Fachbeitrag
Zuverlässig und in kurzer Zeit zu hervorragenden Schweißnähten dank KUKA Robotern. Die kompakte Schweißzelle half der mittelständischen Verzinkerei Sulz GmbH, ihr Leistungsportfolio zu erweitern. - © KUKA
18.05.2023

Automatisierung im Mittelstand

Automatisierung im Mittelstand – heute die Herausforderungen von morgen bewältigen

Von Fachkräftemangel über hohe Energiepreise bis zu Lieferengpässen: Kleine und mittelständische Unternehmen werden derzeit mit großen Herausforderungen konfrontiert. In Zukunft droht sich die Lage weiter zuzuspitzen. Automatisierung ist zwar nicht die Antwort auf alle Herausforderungen von KMU. Auf viele aber schon. Mit Cobots, Industrierobotern und zur Branche passender Software erhöhen Unternehmen ihre Effizienz, werten Arbeitsplätze auf und bleiben wettbewerbsfähig.

Der Fachkräftemangel macht vor allem kleineren und mittleren Unternehmen zu schaffen. Weltweit haben im Jahr 2022 rund 75 Prozent der Unternehmen Schwierigkeiten gehabt, ihre Stellen zu besetzen.1 Allein in Handwerksbetrieben in Deutschland fehlten schon 2021 rund 87.000 Mitarbeitende, Tendenz steigend. Besonders betroffen sind Bereiche wie Bauelektrik, Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik sowie Kraftfahrzeugtechnik.2 Dass eine Automatisierung hier für Erleichterung sorgen kann, wissen die meisten Betriebe. So gehen 65 Prozent der Mittelständler davon aus, dass sich Prozesse in ihrem Unternehmen durch Robotik beschleunigen lassen und dass sich dadurch sowohl Produktivität als auch Qualität erhöhen.3 Dennoch sind Mittelständler vor dem Einsatz von Robotern bisher oft zurückgeschreckt. Ihre Argumente: zu komplex, zu teuer, zu viel Skepsis im Team. Doch das sind nur Mythen!

Roboter nehmen Kollegen schwere Arbeiten ab

Wer Mut gefasst und es ausprobiert hat, weiß: In Automatisierung zu investieren, lohnt sich. Denn das Risiko ist gering. Und die Chancen sind riesig. Ob beim Palettieren, beim Be- und Entladen von Maschinen, bei der Qualitätskontrolle oder beim Schweißen: Der Kollege Roboter kann das eingespielte menschliche Team gut ergänzen. Und meistert seine Aufgaben zuverlässig und präzise. Er übernimmt unergonomische, belastende, monotone und zeitraubende Arbeiten. Mitarbeitende werden dadurch körperlich entlastet und gewinnen Zeit für anspruchsvollere Tätigkeiten. Immerhin sind in Deutschland Muskel- und Skeletterkrankun-gen mit 35,4 Prozent die Hauptursache für eine Arbeitsunfähigkeit im Handwerk. Rückenschmerzen, Schulterläsionen und Co. sind vor allem im Bau- und Ausbaugewerbe für den Großteil der Krankheitstage verantwortlich.4

Der Spindelhubgetriebe-Hersteller ZIMM Group GmbH setzt auf Unterstützung von KUKA Robotern, um die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen. - © KUKA
Der Spindelhubgetriebe-Hersteller ZIMM Group GmbH setzt auf Unterstützung von KUKA Robotern, um die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen. © KUKA

Roboter können hier Abhilfe schaffen, wie das Beispiel des Spindelhubgetriebe-Herstellers ZIMM Group GmbH zeigt. Die rund 300-köpfige Belegschaft wird durch zwei KUKA Roboter entlastet. Zunächst belädt ein KR QUANTEC in einer Zelle eine Fräsmaschine mit Rohteilen aus Metall. Sind die Bauteile fertig bearbeitet, legt sie der Roboter auf dem Nachbearbeitungsplatz in der Zelle ab. Dort entgratet und reinigt sie ein KR AGILUS. „Die Automatisierung erlaubt es uns, in mannlosen Schichten nachts und am Wochenende zu produzieren, was unsere Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit erhöht“, berichtet Hardy Ponudic, Produktionsleiter bei ZIMM.

Neue Stellen schaffen, die Mitarbeiterzufriedenheit fördern

Die größte Sorge vieler Arbeitskräfte: Ein Roboter könnte ihnen ihren Job streitig und sie selbst entbehrlich machen. Doch zahlreiche Beispiele haben das bereits widerlegt. Viele Unternehmen konnten ihren Geschäftsbereich durch den Einsatz von Robotern erweitern und daraufhin weitere Fachkräfte einstellen. Die mittelständische Verzinkerei Sulz GmbH aus Süddeutschland hat beispielsweise durch den Kauf einer kompakten Roboter-Schweißzelle neue Kunden gewonnen. Die Investition in die Automatisierung ermöglichte also, dass neue Stellen geschaffen wurden und sich das mittelständische Unternehmen in der Region vom Wettbewerb absetzte.

In einer kompakten Zelle widmet sich ein KR CYBERTECH nano qualitativ hochwertigen Schweißnähten von Bauteilen, die dann später verzinkt werden. So werden 5.000 bis 10.000 Bauteile im Monat fertig. „Dass wir jetzt auch schweißen können, bringt uns inzwischen zusätzliche Verzinkungsaufträge. Wir konnten unsere Kernprozesse stärken“, sagt Bernd D. Euschen, Geschäftsführer der Verzinkerei Sulz GmbH.

Zuverlässig und in kurzer Zeit zu hervorragenden Schweißnähten dank KUKA Robotern. Die kompakte Schweißzelle half der mittelständischen Verzinkerei Sulz GmbH, ihr Leistungsportfolio zu erweitern. - © KUKA
Zuverlässig und in kurzer Zeit zu hervorragenden Schweißnähten dank KUKA Robotern. Die kompakte Schweißzelle half der mittelständischen Verzinkerei Sulz GmbH, ihr Leistungsportfolio zu erweitern. © KUKA
Attraktives Arbeitsumfeld schaffen

Sich bei den Kunden bestmöglich darstellen und zusätzlich ein attraktives Arbeitsumfeld für Fachkräfte zu bieten, ist eine Herausforderung, vor denen kleine und mittelständische Unternehmen heute stehen. 37 Prozent der Beschäftigten weltweit äußern Besorgnis, dass ihre Unternehmen nicht ausreichend in innovative Technologien investieren.5 Die Möglichkeiten der Automatisierung sind jedoch enorm, unabhängig von der Branche und dem Prozessschritt. Für eine passgenaue Roboterlösung greift KUKA auf ein breites Netzwerk an Systempartnern zu, die in enger Zusammenarbeit mit KUKA für Installation und Integration beim Endkunden verantwortlich sind. Für jeden Mittelständler findet sich ein Systempartner ganz in der Nähe, der sich nicht nur mit Robotern, sondern auch in der jeweiligen Branche bestens auskennt.

Das hat auch das Familienunternehmen Hermann Hauff GmbH & Co. KG erkannt und die Fertigung von Oberkorbrollen für Spülmaschinen komplett automatisiert. Ein KR QUANTEC entnimmt simultan zum Spritzzyklus die Rollen aus der würfelförmigen Spritzgießmaschine, setzt sie in Steckbuchsen ein und legt die fertigen Teile danach auf ein Förderband. An dessen Ende wartet ein KR QUANTEC PA, der die Versandkartons faltet und unter dem Förderband platziert. Sind sie voll, stapelt er die Kartons auf Europaletten. Auch der polnische Integrator Qbig hat einen KUKA Roboter in der Montage eingesetzt. Ein KR AGILUS montiert die Bullaugen für Waschmaschinentüren. Er verschraubt Glas- und Kunststoffelemente, während diese auf dem Fördersystem weiterbewegt werden. Die Software KUKA.ConveyorTech stimmt dabei die Bewegungsabläufe des Roboters und der Produktionslinie aufeinander ab. Der Endkunde, ein großer Hersteller von Haushaltsgeräten, ist sehr zufrieden mit der Lösung von Qbig: Die Anlage ist jetzt viel produktiver und die Mitarbeitenden freuen sich über die Arbeitserleichterung.

Ein KR QUANTEC entnimmt bei der Hermann Hauff GmbH & Co. KG simultan zum Spritzzyk-lus die Rollen aus dem unteren Teil des Würfels, setzt sie in die Steckbuchsen ein, um die fertigen Teile aus Kunststoff danach zu entnehmen. - © KUKA
Ein KR QUANTEC entnimmt bei der Hermann Hauff GmbH & Co. KG simultan zum Spritzzyk-lus die Rollen aus dem unteren Teil des Würfels, setzt sie in die Steckbuchsen ein, um die fertigen Teile aus Kunststoff danach zu entnehmen. © KUKA
Kollaborative Roboter und Kraftpakete in KMU

Zunehmender Beliebtheit im Mittelstand erfreuen sich kollaborative Roboter wie der LBR iisy. Sie lassen sich schnell für neue Aufgaben schulen, sind binnen Minuten in Betrieb zu nehmen, lassen sich von Mitarbeitenden mit geringer Programmiererfahrung steuern und schenken Mittelständlern Unabhängigkeit. Beim Familienunternehmen FMO Surface GmbH, das sich auf die Veredelung von Kunststoffoberflächen spezialisiert hat, unterstützt ein solcher kollaborativer Roboter bei der Qualitätskontrolle. Hand in Hand mit dem Team überprüft der LBR iisy verschiedene DataMatrix-Codes auf Busverbindern hinsichtlich Qualität und Vollständigkeit. Das spart Zeit, entlastet das Team und gewährleistet, dass nur Busverbinder mit perfekten DataMatrix-Codes in Steuerungen verbaut werden. Der Vorteil liegt auf der Hand: Entwickelt für die schutzzaunlose Zusammenarbeit mit dem Menschen, kann der neue Kollege direkt in der Produktionshalle unterstützen, ohne dass weitere Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden müssen. Für alle, die noch nie mit einem Roboter zu tun hatten, senkt das die Hemmschwelle.

Das heißt aber nicht, dass Industrieroboter mit höheren Traglastklassen nur etwas für große Unternehmen sind. Im Gegenteil. Gerade in kleinen und mittelständischen Unternehmen können Roboter wie der KR QUANTEC schwere Arbeiten übernehmen, für die es nicht genügend Personal oder Zeit gibt. Ein KR QUANTEC PA be- und entlädt bei der Privatbrauerei Fiedler, die lediglich knapp 20 Mitarbeitende hat, Paletten mit Bierkästen. Dabei nimmt der Roboter mit seinem Greifer bis zu vier Bierkästen gleichzeitig auf. Er legt das eingehende Leergut von der Palette auf die Fördertechnik und stellt die aus der Abfüllung kommenden Getränkekisten vom Förderband direkt auf die Palette. Was das Team des Familienunternehmens besonders schätzt: Als Schnittstelle zwischen Roboter und Maschinensteuerung erlaubte die Steuerungssoftware KUKA.PLC mxAutomation eine einfache Inbetriebnahme und Programmierung des Roboters durch die SPS. Spezielle Programmierkenntnisse waren nicht erforderlich. 

Die FMO Surface GmbH nutzt die Fähigkeiten des LBR iisy in der Qualitätskontrolle. Der Cobot eignet sich auch für Menschen mit wenig Programmiererfahrung und erfüllt seine Aufgaben zuverlässig und präzise. - © KUKA
Die FMO Surface GmbH nutzt die Fähigkeiten des LBR iisy in der Qualitätskontrolle. Der Cobot eignet sich auch für Menschen mit wenig Programmiererfahrung und erfüllt seine Aufgaben zuverlässig und präzise. © KUKA
Flexibel an die Auftragslage anpassbar

KUKA hat verschiedene Applikationspakete entwickelt, die den Bedürfnissen des Mittel-stands unterschiedlicher Branchen gerecht werden. Damit fällt das Onboarding so leicht wie nie. Es gibt zum Beispiel viele Möglichkeiten, KUKA Roboter per Handführung auf ihre Aufgaben vorzubereiten. Das gelingt mit einer drahtlosen 6D-Maus, die schnell am Roboter montiert ist und mit der sich der Roboter mit einer Hand führen und programmieren lässt.

Und wenn sich die Auftragslage mal ändert und schnell angepasst werden muss? Auch das ist kein Problem. In den vergangenen Jahren gab es große Fortschritte bei der Software. Mit dem kollaborativen Roboter LBR iisy und dem neuen Betriebssystem iiQKA.OS können etwa Robotik-Einsteiger ihre Produktion eigenständig und innerhalb weniger Minuten automati-sieren. Die Visualisierungssoftware HMI easy ermöglicht zudem eine unkomplizierte Interak-tion zwischen Mensch und klassischem Industrieroboter. Für einzelne Applikationen wie beispielsweise das Schweißen oder Palettieren bietet KUKA spezielle Software-Pakete an. Diese digitalen Services machen ein Umschulen einfach und schnell möglich. Wurde also ein Roboter für das Be- und Entladen einer bestimmten Werkzeugmaschine angeschafft, kann er wenig später das Verpacken übernehmen. Bei allen Fragen oder Problemen steht in der Nähe der KUKA Service 24/7 zur Verfügung und sorgt dafür, dass die Produktion schnell weiterläuft.

Das Team der Privatbrauerei Fiedler hat sich Hilfe beim Palettieren geholt. Der Palettierro-boter von KUKA bewegt vier Bierkästen gleichzeitig und entlastet das Team damit erheblich. - © KUKA
Das Team der Privatbrauerei Fiedler hat sich Hilfe beim Palettieren geholt. Der Palettierro-boter von KUKA bewegt vier Bierkästen gleichzeitig und entlastet das Team damit erheblich. © KUKA
Günstiger als gedacht: So schnell ist der ROI erreicht

Dass die Vorteile überwiegen und sich eine Automatisierung durch Roboter schnell finanziell rechnen kann, haben die Entscheider in KMU mittlerweile erkannt. Der Zeitraum bis zum Return-on-Investment liegt meistens unter zwei Jahren. Das belegt auch das folgende Rechenbeispiel für die Investition in eine Schweißzelle mit einem KR CYBERTECH nano, die einen Handwerksbetrieb unterstützt. Mit einer projektspezifischen Vorrichtung und Schweißtechnik eines Premium-Herstellers, inklusive Programmierung, Inbetriebnahme vor Ort und Schulung für die Anlage, belaufen sich die Kosten auf etwa 110.000 Euro. Schweißer sind aktuell deutschlandweit schwer zu finden – wer das Glück hat, sie einstellen zu können, für den fallen pro Vollzeitkraft durchschnittlich 40.000 Euro Lohn und Lohnnebenkosten im Jahr an. Ausgehend von Personalkosten von 80.000 Euro im Jahr im Zweischichtbetrieb ist der Return-on-Investment mit dieser Schweißzelle nach etwa 16,5 Monaten erreicht. Und das bei einer, wie viele Kunden rückmelden, hervorragenden Qualität der Schweißnähte.

Da verwundert es nicht, dass 46 Prozent der deutschen Fach- und Führungskräfte im Mittelstand planen, in naher Zukunft in Roboter zu investieren.6 Mit KUKA stellen sie damit auch die Weichen in Richtung Nachhaltigkeit. Denn die wartungsarmen, langlebigen Roboter können Unternehmen jahrzehntelang unterstützen. Und sie sind so konzipiert, dass sie jeden Digitalisierungsschritt mitgehen, den das Unternehmen plant. Wer sich also heute für die Automatisierung entscheidet, profitiert davon auf sehr lange Sicht.

Hier erfahren Sie mehr über Robotik in KMUs:

Mehr erfahren


Fußnoten:

1 https://go.manpowergroup.com/hubfs/MEOS/2022_Q3/Q3%20MEOS%20Global%20Report.pdf
2 https://www.iwkoeln.de/studien/helen-hickmann-filiz-koneberg-die-berufe-mit-den-aktuell-groessten-fachkraefteluecken.html
3 https://www.ke-next.de/kollegeroboter/markt/was-sich-der-mittelstand-von-der-robotik-erhofft-358.html
4 https://www.ikk-classic.de/assets/5246_ikkc_web_pdf.pdf
5 https://www.pwc.de/de/pressemitteilungen/2022/hopes-and-fears-2022-drei-von-zehn-beschaeftigten-weltweit-fuerchten-durch-technologie-ersetzt-zu-werden.html
6 https://www.ke-next.de/kollegeroboter/markt/was-sich-der-mittelstand-von-der-robotik-erhofft-358.html


(Quelle: KUKA AG, Autorin: Sandra Hirsch, Global Content Marketing Managerin Division Robotics; E-Mail: sandra.hirsch@kuka.com)

Schlagworte

AutomationAutomatisierungCobotsFachkräftemangelFügetechnikIndustrieroboterRobotikSchweißtechnik

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