlich ein ganz besonderes Muster: Überall sind Magnetstreifen eingebaut, die den Robotern ihre Fahrstrecke vorgeben. Das Leitsystem wird per WLAN gesteuert und die Transport-Fahrzeuge können ganz ohne Fahrer die Magnet-Wege nachfahren. Wie von Geisterhand bewegen sie sich dann zwischen den Stationen und helfen dabei, dass immer die richtigen Bauteile vorhanden sind – ganz ohne mühselige Schlepperei!

Auch die beiden Genius-Kinderreporter Nick und Emma haben die Roboter schon erleben können. Bei der Internationalen Automobil-Ausstellung IAA erklärt ihnen der Daimler-Experte Marc-Oliver Füger, warum die neuen Roboter so sicher sind. Im Video könnt ihr euch den Besuch der Kinderreporter bei der Automobil-Messe anschauen und Spannendes über 3D-Druck und mitdenkende Autos erfahren.

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Alle Fotos: Daimler AG

Was kann die neue Generation Roboter anders als die Roboter, die wir schon kennen? Können Ersatzteile auch aus dem Drucker kommen? Wie hilft mir mein Auto, wenn ich abgelenkt bin? Diesen Fragen gehen Emma und Nick in ihrem neuesten Video auf den Grund – in dem sie auch in einem ganz besonderen Transportmittel Platz nehmen. Sei gespannt, was sie während ihres spannenden Messebesuches alles entdeckt haben!

Schau dir gleich ihre Videoreportage an:

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Hast du dir schon einmal überlegt, für was wir alles Strom brauchen? Wenn du schon mal einen Stromausfall miterlebt hast, dann ist dir das sicher auch schon schmerzlich bewusst geworden. Jeder Haushalt braucht eine bestimmte Menge an Strom, auf die er angewiesen ist. Stell dir mal vor, man würde den Stromverbrauch aller Haushalte auf der Welt zusammenrechnen. Da würde eine unglaubliche Menge herauskommen. Und dann kommen noch die ganzen Fabriken und Produktionsbetriebe dazu … Du merkst sicherlich, worauf wir hinauswollen. Der Stromverbrauch auf der Erde ist enorm. Aber: Was ist Strom eigentlich und wie wird er erzeugt?

Elektrische Energie

Warum muss man Strom sparen?
Bei einem Stromausfall fehlt nicht nur das Licht

Das Wort „Strom“ kann man ganz einfach übersetzen mit „elektrische Energie“. Diese elektrische Energie kann aus verschiedenen Energieformen erzeugt werden – wie beispielsweise Bewegung. Das kennst du von deinem Fahrraddynamo: Wenn du in die Pedale trittst, entsteht Bewegungsenergie und die wird vom Dynamo umgewandelt in elektrische Energie. Doch um die ganze Welt mit Energie zu versorgen, bräuchte es ganz schön viele Fahrräder und selbst dann würde die Energie nicht ausreichen.

Kraftwerke als Stromquelle

Den Strom, der zu dir nach Hause kommt, kann man zum Beispiel aus Atomenergie gewinnen. Das war lange sehr verbreitet und wird in sogenannten Atomkraftwerken gemacht. Außerdem kann man fossile Stoffe wie Erdöl, Erdgas oder Braunkohle verbrennen und daraus Wärmeenergie gewinnen. Braunkohle zum Beispiel verbrennt man in Kohlekraftwerken, Erdgas in Gasturbinenkraftwerken. Heute versucht man immer mehr Strom aus sogenannten „erneuerbaren Energien“ zu gewinnen. Das sind zum Beispiel Sonne, Wasser und Wind: also Energien, die sich nicht wie Kohle oder Erdöl aufbrauchen. Diese Art der Gewinnung ist nicht ganz einfach, denn Strom muss rund um die Uhr zur Verfügung stehen. Und wie wäre es, wenn man sich nur Mittagessen kochen könnte, wenn die Sonne scheint oder der Wind weht?

Warum muss man Strom sparen?
Ein Kohlekraftwerk produziert jede Menge schädliches CO₂; Bild: www.shutterstock.com / ShutterProductions

Die Umwelt schonen

Egal, wo der Strom herkommt – die Produktion ist in allen Fällen ziemlich teuer. Und: Das Erzeugen von Strom ist häufig belastend für unsere Umwelt. Deshalb möchte die Bundesregierung in Zukunft immer mehr auf erneuerbare Energiequellen zugreifen. Kohle-, Atom- und Gasturbinenkraftwerke haben eine schlechte Auswirkung auf unser Klima. Bei der Stromgewinnung aus Atomenergie entsteht radioaktiver Abfall. Das kann sehr schädlich für uns Menschen sein und Krankheiten wie Krebs verursachen. Bei der Verbrennung von fossilen Stoffen entsteht außerdem Kohlenstoffdioxid, Feinstaub und andere Abgase, die für Mensch und Umwelt schädlich sind.

Warum muss man Strom sparen?
Daimler hat eine Photovoltaikanlage gebaut – Roboter werden in einem Produktionsfeld so mit Solarstrom versorgt; Bild: Daimler AG

Smart Grid

Nun braucht man auch für die Produktion von Autos eine ganze Menge Strom. Die Roboter in der Fabrik betrifft das vor allem im Karosseriebau. Die Daimler AG möchte deshalb in Zukunft mit einem sogenannten „Smart Grid“ arbeiten. Das ist ein schlaues und umweltfreundliches Energienetz. Zum Test wurden im Daimler Werk in Sindelfingen eine Produktionsanlage mit Robotern und eine Photovoltaikanlage gebaut, die Solarstrom an die Produktionsanlage liefert. Mithilfe digitaler Messtechnik wird in der Fabrik ermittelt, wie viel Energie von welchem Roboter benötigt wird. Energie, die gerade nicht gebraucht wird, soll vom System gespeichert werden, damit sie zu einem anderen Zeitpunkt wieder verwendet werden kann.

Über die Stromleitungen in der Luft läuft Wechselstrom

Von Wechselstrom zu Gleichstrom

Außerdem werden die Roboter durch die Solarenergie nicht mehr mit Wechselstrom, sondern mit Gleichstrom versorgt. Gleichstrom ist elektrischer Strom, der im Gegensatz  zu Wechselstrom in die gleiche Richtung fließt und Energie spart.

Der Strom aus deiner Steckdose Zuhause ist normalerweise Wechselstrom. Haushaltsgeräte wie Wasserkocher benötigen aber Gleichstrom und wandeln den Strom aus der Steckdose wieder um. Warum so umständlich? Ganz einfach: Um elektrische Energie über große Entfernungen zu übertragen (also vom Kraftwerk in die Haushalte) brauch es eine hohe Spannung. Bei einer zu geringen Spannung geht zu viel der Energie verloren. Wechselstrom kann man in der Spannung „hochtransformieren“, Gleichstrom nicht. Deshalb kommt aus den Kraftwerken immer Wechselstrom.

Warum muss man Strom sparen?
Die Testzelle in Sindelfingen ist in Betrieb; Bild: Daimler AG

Die Daimler AG will nun mit dem Smart Grid alle Roboter mit Gleichstrom aus Solarenergie versorgen. Gleichzeitig ist die Produktionsanlage aber noch an das Wechselstromnetz angeschlossen. Das ist als Reservequelle für den Notfall gedacht – falls der Solarstrom mal knapp wird. Das Projekt in Sindelfingen ist für den Autobauer ein weiterer Schritt zu einer umweltfreundlichen Energieversorgung in der Produktion. Die Roboter in Sindelfingen arbeiten schon mit Solarenergie und stellen Bauteile für die Autos her.

Beitragsbild: Daimler AG

 

Im Allgemeinen bezeichnet die künstliche Intelligenz den Versuch, menschliche Intelligenz nachzubilden. Computersysteme sollen irgendwann so denken und handeln können, wie es ein Mensch aufgrund seines Verstandes auch tut.

Wenn du mal ein Problem hast, löst du es schnell, weil du logisch überlegst. Und weil du auf dein gelerntes Wissen zurückgreifst. Genau so sollen auch Computer in der Zukunft auf Problemstellungen reagieren: überlegen und dann das erlernte Wissen anwenden. Dafür muss aber zunächst ein Computer gebaut und programmiert werden, der diese Fähigkeiten besitzt. Und das ist gar nicht so einfach.

MACHINE LEARNING

Künstliche Intelligenz
In der Daimler Produktion kannst du viele Montageroboter entdecken

Bisher versucht man nicht, einen Computer zu bauen, der von Anfang an schon intelligent ist. Vielmehr geht es in der Forschung darum, herauszufinden wie man Computern etwas beibringen kann. Wie bei einem kleinen Kind.Das muss auch erst vieles lernen, bevor es sprechen und laufen kann. So soll der Rechner dann Umwelteinflüsse aufnehmen und daraus eigenes Handeln entwickeln können. Aber wie kann man einem Computer etwas beibringen? Mit einem Tafelbild und Karteikärtchen? Nein, für die Technik gibt es andere Lernmethoden. Man bezeichnet sie als „Machine Learning“. Dabei geht es vor allem darum, dem System Strukturen zu zeigen, die es dann wiedererkennt. Kleinere Aufgaben, die wiederholt erledigt werden müssen, können Montageroboter aber heute schon ausführen. Sie schweißen, versetzen oder verschrauben Bauteile. Fähig von selbst zu lernen sind sie aber nicht.

ERLEBNISFAHRT

Auch für die Automobilbranche ist die Entwicklung von künstlicher Intelligenz das große Thema.Was es schon gibt, sind teilweise denkende Systeme wie beim adaptiven Scheinwerfer und beimautonomen Fahren. Daimler denkt aber noch einen Schritt weiter: Das Auto könnte nicht mehr nur Fahrzeug, sondern auch Erlebnisraum sein. Stell dir vor, du fährst mit deiner Familie in den Urlaub und plötzlich läuft auf den Monitoren dein Lieblingsfilm, weil sich das Auto diese Information zuvor gemerkt hat. Darüber würdest du dich sicher freuen.

Künstliche Intelligenz
Schon jetzt haben Daimler Fahrzeuge ganz schön viel künstliche Intelligenz

HANDWERKER AUS KABELN UND METALL

Langfristig ist das Ziel aber, eine allgemein künstliche Intelligenz zu schaffen. Diese möchte der Autobauer Daimler nicht nur in seinen Fahrzeugen anwenden, sondern auch in der Produktion. Hier könnte ein denkendes Computersystem vor allem in der Produktion Vorteile haben. Stell dir vor, es gibt ein System, das eigenständig Verbesserungen für den Produktionsprozess vorschlagen kann? Das neuartige Materialien entdeckt und Einsatzmöglichkeiten bereithält? Dem Computer könnte das Wissen von Experten über einen längeren Zeitraum einfach antrainiert werden. Dafür könnte der Computer beispielsweise Fachliteratur lesen und verstehen. Verrückte Vorstellung, oder?

Künstliche Intelligenz
Systeme mit künstlicher Intelligenz könnten wie ein Mitarbeiter eigene Ideen vorschlagen

Wie intelligente Fabriken funktionieren kannst du auch in unserer dreiteiligen Serie Industrie 4.0 nachlesen. Hier geht es zu:

Teil 1: Wenn Maschinen miteinander reden

Teil 2: Die intelligente Fabrik

Teil 3: Werden unsere Autos bald nur von Robotern gebaut?

 

Beitragsbild: istockphoto.com / sarah5
Bilder: Daimler AG

Smart Factory = Roboter-Fabrik?

Roboterwerk
Der Einsatz von Robotern gehört schon seit vielen Jahren zum Standard beim Automobilbau

Stell dir vor, dein Vater bestellt ein Auto. Von seiner Bestellung im Internet über die komplette Fertigung, bis zur Lieferung des neuen Flitzers vor die Haustür, kommen so gut wie nur Maschinen mit dem Auto in Kontakt – keine Menschen. Wenn man weit in die Zukunft blickt, könnte es vielleicht eines Tages dazu kommen. Doch aktuell verfolgen Autobauer wie Daimler andere Ziele: In ihren intelligenten Fabriken wollen sie zwar auf modernste und intelligente Roboter setzen – sie sollen jedoch nicht komplett eigenständig, sondern im perfekten Einklang mit den Mitarbeiten arbeiten.

Wie so eine Smart Factory aussieht und warum sie der Kern der Industrie 4.0 ist, haben wir dir bereits in den ersten beiden Teilen unserer Serie erklärt. Deshalb nehmen wir nun noch einmal den Faktor Mensch als wichtigen Teil in der intelligenten Fabrik unter die Lupe.

Eine Frage der Ethik?

Das Roboter irgendwann einmal Menschen bei vielen Aufgaben komplett ablösen ist eine Theorie, vor der tatsächlich nicht wenige Menschen Angst haben. Vor allem Personen, deren Jobs von intelligenten Maschinen ausgeübt werden könnten.

Die Tatsache ist, dass Roboter tatsächlich viele Tätigkeiten schneller und besser ausführen können als wir Menschen. Sollte man nun trotzdem aus ethischen Gründen auf diese Maschinen verzichten, damit die Monteure nicht ihren Arbeitsplatz verlieren? Wenn wir beim Beispiel von Daimler bleiben, stellt sich diese Frage allerdings nicht: Für den Fahrzeughersteller heißt es nicht Mensch oder Roboter, sondern Mensch mit Roboter. Diese Strategie bietet die größten Chancen: Roboter erledigen ausdauernde Aufgaben, in denen sie besser sind und entlasten dadurch den Menschen anstatt ihn zu ersetzen. Dieser kann somit seine Zeit und Energie bei Tätigkeiten einsetzen, bei denen die menschlichen Fähigkeiten viel besser zur Geltung kommen, wie beispielsweise die Kommunikation oder die Kreativität.

Smart Factory = Mensch-Roboter-Fabrik

MRK
Daimler setzt in seiner Smart Factory auf die Zusammenarbeit von Robotern und Menschen

Um unsere Ausgangsfrage zu beantworten: Nein, unsere Autos werden nicht in Zukunft von Robotern alleine gebaut. In der Automobilbranche werden trotz Industrie 4.0 die Mitarbeiter weiterhin im Mittelpunkt stehen. Denn menschlichen Faktoren wie Erfahrung, Flexibilität und Kreativität sind auch durch Smart Factories nicht ersetzbar. Somit wird die Fabrik der Zukunft nicht menschenleer sein.

Im Gegenteil: Daimler möchte die perfekte Kooperation zwischen Robotern und Menschen auf lange Sicht in seinen Fabriken etablieren. Dabei interagieren die Mitarbeiter direkt mit den Maschinen, als ob es ihre Kollegen wären: So nehmen bestimmte Roboter erst auf einen Schubser hin ihre Arbeit auf, oder es müssen bestimmte Gelenkarme vom Monteur zunächst an den richtigen Startpunkt bewegt werden. Beim sogenannten „Robot Farming“ betreut ein Mitarbeiter gleich mehrere Roboter.

Noch mehr über das Zusammenspiel von Menschen und Robotern bei Daimler erfährst du in diesem Video:

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Zielerreichung durch Zusammenarbeit

InCarRob
Beim so genannten „InCarRob“ sitzt der Roboter im Fahrzeug und übernimmt anstrengende „Überkopf-Tätigkeiten“

Daimler zielt also keineswegs auf eine komplette Technisierung und Automatisierung in intelligenten Fabriken ab. Durch die sogenannte Mensch-Roboter-Kommunikation sollen wichtige Ziele, wie eine bessere Qualität und die Steigerung der Produktivität erreicht werden. Wenn Menschen weniger körperliche Arbeit in den Fabriken verrichten müssen, können sie auch im höheren Alter ihren Job noch gut ausfüllen. Es werden also auch in Zukunft weiterhin viele technische Entwicklungen kommen, die unsere Produktionsprozesse und somit die ganze Arbeitswelt verändern werden.

Wirklich große Ziele lassen sich jedoch auch in der fernen Zukunft nur dann erreichen, wenn man die Kompetenzen der Menschen in die neuen Abläufe mit einbezieht.

 

Bilder: Daimler AG

Die Smart Factory als Teil der Industrie 4.0

TecFabrik
In der TecFabrik von Daimler werden die neuesten Maschinen für den Einsatz in einer Smart Factory entwickelt und getestet

In unserem ersten Teil der Serie Industrie 4.0 haben wir dir erklärt, was es mit diesem Begriff auf sich hat und wie diese vierte Phase der industriellen Revolution entstanden ist. Jetzt wollen wir aber einmal ins Detail gehen und uns genau anschauen, wie sich die Arbeitsprozesse durch die Industrie 4.0 in den intelligenten Fabriken verändert haben. An diesem Ort sollen sich nämlich Maschinen, Produkte und industrielle Prozesse durch das sogenannte Internet der Dinge vernetzen. Indem sie untereinander kommunizieren, wird die gesamte Umgebung intelligent und vor allem selbständig. Auch der Begriff Smart Factory bezeichnet offiziell eine Produktionsumgebung, in der sich die Maschinen selbst organisieren – weitgehend ohne menschliche Eingriffe.

Das hat die Smart Factory alles drauf

Virtuelle Montage
Bei der virtuellen Montage bauen die Monteure ein Auto per modernster Technik und Bewegungssensoren

Die intelligente Fabrik steht also für eine komplette Vernetzung einer gesamten Wertschöpfungskette und bildet den Kern eines digitalen Unternehmens. Doch was genau passiert jetzt eigentlich in so einer futuristischen Fabrik? Ganz einfach ausgedrückt: Ein Produkt – das noch nicht hergestellt wurde – trägt seine Fertigungsinformationen einfach bei sich. Die Maschinen in der Smart Factory können diese Daten selbständig lesen und wissen somit automatisch was sie zur Herstellung des Produkts beitragen müssen. Somit kann der Weg des Produktes durch die gesamte Fertigungsanlage automatisch gesteuert werden. Das Ganze nennt sich dann „Digitale Prozesskette“.

Doch in so einer Smart Factory kommen natürlich noch ein paar mehr Elemente zum Einsatz. Hier ein paar Highlights:

  • Virtuelle Montage: Noch bevor ein Produkt wie beispielsweise ein Auto in einer Smart Factory überhaupt gebaut wird, kann der Ablauf der Herstellung über ein Tool genauestens getestet werden. Ähnlich wie bei der Spielekonsole Wii, bei der man alles über Bewegungsteuerung bedient, können auch bei der virtuellen Montage Bauteile in einem Fahrzeug befestigt werden – aber eben nur auf dem Computerbildschirm. Dabei können die Techniker perfekt einschätzen, wie sich die einzelnen Arbeitsschritte am effektivsten umsetzen lassen.
  • Mensch-Roboter-Kommunikation: Roboter gibt es in Fabriken schon länger. Früher mussten diese allerdings bedient werden – in Smart Factories arbeiten heute Mensch und Roboter Hand in Hand. Solche Roboter können zum Beispiel die Batterie in einem Fahrzeug einbauen, reagieren aber automatisch sobald eine Personen unterstützend eingreift.
  • Fahrerlose Transportfahrzeuge: Auch die Anlieferung der Bauteile passiert in intelligenten Fabriken automatisch. Dazu sind im Hallenboden überall Magnete eingebaut, die in Kombination mit einer einprogrammierten WLAN-Steuerung den Kurs von Transportfahrzeugen navigieren.

Die Ziele der Smart Factory

Im Detail verfolgt natürlich jedes Unternehmen, das auf eine intelligente Fabrik setzt, unterschiedliche Ziele. Speziell bei Daimler, versucht man durch den Einsatz der kompletten Vernetzung diese fünf Hauptziele zu erreichen:

  • Größere Flexibilität: In der heutigen Zeit müssen die Produkte jedes Unternehmens immer „Up-to-Date“ sein. Speziell in der Autobranche werden die Kundenwünsche immer individueller. In einer Smart Factory kann man die Fertigungsprozesse viel schneller anpassen und somit auch besser auf die Nachfrage reagieren.
  • Erhöhte Effizienz: Jedes Unternehmen möchte von seinen Ressourcen wie Energie oder Vorräte so wenig wie möglich verschwenden. Eine intelligente Fabrik, in der jeder Schritt programmiert und alles genauestens überwacht wird, erleichtert es, mit den vorhandenen Produktionsmitteln noch effizienter umzugehen.
  • Höhere Geschwindigkeit: Wer schneller seine Prozesse anpassen kann, kann auch schneller seine Produkte fertigen und früher liefern.
  • Attraktives Arbeitsumfeld: In einer Smart Factory ändern sich viele Arbeitsabläufe und Tätigkeiten komplett: Statt den Schraubenschlüssel in die Hand zu nehmen, müssen die Mitarbeiter jetzt Hand in Hand mit Robotern arbeiten – für die meisten Mitarbeiter ist dies deutlich attraktiver.
  • Intelligente Logistik: Zur Smart Factory gehört nicht nur der eigentliche Bau des Fahrzeugs. Der komplette Prozess von der Bestellung bis zur Auslieferung soll automatisch erfolgen.

Wie genau Daimler die Entwicklung seiner eigenen Smart Factory vorantreibt, erfahrt ihr in diesem Video:

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Eine Zukunft ohne Mitarbeiter?

Smart Factory
In einer Smart-Factory arbeiten die Mitarbeiter jetzt Hand in Hand mit den Robotern

Wie du siehst, hat so eine intelligente Fabrik einige Vorteile – auch für dich als Kunde: Wenn du also irgendwann einmal ein Auto bestellen wirst, kannst du davon ausgehen, dass jeder individuelle Wunsch von dir berücksichtigt wird und dein neuer Renner trotzdem blitzschnell gebaut werden kann.

Doch wenn jetzt alles schon von den Maschinen so gut wie alleine erledigt wird, brauchen Fabriken dann in Zukunft überhaupt noch Mitarbeiter, die wirklich Hand anlegen? Die Antwort ist eindeutig: Ja. Doch wie schon erwähnt, sehen die Arbeitsschritte für die Menschen in einer Smart Factory komplett anders aus. Wie genau diese Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern aussieht, und ob nicht doch in naher Zukunft die Maschinen komplett übernehmen, klären wir im dritten Teil unserer Serie zur Industrie 4.0.

Bilder: Daimler AG

1… 2… 3…

Wenn man von einer Industrie mit dem Zusatz 4.0 spricht, stellt sich natürlich eine Frage: Was hat es mit den Industrien eins bis drei auf sich? Die Antwort auf diese Frage geht bis in die zweite Hälfte des 18. Jahrhunderts zurück. Denn dieser Zeitraum gilt als Beginn der (ersten) industriellen Revolution. Damals machten sich immer mehr maschinelle Erfindungen breit und Produkte in verschiedenen Gewerben wurden erstmals auch ohne menschliche Energie hergestellt. Vor allem mit Wasser- und Dampfkraft konnten viele Abläufe mechanisiert werden. Durch die sehr bekannten Erfindungen der Spinn- und Dampfmaschinen sowie mechanischen Webstühlen erzielte man rasante Produktionssteigerungen.

Die Dampfmaschine war eine der wichtigsten Erfindungen der ersten industriellen Revolution

Die Dampfmaschine war eine der wichtigsten Erfindungen der ersten industriellen Revolution.
Die Dampfmaschine war eine der wichtigsten Erfindungen der ersten industriellen Revolution

Doch bei einer industriellen Revolution blieb es natürlich nicht. Die zweite Phase der Industrialisierung begann etwa um 1880 und beschreibt den Übergang zu Massenproduktionen an Fließbändern. Eine weitere wichtige Neuerung dieser Zeit war die erstmalige Nutzung elektrischer Energie.

Die dritte industrielle Revolution – auch digitale Revolution genannt – liegt noch gar nicht so weit zurück und fand ab den 60er Jahren bis über den Zeitraum der Millenniumswende statt. Als Ursprung kann die Erfindung des Mikrochips gesehen werden. Sie war ausschlaggebend für eine mittlerweile fast vollständige Digitalisierung der weltweit gespeicherten Informationen. Auch die stark angestiegene Nutzung von Computern und der Aufbau des Internets sind wichtige Säulen dieser Phase, da dadurch Produktionsabläufe weiter automatisiert werden konnten.

… 4. industrielle Revolution

Jetzt ist es also Zeit für die vierte Stufe. Da der Begriff „Industrie 4.0“ bereits 2011 zum ersten Mal fiel, stecken wir bereits mittendrin – in der nächsten industriellen Revolution. Doch was ist jetzt eigentlich das Neue? Einfach ausgedrückt: Maschinen werden intelligent. Bis jetzt mussten sie von Menschen oder über einen externen Computer bedient werden. Doch durch neue Technologien können Computer inklusive der Möglichkeiten des Internets direkt in Maschinen integriert werden. Somit können sie eigenständig handeln und sich sogar mit anderen Geräten vernetzen. Die Informationen und Befehle, die sie zum Ausführen ihrer Arbeit benötigen, erhalten sie also wiederum von Maschinen. Bei dieser sogenannten Maschine-zu-Maschine-Kommunikation kommt es vor allem darauf an, dass sämtliche Informationen überall und ohne Verzögerung abrufbar sind. Deshalb bezeichnet man die Phase der Industrie 4.0 auch als Informatisierung der Fertigungstechnik oder intelligente Produktion.

Schlaue Maschinen machen individuelle Wünsche wahr

Wie du also gelernt hast, ist die Einführung von intelligenten Maschinen ausschlaggebend für die neuerliche industrielle Revolution. Doch auch der Mensch spielt weiterhin eine zentrale Rolle. Zum einen auf der Seite des Herstellers: In der Fertigung werden weiterhin viele Mitarbeiter benötigt, deren Arbeitsabläufe sich im Umgang mit den Robotern jedoch grundlegend ändern. Zum anderen sind es die Kunden, die nun noch mehr in den Mittelpunkt rücken: Die Industrie 4.0 ermöglicht es, dass individuelle Anforderungen und Kundenwünsche schnell und in hoher Qualität entstehen können. Besondere Bedeutung hat die Industrie 4.0 daher beispielsweise in der Autoindustrie. Durch eine Vernetzung des Bestellprozesses mit den Produktionsmaschinen, können individuelle Konfigurationen der Kunden im Bezug auf Design und Ausstattung leichter und schneller umgesetzt werden.

Intelligente Maschine
Intelligente Maschinen werden oft bei der Fertigung von Autos eingesetzt

Unbegrenzte Möglichkeiten

Insgesamt gesehen ist das Potential der Industrie 4.0 riesig und noch lang nicht am Ende angelangt. Ziel ist es, gesamte Wertschöpfungsketten digitalisieren zu können. Dazu sollen sich Menschen, Maschinen und industrielle Prozesse in intelligenten Fabriken vernetzen. Bei Daimler setzt man bereits seit einiger Zeit auf die sogenannte Smart Factory. Was genau in so einer Fabrik vor sich geht und welche Vorteile eine Mensch-Roboter-Kommunikation bringen, erfahrt ihr im zweiten Teil unserer Serie zur Industrie 4.0.

Bildquelle: Bild 1 & 3, Daimler AG

Eine Automobilindustrie ohne Roboter? Kaum vorstellbar. In der Industrie wurden Roboter erstmals in den 1960er Jahren eingesetzt. George Dovel und Joe Engelberger entwickelten mit ihrer Firma Unimation den Unimate, den ersten kommerziell erhältlichen Industrieroboter. Er wurde unter anderem an den Fließbändern des Autoherstellers General Motors eingesetzt.

Heute sind in Deutschland mehr als 60.000 mechanische Helfer im Einsatz. Die Gründe liegen auf der Hand: Roboter werden nicht müde oder ungeplant krank, brauchen keine Pausen und arbeiten sehr präzise und gründlich.

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Im Mercedes-Benz Werk Düsseldorf fertigen über 500 Roboter die Karossen.

Mensch und Maschine Hand in Hand

Trotzdem mussten aus Sicherheitsgründen Mensch und Maschine bisher getrennt voneinander arbeiten. Hinter Absperrungen gingen die Roboter ihrer Arbeit wie Schweißen oder Lackieren nach. Nun dürfen sie aber dank intelligenter Sicherheitssensorik direkt neben den Menschen am Fließband stehen.

Daimler etwa, arbeitet mit dem Roboter- und Anlagenbauer KUKA AG zusammen. Schwerpunkt dieser Partnerschaft ist die Mensch-Roboter-Kooperation, bei der Mensch und Leichtbauroboter gemeinsam feinste Montagearbeiten ausführen.

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Ob Schweißen oder Kleben – in der Automobilfertigung sind Roboter nicht mehr wegzudenken.

Sichere Zusammenarbeit

In Versuchen erforschen beide Unternehmen gemeinsam Montagevorgänge in der Produktion und Schraubprozesse im Fahrzeug. Außerdem entwickeln sie Konzepte für eine noch sicherere Zusammenarbeit von Mensch und Roboter.

So kann der Roboter in Zukunft dem Menschen noch besser zur Hand gehen. Der Roboter kann zum Beispiel so platziert und eingestellt werden, dass er die Mitarbeiter ergonomisch optimal unterstützt. So übernimmt der Leichtbauroboter etwa für den Menschen anstrengende Arbeitsschritte wie Über-Kopf-Tätigkeiten.