Die Zukunft der Robotik liegt in der Software

Faktoren wie steigende Produktionskosten, zunehmend komplexere Produkte und wirtschaftspolitische Herausforderungen zwingen Industrieunternehmen, neue Wege zu finden, um auf dem Weltmarkt wettbewerbsfähig zu sein. Softwaredefinierte Automatisierung ist in dieser Konstellation alternativlos. Viele Unternehmen zögern dennoch, KI und Robotik zusammenbringen: Sie gehen von hohen Investitionskosten und Produktionsstopps aus, die bei neuen Lösungen anfallen können.

Diese Bedenken gelten insbesondere für Bestandsanlagen. Bisher war die direkte Programmierung von Robotern in der Fertigung oft so komplex, dass Automatisierungsprojekte viel Zeit beanspruchten und nur begrenzt auf andere Standorte übertragbar waren. Denn die Programmierlogik unterscheidet sich meist je Hersteller. Durch plattformbasierte IT-OT-Layer, leistungsfähige Komponenten und erfahrene Systemintegratoren lassen sich diese Hürden zunehmend abbauen.

Deutschland ist zwar Robotik-Standort: Es gehört mit der weltweit drittgrößten Roboterdichte zu den Top-Playern in der Automatisierung, das zeigt eine aktuelle Untersuchung der International Federation of Robotics (IFR). Doch Roboter allein genügen nicht, um tatsächlich zukunftsfähige, intelligente Automatisierungslösungen zu schaffen. Erst angereichert durch KI entfaltet Robotik ihr gesamtes Potenzial und trägt so maßgeblich zur internationalen Wettbewerbsfähigkeit der Industrie bei.

Ein Beispiel für intelligente Automatisierung ist TPGen, die neue KI-gestützte Inspektionslösung von Grid Dynamics für die Plattform Wandelbots Nova. Offline-Software und Simulation als Teil einer durchgängigen Plattform-Governance spielen hier eine tragende Rolle: Sie sorgen dafür, dass Produktionsstillstände kein Thema mehr sind, wenn Unternehmen von fortschrittlicher, flexibel skalierbarer Automatisierung profitieren wollen. Der Plattformansatz von Wandelbots Nova ist nicht an einen bestimmten Hersteller gebunden, erlaubt globale Standardisierung, Wiederverwendung und bietet insgesamt eine Roll-out-Fähigkeit auf Enterprise-Ebene, etwa den Einsatz in verschiedenen Werken eines Unternehmens. Dadurch verkürzen sich die Planungszeiten und das Betriebsrisiko sinkt.

Beispielanwendung: Oberflächen und Schweißnähte effizient prüfen

Ein beispielhaftes Einsatzszenario und Einstiegspunkt für zahlreiche weitere Use Cases ist die Inspektion von Schweißnähten und Oberflächen, die sich durchintelligente Automatisierung verbessern lässt. Dieser Bereich ist ein Klassiker für Reibungsverluste im Maschinenbau: Die Analyse komplexer Werkstückgeometrien, die Planung von Sensor- und Roboterbahnen sowie die sichere Ausführung der Bewegungsabläufe beschäftigte Fachleute früher oft über Tage oder sogar Wochen. Durch die gezielte Verknüpfung von Software und Robotik lässt sich dieses Prüfverfahren deutlich effizienter gestalten und das vorhandene Fertigungspotenzial besser ausschöpfen.

Robotik-Pionier Gerd Hirzinger mit Award geehrt

Ein Abend voller Robotik-Ikonen, bahnbrechender Forschung und visionärer Start-ups: Auf der 2nd German Robotics Conference setzte das Robotics Institute Germany ein spektakuläres Zeichen für Innovation – mit einer Auszeichnung, die künftig weltweit Maßstäbe setzen soll.

Redaktion Automation NEXT

Automatisierung roboterunabhängig skalieren 

TPGen illustriert diesen Ansatz in der Praxis. Entwickelt wurde der automatische Tool-Path-Generator von Grid Dynamics, einem Softwareunternehmen mit breiter Erfahrung in KI und physikalischen Anwendungen wie der Robotik. Über Wandelbots Nova lässt sich TPGen auf mehr als 300 Robotermodelle anwenden, was übergeordnet den Weg für eine unternehmensweite Standardisierung und eine breit angelegte Roll-out-Strategie ebnet. Das System unterstützt unterschiedliche Inspektions- und Verarbeitungsprozesse, etwa automatische Machbarkeitsanalysen und die Generierung von Werkzeugbahnen, die bislang manuell und zeitaufwendig erfolgen mussten.

Nova fungiert dabei als herstellerübergreifende Automatisierungsplattform für Robotik und spannt den gesamten Bogen von der Geometrielogik bis zu den Roboterbahnen im System. Als roboterunabhängige Lösung eröffnet Nova Softwareunternehmen wie Grid Dynamics die Möglichkeit, flexibel softwaregesteuerte Roboteranwendungen zu entwickeln. Ein Anwendungsszenario ist die automatische Pfadgenerierung aus CAD-Daten, die selbst bei komplexen Bauteilen funktioniert. Dies impliziert etwa die Optimierung nach Qualitäts- und Zykluskriterien, damit die besten Bewegungsabläufe für Roboter entwickelt werden können. Abgerundet wird dies durch eine Machbarkeitsprüfung, die bewertet, ob sich ein Werkstück mit dem vorhandenen Sensor oder Roboter prüfen lässt und wo eine Schweißnaht platziert werden kann.

TPGen ruht auf zwei zentralen Komponenten: Es vereint geometrische Algorithmen (3D-Analyse, Sichtbarkeits- und Erreichbarkeitsberechnungen, Pfadoptimierung) mit Robotikfunktionen (Kollisionstests, Bewegungsplanung, Erreichbarkeitsprüfungen). Die dafür benötigten APIs – etwa für Reichweitenprüfungen und kollisionsfreie Trajektorien – sind in Nova eingebunden, sodass TPGen die komplette Prozesskette abdecken kann. SmartRay, Spezialist für 3D-Sensortechnik, setzt TPGen ein, um seine eigenen vollintegrierten Lösungen für die Schweißnahtprüfung schneller zu planen und noch zuverlässiger zu betreiben.

Risikoarm automatisieren

Gerade für bereits laufende Produktionslinien eröffnet dies eine neue Dimension von Automatisierung: Die Programmierung findet nicht mehr direkt am Roboter statt, sondern wird in Software- und Simulationsumgebungen verlagert. Dadurch sinkt das Risiko von Produktionsunterbrechungen, sondern schafft auch eine bessere Steuerbarkeit, klare Governance-Konformität und eine höhere Vorhersagbarkeit über Standorte und Systeme hinweg. Ein weiterer Pluspunkt: Haben sich Bewegungsabläufe bewährt, lassen sich diese auf verschiedene Standorte übertragen.

Varianten und Toleranzen lassen sich mit einer derartigen CAD-gestützten Bahngenerierung einfacher handhaben: Bereits in der Planung werden Unterschiede zwischen Bauteilen und Vorrichtungen einbezogen. Die Lösung kann aber weit mehr als nur die Schweißnahtprüfung: Dank ihrer offenen Architektur lassen sich die Algorithmen und Robotikbausteine ebenso für kamerabasierte Inspektionen, Klebe- und Lackierapplikationen oder andere Oberflächenbearbeitungen nutzen. So schafft eine Investition in das System Mehrwert für zahlreiche zukünftige Einsatzszenarien.

Parallel produzieren und automatisieren 

Die Zusammenarbeit macht deutlich, wie offene Plattformarchitekturen den Einstieg in die industrielle Automatisierung erleichtern. Auf diese Weise lassen sich KI- und Software-Kompetenz direkt in bestehende Produktionsumgebungen einbinden, ein wichtiger Parameter für mehr Effizienz und optimierte Prozesse in der zukunftsfähigen industriellen Fertigung.

Die Verbindung von KI und Robotik ist ein Meilenstein in der Industrie. Jetzt, wo die Technologie bereitsteht, ist es entscheidend, diese auch in Roboterumgebungen zu integrieren. Mit offenen Plattformen lassen sich ausgereifte KI-Modelle nun auch effizient in realen Automatisierungsszenarien einsetzen und weiterentwickeln.

Software-first-Konzepte schlagen die Brücke zwischen KI-Expertise und tatsächlich einsatzbereiter Automatisierung in der Produktion. In bestehenden Anlagen werden künftig weniger spektakuläre Roboter im Vordergrund stehen, sondern die Möglichkeit, Lösungen schnell, sicher und herstellerübergreifend in die Fertigung zu bringen und laufend an neue Anforderungen anzupassen. Genau hier setzt das Zusammenspiel von TPGen und Wandelbots Nova an. Wer heute Retrofit-Projekte plant oder Testprozesse skalieren möchte, sollte frühzeitig auf softwarenative Plattformen setzen, um den Weg für KI-Anwendungen zu ebnen und so Zeitaufwand und Kosten deutlich zu reduzieren.