Robotik och automatisering: En omfattande analys av applikationer, trender och sociala effekter

Fokus: Robotik och automatisering i Europa fokus

Robotik och automatisering är mycket mer än bara nyckelord idag - de är drivkrafterna bakom en djupgående förändring i affärer, samhälle och vårt dagliga liv. Från hur produkter tillverkas och tjänster tillhandahålls, till våra arbetsplatser och hur vi interagerar med varandra, robotik och automatisering omarbetar vår värld i snabb takt.

Denna omfattande rapport belyser kärnbegreppen, olika tillämpningsområden och tvärsektorella effekter av robotik och automatisering, med ett särskilt fokus på Tyskland och Europa. Vi kommer att ta itu med de viktigaste teknologierna som driver denna revolution framåt, till exempel artificiell intelligens (KI), samarbetsrobotar (Cobots), autonoma system och humanoidrobotar, och undersöka de möjligheter och utmaningar som är förknippade med dem.

Vi kommer att undersöka effekterna på olika sektorer, från logistik och produktion till konstruktion och sjukvård till utbildning, rörlighet och jordbruk. När allt kommer omkring kommer vi att analysera fördelar och nackdelar med dessa tekniker och ställa den avgörande frågan: Hur kan vi använda robotik och automatisering ansvarsfullt för att forma en framtid som är både ekonomiskt framgångsrik och socialt rättvis?

Lämplig för detta:

• AI-kontrollerade robotik- och humanoidrobotar: hype eller verklighet? En kritisk analys av marknadsmognaden

Robotik och automatisering - Definition och avgränsning

Begreppen robotik och automatisering används ofta synonymt, men det är viktigt att förstå de fina skillnaderna mellan dem för att fullt ut förstå omfattningen av deras effekter.

Kärnbegrepp och principer

Automatisering

I huvudsak avser automatisering användningen av teknik för att kontrollera och genomföra processer eller procedurer utan eller med minimal mänsklig intervention. Detta kan göras genom mekaniska, elektroniska eller datorstödda system och syftar till att utföra uppgifter delvis eller helt autonomt. Huvudmålet med automatisering är att förbättra effektivitet, konsistens och säkerhet.

Automation är inte alls ett nytt koncept. Tänk på enheter i fabriker eller datorkontrollerade maskiner som fungerar exakt. Men modern automatisering går långt utöver dessa traditionella exempel. Det inkluderar nu också automatisering av digitala processer genom programvara, till exempel Robot Process Automation (RPA), som automatiserar repetitiva uppgifter på kontoret.

I Tyskland spelar standardiseringsorgan en avgörande roll i definitionen och standardiseringen av automatiseringsmetoder och processer för att säkerställa att system fungerar säkert och effektivt.

robotik

Robotik är en tvärvetenskaplig vetenskap och teknisk disciplin, som handlar om design, konstruktion, drift och användning av robotar. Den integrerar kunskap om mekanik, elektronik, datavetenskap och matematik för att skapa intelligenta maskiner som kan utföra uppgifter autonomt.

En robot är i huvudsak ett system som kan förstå sina omgivningar, fatta beslut och genomföra åtgärder. Moderna robotar använder sensorer för att samla in information om miljön, ställdon för att genomföra rörelser eller åtgärder och komplexa kontrollsystem för att fatta beslut och samordna åtgärder.

International Federation of Robotics (IFR) skiljer grundläggande mellan industrirobotar som främst används i produktion och serviceroboter som tillhandahåller tjänster för människor eller institutioner.

robot

En robot är en fysisk eller virtuell enhet som interagerar med sin miljö. Fysiska robotar använder sensorer för att samla in information om miljön, ställdon för att utföra rörelser eller åtgärder och system för informationsbehandling som fattar beslut och kontrollåtgärder. Du kan ersätta människor i fysiska uppgifter eller när du fattar beslut. Industriella robotar är designade för användning i produktionen, medan serviceroboter tillhandahåller tjänster för människor eller institutioner. Det finns olika mönster som Cartesian, Scara, Delta, Knickarm eller samarbetsrobotar som skiljer sig åt i deras leder och rörelseaxlar. Förutom själva robotarmen kräver ett funktionellt robotsystem också sluteffektorer (gripare, verktyg), kontroll, sensorer och säkerhetsåtgärder.

Robot Process Automation (RPA):

Till skillnad från fysiska robotar är RPA programvaruapplikationer som imiterar mänskliga interaktioner med användargränssnitten i programvarusystemen. RPA -bots utför regelbundna, repetitiva digitala uppgifter som att fylla i formulär, kopiera data eller bearbeta information från strukturerade dokument. De arbetar dygnet runt, felfritt för rutinmässiga uppgifter och billigare än mänskliga arbetare för dessa specifika aktiviteter. RPA är därför en form av processautomation i digitalt utrymme.

Service

Detta område innehåller robotar som tillhandahåller delvisa eller helt autonoma tjänster utanför industriell produktion, vare sig det är för mänskligt välbefinnande eller för institutioner. En åtskillnad görs mellan professionella servicerobotar som drivs av utbildad personal (t.ex. logistikbilrobotar som AMR: er, medicinska robotar) och personliga eller inhemska serviceroboter som används av lekpersoner (t.ex. dammrobot). Centrala forsknings- och utvecklingsområden är uppfattning, navigering, manipulation, interaktion mellan mänsklig robot (MRI) och säkerhet.

Grundprinciper

Robotik och automatisering baseras på ett antal kärnprinciper, inklusive:

• Uppfattning: Förmågan att förstå miljön genom sensorer som kameror, lidar och styrka sensorer.
• Navigering: Förmågan att flytta och lokalisera i området.
• Manipulation: Förmågan att fysiskt interagera med föremål av Griffan eller verktyg.
• Kontroll och reglering: Förmågan att kontrollera rörelser och åtgärder.
• Säkerhet: Garanti för en säker operation, särskilt nära människor.
• Autonomi: Förmågan att utföra uppgifter utan mänskliga ingripanden.
• Intelligens/kognition: Lär dig förmågan att fatta beslut och anpassa sig till förändrade förhållanden, ofta realiserade av AI.

Relation och synergi mellan robotik och automatisering

Robotik och automatisering är nära anslutna och kompletterar varandra. Robotik är ofta medel för att förverkliga automatisering i den verkliga världen, särskilt när det gäller att automatisera fysiska uppgifter. Automation är det övergripande konceptet som beskriver användningen av teknik för att kontrollera processer.

Ett automatiserat robotsystem integrerar olika komponenter - roboten själv, sensorer, kontroller, programvara - för att utföra en uppgift oberoende. Synergy är att robotiken ger fysisk förmåga att agera (åtgärder), medan automatiseringsteknologi, som alltmer baseras på programvara, kontrollsystem och AI, som ger intelligens, samordning och kontroll. RPA automatiserar digitala arbetsprocesser, fysiska robotar automatiserar fysiska processer; Båda faller under den generiska termen för automatiseringen.

Gränserna mellan termerna blir emellertid alltmer suddiga, särskilt på grund av framstegen av AI och programvarudefinierade system. Modern robotik inkluderar ofta i sig mycket utvecklade automatiseringsfunktioner, och vice versa, avancerade automatiseringssystem integrerar ofta robotelement, vare sig de är fysiska robotarmar, mobila plattformar eller mjukvarubots. Fokus förskjuts från den rena formen (hårdvara kontra programvara) till förmågan - det autonoma exekveringen av uppgifter. "Intelligent automatisering" blir således ett högre nivå som realiseras av olika tekniker.

Samtidigt expanderar begreppet robotik. Detta återspeglar en funktionell vy som är baserad på förmågan att göra autonoma uppgifter, drivna av de underliggande automatiserings- och AI -teknologierna. Denna konceptuella expansion kräver en exakt definition i respektive sammanhang (t.ex. industriell automatisering kontra servicerobotik kontra processutomation).

Lämplig för detta:

• Humanoider, industriella och serviceroboter på uppgång- humanoidrobotar är inte längre en science fiction

Cross -Sector Applications and Effects

Robotik och automatisering är inte begränsad till en enda bransch, men används i ett växande antal sektorer. De specifika implementeringarna och effekterna varierar emellertid beroende på branschen.

logistik

Allmän roll och tillämpningar

Logistikindustrin, som utgör cirka 10% av den globala BNP, står inför utmaningen att motverka bristen på kvalificerade arbetare, öka effektiviteten och förbättra noggrannheten i lager, transport och leverans. Automation är nyckeln här.

Typiska tillämpningar inkluderar materialtransport genom förarlösa transportsystem (FTS/AGV) och autonoma mobilrobotar (AMR), plockning (plockning), förpackning, sortering, palleting och deppning samt lastning och lossning av lastbilar eller pallar. Programvara som Warehouse Management Systems (WMS) och transporthanteringssystem (TMS) spelar en central roll för att kontrollera och optimera dessa processer.

Fallstudie Nespresso

Kaffekapseltillverkaren Nespresso använder automatiseringslösningar i sitt distributionscenter för att bearbeta e-handelsorder. Robot skildrar kaffelådor, medan andra robotar tar över hackning och förpackning av kundorder. Systemet möjliggör en hög genomströmning och minskar felfrekvensen avsevärt.

Nespresso investerar också i allmänhet i teknik, till exempel för transparens för leveranskedjan med hjälp av en blockchain eller för att förbättra kundservice med Power App. Produktionen sker i mycket automatiserade verk där betydligt investerade.

Effekter

Automation i logistik leder till betydande ökningar i effektivitet, noggrannhet, produktivitet och skalbarhet. Det möjliggör kostnadsminskningar, förbättrar kvaliteten på orderbehandlingen och hjälper till att motverka bristen på arbetare. Det möjliggör snabbare leveranstider, särskilt inom e-handel.

Logistikautomationen utvecklas bort från enkla support- och sorteringssystem mot mer intelligenta, mer flexibla system. Autonoma mobila robotar (AMR) och AI-stödda plockningsrobotar kan bättre hantera de höga variationerna och hastighetskraven för e-handel och omnikanalhandel. Förutom avancerad hårdvara kräver detta också mycket utvecklad programvara som WMS och AI för orkestrering. Denna utveckling återspeglar en övergång till integrerade, intelligenta system som hanterar komplexitet istället för att bara utföra enkla repetitioner.

Trots fördelarna förblir höga initiala investeringar och komplexiteten i implementeringen hinder, särskilt för små och medelstora företag (små och medelstora företag). Detta leder till utveckling av alternativa affärsmodeller som robotik AS-AS-A-Service (RAAS), där företag kan hyra automatiseringskapacitet eller betala för användningsbaserad, vilket sänker inträdesbarriären.

Industri och produktion

Allmän roll och tillämpningar

Bransch och produktion är det historiska kärnområdet för användning av robotik. Roboter utför uppgifter här för människor monotona, smutsiga, farliga eller högpriodlor ("4 d's": tråkig, smutsig, farlig, delikat/skicklig). De viktigaste applikationerna inkluderar materialhantering, montering, svetsning, målning, slipning, polering, fräsning, maskinfällning och kvalitetskontroll.

Robotik och automatisering är avgörande drivkrafter för produktivitet, kvalitet, effektivitet, flexibilitet och konkurrenskraft i produktionen. De är centrala element i Industry 4.0 och möjliggör koncept som "Smart Factory".

Estlands fallstudie

Landet bedriver en ambitiös strategi för digital omvandling av sin bransch, som stöds av statliga supportprogram för introduktion av automatisering, digital teknik och robotik, inklusive anställdas utbildning. Estland positionerar sig som en "e-estonia", ett mycket digitaliserat land, och vill använda denna styrka för att göra sin bransch mer konkurrenskraftig.

Fallstudie Endress+Hauser

Som en global leverantör av mät- och automatiseringsteknologi för processindustrin använder Endress+Hauser själv intensiv automatisering och robotik i sina produktionsanläggningar. Produktionen följer Lean och Kaizen-principerna, använder de senaste tillverkningsteknologierna och kalibreringssystemen med hög precision för att effektivt producera en stor variant.

Fallstudie Kina

Kina har genomfört en aldrig tidigare skådad fångst i industriell automatisering och förbi Tyskland och USA i robottätheten. Detta är resultatet av massiva statliga investeringar och subventioner, stark intern efterfrågan och ökande lönekostnader. Kina är världens största marknad för industrirobotar och installerade över hälften av alla nya robotar över hela världen 2022. Landet syftar nu också till ledarrollen i massproduktion av humanoidrobotar år 2027.

Fallstudie Infineon

Semiconductor -tillverkaren Infineon är både en viktig användare av robotik i sina egna mycket automatiserade fabriker (FAB) samt en viktig leverantör av nyckelkomponenter (sensorer, kraftkonstruktionselement) för robotindustrin.

Effekter

Automation i branschen leder till betydande ökningar i produktivitet, effektivitet, kvalitet och säkerhet. Det minskar kostnaderna, minskar kommittén och genomströmningstider och ökar flexibiliteten. Det möjliggör produktion av komplexa produkter och kan hjälpa till att motverka bristen på kvalificerade arbetare. Dessutom ses det som ett sätt att flytta produktionskapacitet (omhärdning/nära shoring) och säkerställa konkurrenskraft.

Automation i produktionen utvecklas utöver enkla, repetitiva uppgifter. Drivet av AI, avancerade sensorer och kraven i Industry 4.0 (personlig produktion, parti storlek 1) är trenden mot kognitiva och flexibla robotsystem. Dessa behöver en högre nivå av autonomi och anpassningsförmåga för att kunna reagera på varianter, toleranser och oförutsedda händelser.

Medan stora företag, särskilt inom fordonsindustrin, citerade tidig anpassning, kan fokus alltmer göra automatisering tillgänglig och ekonomisk för små och medelstora företag (små och medelstora företag). Detta görs genom mer användarvänliga programmeringskoncept (låg kod/no-code, undervisning genom demonstration), billigare robotar (billiga robotik) och nya affärsmodeller som RAAS.

Konstruktion

Allmän roll och tillämpningar

Byggnadsindustrin, traditionellt påstås som konservativ och arbetskraftig, börjar alltmer anpassa robotik och automatisering. Förare är bristen på specialister, trycket för att öka effektiviteten, säkerhetsproblemen och hållbarhetsmålen. Tillämpningar inkluderar automatiserade väggar, svetsning, borrning, materialtransport och hantering av tunga belastningar, rivning och återvinningsrobotar, 3D -utskrift av komponenter eller hela byggnader, inspektion och övervakning med drönare eller robotar, autonoma byggmaskiner för jordarbeten och vägbyggnad samt exoskeletoner för att stödja arbetare i fysiskt svåra aktiviteter.

Fallstudie Wirtgen Group

Företaget erbjuder ett integrerat system för vägkonstruktion som använder digitala terrängmodeller och automatiserar maskinkontroll. Med GNSS/RTK -positionering, fräsdjup, lutning, styrning av efterbehandlingen och planets position styrs exakt och automatiskt. För kaniner erbjuder Wirtgen ett GPS/GNSS-baserat system för den ledande trådlösa installationen av betongprofiler.

Fallstudie MOBA Mobile Automation

MOBA är specialiserat på automatiseringslösningar för mobila arbetsmaskiner i konstruktion, såsom asfalt -ren, grävmaskin, klassare och hjullastare. För vägkonstruktion erbjuder de nivelleringssystem som automatiskt kan reglera höjden och lutningen av Bohle och arbeta med olika referenser. I Earthworks kontrollerar portföljen av grävmaskiner såväl som kontroller för klassare och larver som hjälper föraren att arbeta exakt enligt plan och att öka effektiviteten avsevärt.

Effekter

Användningen av robotik och automatisering i konstruktion lovar betydande fördelar: ökad effektivitet, acceleration av byggprocesser, högre precision och konstant kvalitet, förbättrad arbetssäkerhet genom att ta på sig farliga aktiviteter, minska kostnaderna (arbete, material, omarbetning), minskning av materialavfall och bättre användning av resurser. Du kan också hjälpa till att motverka bristen på kvalificerade arbetare och möjliggöra nya, innovativa byggprocesser som 3D -utskrift.

Automation i konstruktion står inför speciella utmaningar som skiljer sig från de i kontrollerade fabriksmiljöer. Byggplatser är vanligtvis ostrukturerade, dynamiska och grova miljöförhållanden. Detta kräver att robotsystem har en särskilt robust uppfattning om sin omgivning, tillförlitlig navigering under svåra förhållanden och hög anpassningsförmåga själv och interaktion med mänskliga arbetare.

Trots den betydande potentialen för att öka effektiviteten och minska kostnaderna förblir de höga förvärvskostnaderna för specialiserade byggrobotar och behovet av kvalificerad personal för drift och underhåll betydande hinder för bred anpassning, särskilt för mindre byggföretag.

Sjukvård och vård

Allmän roll och tillämpningar

Robotik och automatisering blir allt viktigare inom hälso- och vårdsektorn för att förbättra patientvård, för att göra kirurgiska ingripanden mer exakt, öka den operativa effektiviteten, lindra personalen och stödja ett oberoende liv i ålderdom eller funktionsnedsättningar.

Applikationsspektrumet är brett: kirurgisk hjälp, logistik och transport, rengöring och desinfektion, patienthantering och mobilitetsstöd, diagnostik, automatisering av apotek, sociala och tillhörande robotar samt telepoter och fjärrövervakning.

Exempel geriatrisk vårdmässa

Denna mässor visar aktuella trender för vårdbranschen. Detta inkluderar sociala robotar för underhållning och excitation av seniorer, som serverar robotar, exoskeletoner för vandringsstöd, elektriskt lyft och uppströms AIDS samt AI-baserad programvara för lättnad för administrativa uppgifter.

Exempel Köpenick (Social Foundation)

Köpenick Social Foundation introducerade den sociala roboten "Willi" i ett seniorcenter för att främja invånarnas sociala deltagande. Användningen åtföljs vetenskapligt för att undersöka effekterna på välbefinnande. I Berlin finns det andra initiativ, till exempel Startup Editor med roboten "Oscar", som övervakar invånare på vårdhem på natten, eller Caritas Clinic Dominikus, som använder en ryggrad för högprecision.

Exempel Leipzig (Avatar Project)

Olika initiativ i Leipzig använder telepresence -robotar som fungerar som ”suppleanter” för långsiktiga barn och ungdomar som inte fysiskt kan delta i skollektioner. Via en surfplatta kan barnen kontrollera avataren i klassrummet, följa lektionerna, rapportera, prata med klasskamrater och till och med praktiskt taget delta i skolresor.

Effekter

Robotik inom sjukvården möjliggör exakta och mindre invasiva operationer med potentiellt snabbare återhämtning. Det ökar effektiviteten i logistik, rengöring och apoteksaktiviteter. Fysisk stress för personalen kan minskas. Robotar kan hjälpa till att dämpa personalflaskhalsar och öka patientsäkerheten. Hjälp och sociala robotar kan främja oberoende och socialt deltagande.

Anpassningen av robotik inom hälsa och vård visar en uppdelning av två: Å ena sidan finns det mycket utvecklade, dyra kirurgiska system som är etablerade i specialiserade kliniker men kräver höga investeringar. Å andra sidan skapas allt mer kostnadseffektivt stöd och serviceroboter för logistik, socialt stöd eller telepresens. Dessa ansiktsutmaningar i integration i komplexa mänskliga miljöer, användarens acceptans och beviset på deras kostnadseffektivitet och deras faktiska fördelar.

Etiska överväganden av enastående betydelse är särskilt viktiga inom hälso- och vårdsektorn. Frågor om patientsäkerhet, dataskydd, risken för förlust av mänsklig närhet och empati samt att säkerställa att tekniken tjänar och ersätter icke -essentiell mänsklig interaktion, utvecklingen och implementeringen måste noggrant beaktas.

Utbildning

Allmän roll och tillämpningar

Robotik används på två sätt inom utbildningssektorn: som ett lärarhjälpmedel och som stöd för teknik. Som ett läromedel tjänar det till att förmedla studenter och studenter från Mint -ämnen (matematik, datavetenskap, naturvetenskap, teknik). Som stödjande teknik möjliggör robotar, särskilt telepresensavatarer, elever med långvariga sjukdomar eller funktionsnedsättningar, deltagande i skolans lektioner och sociala liv på avstånd. I framtiden kan AI-baserade robotar också användas som personliga handledare eller lärande följeslagare.

Exempel Hennigsdorf

Lego Robot Kits används här i en dator AG eller Mint Workshop för att göra det möjligt för barn och ungdomar från 10 års ålder att göra praktisk erfarenhet av robotik och programmering. AGS deltar i tävlingar som World Robot Olympiad (WRO).

Exempel Leipzig (Avatar Project)

Som beskrivs i avsnittet om hälsovård/vård använder initiativ i Leipzig telepress -robotar för att göra det möjligt för långsiktiga patienter att delta i virtuellt deltagande i lektioner och skolliv.

Effekter

Robotik inom utbildningsområdet kan öka intresset för mynta ämnen och främja viktiga framtida färdigheter (programmering, kritiskt tänkande, samarbete). Det förbättrar tillgängligheten för utbildning för studenter som inte kan vara fysiskt närvarande. Det innebär också potential för personliga och interaktiva inlärningsupplevelser.

Robotik i utbildningssammanhanget uppfyller således en dubbel funktion: å ena sidan fungerar den som föremål för att lära sig att förmedla kunskap om teknik och myntprinciper och att utbilda framtida specialister. Å andra sidan fungerar det som ett verktyg för att utöka och individualisera inlärningsprocesser (avatarer) eller inlärningsprocesser (potentiella handledarrobotar).

Den framgångsrika integrationen av robotik i vardagslivet verkar emellertid ofta vara beroende av externt stöd, vare sig det är genom sponsring, supportprogram, tävlingar eller partnerskap med extra -kursaktörer. Detta indikerar att kostnader, lärarutbildning och läroplanförankring fortsätter att representera hinder och robotik ännu inte är en omfattande standard i utbildningssystemet.

rörlighet

Allmän roll och tillämpningar

Robotik och automatisering revolutionerar transporten av människor och varor. Detta inkluderar utvecklingen av autonoma fordon (bilar, lastbilar), leveransrobotar för den sista milen, mobila robotplattformar för olika uppgifter (t.ex. inspektion, rengöring i offentliga områden) och intelligenta rörlighetshjälpmedel för personer med begränsad rörlighet. Målen är förbättring av säkerhet, effektivitet, komfort och tillgänglighet samt skapandet av nya mobilitetstjänster som robotaxis eller automatiserad kollektivtrafik. Nischapplikationer som off -road eller prospektering robotar ingår också.

Exempel Kawasaki

Den japanska gruppen har presenterat koncept för fyra gevala robotar, inklusive en ridrobot som kan köra på hjul på en slät yta och gå på fyra ben i grov terräng.

Exempel Hyundai/Boston Dynamics

Övertagandet av majoriteten av Boston Dynamics av ​​Hyundai Motor Group markerar en strategisk koppling mellan en stor biltillverkare och ett ledande robotföretag. Hyundai planerar att använda sin tillverkningskompetens för att skala produktionen av Boston Dynamics robotar och bli en av världens ledande tillverkare av avancerade mobilrobotar.

Effekter

Automatiserad rörlighet lovar ökad trafiksäkerhet, bättre trafikflöde, mer komfort och produktivitet under körning (genom sekundära aktiviteter), nya mobilitetsalternativ för människor utan licens och effektivare logistik. Samtidigt finns det risker som en ökning av kilometer och energiförbrukning (rebound -effekter), oro över dataskydd och cybersäkerhet samt komplexa etiska frågor (t.ex. för olycksscenarier).

Mobilitetssektorn är ett utmärkt exempel på konvergensen av robotik, AI och traditionell fordonskonstruktion. Detta leder till utvecklingen av helt nya produktkategorier (robotaxis, leveransrobotar) och omvandlingen av befintlig (bil, lastbil), varigenom biltillverkare blir teknikföretag och teknikföretag kommer in på mobilitetsmarknaden.

Medan helt autonoma personbilar för allmän vägtrafik fortfarande måste övervinna betydande tekniska, reglerande och sociala hinder, fortskrider automatisering i mer kontrollerade miljöer (t.ex. AMR: er i logistik) och för specialiserade tillämpningar (t.ex. mobilitetshjälpmedel, nischkoncept).

lantbruk

Allmän roll och tillämpningar

Robotik och automatisering spelar en växande roll i jordbruket för att motverka utmaningar som brist på arbetare, öka effektiviteten, öka precisionen och minska de ekologiska effekterna. Denna utveckling är en del av begreppen ”Precision Agriculture” (Precision Agriculture) eller ”Smart Farming”.

Typiska applikationer är: autonoma traktorer och fältrobotar, skördrobotar, planterings- och måltidsrobotar, ogrässkontrollrobotar, drönare (UAV), mjölkningsrobotar och djurhållningsrobotar.

Effekter

Automation inom jordbruket leder till högre effektivitet och produktivitet, minskar beroendet av (ofta knappa och dyra) manuellt arbete och minskar arbetskraftskostnaderna. Kostnader kan sparas och negativa miljöpåverkan kan sparas genom mer exakt användning av resurser (vatten, gödningsmedel, bekämpningsmedel). Kvaliteten och utbytet av skördar kan förbättras och robotar kan användas dygnet runt.

Anpassningen av jordbruksbilen är starkt avancerad både av ekonomiska faktorer (stigande lönekostnader, brist på arbetskraft, effektivitet, effektivitetstryck) samt hållbarhetsaspekter (resursbevarande, minskning av kemisk användning).

Trots den höga potentialen finns det betydande hinder för den breda introduktionen av jordbruksnercyomotik. Detta inkluderar de höga inköpskostnaderna, särskilt för mindre företag, behovet av teknisk kunskap om drift och underhåll, utmaningar i integration i befintlig domstolsinfrastruktur och processer samt potentiella problem med datakoppling på landsbygden.

Från barerna till Global: SMES erövrar världsmarknaden med en smart strategi - Bild: Xpert.Digital

Vid en tidpunkt då det digitala närvaron av ett företag beslutar om sin framgång, kan utmaningen med hur denna närvaro utformas autentiskt, individuellt och omfattande. Xpert.Digital erbjuder en innovativ lösning som positionerar sig som en korsning mellan ett industriellt nav, en blogg och en varumärkesambassadör. Den kombinerar fördelarna med kommunikations- och försäljningskanaler i en enda plattform och möjliggör publicering på 18 olika språk. Samarbetet med partnerportaler och möjligheten att publicera bidrag till Google News och en pressdistributör med cirka 8 000 journalister och läsare maximerar innehållet och synligheten för innehållet. Detta representerar en viktig faktor i extern försäljning och marknadsföring (symboler).

Mer om detta här:

• Äkta. Individuellt. Global: Xpert.Digital -strategin för ditt företag

Teknologiska nyckeltrender

Den vidare utvecklingen av robotik och automatisering formas till stor del av flera sammankopplade tekniska trender.

Integration av konstgjord intelligens (AI)

Beskrivning

AI förvandlar robotar från förprogrammerade maskiner till anpassningsbara, kapabla att lära sig. AI gör det möjligt för robotar att uppfatta och förstå deras omgivningar, lära sig av erfarenheter, fatta beslut oberoende och interagera mer naturligt med människor.

Former av AI i robotik

Analytisk AI: Bearbetade stora mängder sensorer i realtid för analys, mönsterigenkänning, optimering av rörelsesekvenser och för prediktivt underhåll (förutsägbart underhåll).
Generativ KI: Öppna nya interaktionsalternativ, till exempel programmeringsrobotar som använder naturligt språk (istället för kod). Det möjliggör också robotar i simulerade miljöer.
Fysisk Ki / förkroppsligad AI: beskriver AI -system som styr en fysisk kropp (robot) och interagerar med den verkliga världen.

Effekter

AI gör robotar mer autonoma, mer flexibla och lättare att använda. Det gör det möjligt för robotar att agera i komplexa, ostrukturerade miljöer och öppnar helt nya applikationsområden. KI ger ett betydande bidrag till ökande effektivitet, kvalitet och säkerhet.

Lämplig för detta:

• Från svetsning till logistik: där koboter (samarbetsrobotar) 2025 blir oumbärlig - arbetskraftsbrist och ökning i effektivitet

Collborative Robot (Cobots)

Beskrivning

Cobots är en klass av robotar som var speciellt utvecklade för att agera i omedelbar närhet eller i direkt samarbete med mänskliga arbetare inom ett gemensamt arbetsområde. Till skillnad från traditionella industrirobotar behöver du ofta inte separera staket.

Ansökningar

Koboter används för en mängd olika uppgifter där mänsklig flexibilitet och bedömning ska kombineras med robotprecision och uthållighet. Detta inkluderar montering, maskinbelastning, förpackning, palletri, kvalitetskontroll, svetsning, limning, skruvning och materialhantering.

Marknad och trender

Cobot -marknaden har stark tillväxt. Viktiga trender är ökningen av belastning och hastighet, integration på mobila plattformar, den ökade integrationen av AI och maskininlärning för mer autonomi och inlärningsförmåga, förbättrad interaktion mellan mänskliga robot och vidareutvecklade säkerhetskoncept.

Effekter

Cobots möjliggör en ökning av produktiviteten och effektiviteten samtidigt som flexibilitet i produktionsprocesser bibehålls. De förbättrar arbetssäkerheten och ergonomin genom att ta på sig farliga, stressande eller monotona uppgifter. De hjälper till att möta bristen på skickliga arbetare och sänka inträdeshinder för automatisering, särskilt för små och medelstora företag. De möjliggör nya former av direkt samarbete mellan människor och robotar.

Autonoma system (inklusive navigering, uppfattning)

Beskrivning

Autonoma system kan utföra uppgifter och fatta beslut utan direkt mänsklig kontroll. Deras autonomi är baserad på förmågan till uppfattning (uppfattning av miljön och ditt eget tillstånd med hjälp av sensorer), lokalisering (positionsbestämning), kartläggning (skapande av en miljörepresentation) och planering (ruttupptäckning, rörelseplanering, val av åtgärder).

Uppfattning (uppfattning)

Autonoma system använder olika sensorer - kameror, lidar, radar, ultraljud, tröghetsmätenheter (IMUS), GPS, taktila sensorer - för att samla in data om deras omgivningar. Tolkningen av dessa sensordata är en kärnuppgift där AI och maskininlärning spelar en allt viktigare roll.

navigering

Om systemets förmåga att bestämma eller använda en karta över miljön (kartläggning) och planera och sträva efter en säker och effektiv väg till ett mål, medan hinder undviks, för att bestämma eller använda sin egen position.

Effekter

Autonomi möjliggör användning av robotar i komplexa verkliga miljöer utöver solida produktionslinjer. Det är grundläggande för modern logistik, transportsektor, jordbruk, konstruktion och för inspektions-, underhålls- och utforskningsuppgifter. Det ökar flexibiliteten och effektiviteten i verksamheten.

Humanoidrobot

Beskrivning

Humanoidrobotar är maskiner som modelleras på människokroppen i sin yttre form. Deras design syftar till att agera hos människor designade av människor och att kunna utföra mänskliga uppgifter.

Ansökningar

Humanoidrobotar är för närvarande mestadels inom forskning och utveckling eller i pilotprojekt. Potentiella tillämpningsområden är olika: bransch och tillverkning, logistik och lager, sjukvård och vård, detaljhandel och kundservice, utbildning och forskning, farliga miljöer och personlig hjälp och hushåll.

Marknad och trender

Humanoidrobotar upplever för närvarande stor medieuppmärksamhet och lockar betydande investeringar. Teknologiska trender fokuserar på att förbättra rörlighet, fina motoriska färdigheter och färdigheter, kognitiva färdigheter genom AI, mänsklig robotinteraktion och energieffektivitet samt minskningen av produktionskostnaderna.

Effekter

Humanoidrobotar tillskrivs stor potential för att lindra den allvarliga bristen på arbetskraft i många sektorer. Du kan ta på dig uppgifter som tidigare var svåra att automatisera på grund av behovet av människoliknande rörlighet och skicklighet. Samtidigt väcker de djupa etiska och sociala frågor.

Ytterligare framväxande trender

• Digitala tvillingar: Virtuella bilder av fysiska robotar, celler eller hela produktionsanläggningar används alltmer.
• IoT Integration & Connectivity: Nätverk av robotar med varandra och med övergripande system via Industrial Internet of Things (IIOT) är ett kärnelement i Industry 4.0.
• Hållbarhet och energieffektivitet: Med tanke på ökande energikostnader och ekologiska krav blir robotens energieffektivitet allt viktigare.
• Enkel drift / låg kod / ingen kodprogrammering: För att underlätta anpassningen av robotik, särskilt i små och medelstora företag, finns det ett starkt fokus på förenklande programmering och drift.
• Robotics-as-a-Service (RAAS): Denna affärsmodell erbjuder företag tillgång till robotteknologi baserat på hyror eller användning istället för att behöva göra höga initiala investeringar.
• Mobil manipulation (MOMAS): Kombinationen av mobila robotplattformar (AMR) och robotarmar (manipulatorer) skapar mycket flexibla system som kan utföra hantering av uppgifter på olika platser.

AI & XR-3D-Rendering Machine: Fem gånger expertis från Xpert.Digital i ett omfattande servicepaket, FoU XR, PR & SEM-IMAGE: Xpert.Digital

Xpert.Digital har djup kunskap i olika branscher. Detta gör att vi kan utveckla skräddarsydda strategier som är anpassade efter kraven och utmaningarna för ditt specifika marknadssegment. Genom att kontinuerligt analysera marknadstrender och bedriva branschutveckling kan vi agera med framsyn och erbjuda innovativa lösningar. Med kombinationen av erfarenhet och kunskap genererar vi mervärde och ger våra kunder en avgörande konkurrensfördel.

Mer om detta här:

• Använd 5 -Fold -kompetensen hos Xpert.digital i ett paket - från 500 €/månad

Analys av fördelar och utmaningar

Den breda introduktionen av robotik och automatisering medför både betydande fördelar och betydande utmaningar som måste vägas noggrant.

Nyckelfördelar

• Effektivitet och produktivitet ökar
• Förbättrad kvalitet och konsistens
• Ökad säkerhet och förbättrad ergonomi
• Kostnadsbesparingar
• Ökad flexibilitet och skalbarhet
• Utveckling av nya färdigheter
• Ökande konkurrenskraft och motståndskraft

Väsentliga hinder och utmaningar

Trots de obestridliga fördelarna som erbjuder robotik och automatisering är det viktigt att känna igen och ta itu med tillhörande hinder och utmaningar. Företag kan förhindra att dessa utmaningar utnyttjar den fulla potentialen för dessa tekniker och kräver noggrann planering och strategiska beslut.

Höga implementeringskostnader

Den initiala investeringen i robotik och automatisering kan vara betydande. Roboter själva, tillsammans med de nödvändiga perifera enheterna, mjukvara, integration och anpassning, kan vara betydande investeringar. Dessutom uppkommer pågående kostnader för underhåll, reparationer, mjukvaruuppdateringar och utbildning av personal.

För små och medelstora företag (små och medelstora företag) kan dessa kostnader vara ett oöverstigligt hinder. För att övervinna detta har innovativa finansieringsmodeller som Robotics AS-A-A-Service (RAAS) dykt upp som gör det möjligt för företag att hyra eller hyra robotlösningar och därmed minska den initiala kapitalbelastningen.

Orsaker beträffande jobbförskjutning

En av de största sociala problemen i samband med robotik och automatisering är den potentiella förskjutningen av jobb. Eftersom robotar och automatiserade system alltmer kan utföra uppgifter som hittills har gjorts av människor, finns det en rädsla för att många jobb kommer att gå förlorade.

Det är dock viktigt att nyansera denna oro. Medan vissa arbetsplatser kommer att elimineras genom automatisering, kommer nya jobb också att skapas inom områden som robotdesign, programmering, underhåll och integration. Dessutom kan automatisering rationalisera uppgifter och öka produktiviteten så att anställda kan koncentrera sig på mer värde -tilläggsaktiviteter.

Utmaningen är att utbilda och utbilda arbetarna för att förbereda dem för de nya jobb som uppstår från automatisering. Regeringar, utbildningsinstitutioner och företag måste arbeta tillsammans för att utveckla program som ger människor de färdigheter de behöver för att lyckas på den automatiserade arbetsmarknaden.

Etiska frågor

Robotik och automatisering väcker ett antal etiska frågor som måste kontrolleras noggrant. Detta inkluderar frågor om integritet, datasäkerhet, algoritmisk förspänning och ansvar.

Till exempel kan användningen av robotar i sjukvårdssystemet väcka oro över skyddet av patientdata och möjligheten att algoritmer leder till orättvisa eller diskriminerande behandlingsrekommendationer. På samma sätt kan användningen av autonoma vapen i krigföring höja etiskt dilemma när det gäller ansvar för beslut om liv och död.

Det är viktigt att utveckla etiska ramvillkor och riktlinjer som styr utvecklingen och användningen av robotik och automatisering. Dessa ramvillkor bör säkerställa att dessa tekniker används på ett sätt som matchar mänskliga värden, skyddar integritet och rättigheter och främjar ansvar.

Säkerhetsrisker

Roboter och automatiserade system kan montera säkerhetsrisker, särskilt om de används nära människor. Robotfel, mjukvarufel eller cyberattacker kan leda till olyckor, skador eller skador.

För att minska dessa risker är det viktigt att utveckla och genomföra strikta säkerhetsstandarder och protokoll. Detta inkluderar byggandet av säkra robotar, implementering av robusta säkerhetsmekanismer och utbildning av anställda i säker hantering av robotsystem. Cybersäkerhetsåtgärder är också viktiga för att skydda robotar från obehörig åtkomst och manipulation.

Teknisk komplexitet

Implementering och underhåll av robotik och automatiseringssystem kan vara komplexa och krävande. Det kräver en hög grad av teknisk expertis som kanske inte är tillgänglig i alla företag.

Denna komplexitet kan leda till förseningar, överskridande kostnader och prestandaproblem. För att behärska denna utmaning kan företag ingå partnerskap med robotintegratorer, konsultföretag eller utbildningsinstitutioner för att få tillgång till nödvändig specialiserad kunskap. Utvecklingen av mer användarvänliga och mer intuitiva robotiksystem kan också bidra till att minska teknisk komplexitet.

Brist på flexibilitet

Medan moderna robotsystem har blivit mer flexibla, kan du fortfarande ha begränsningar för din förmåga att anpassa sig till oförutsedda förändringar eller oväntade situationer. Roboter är vanligtvis utformade för att utföra vissa uppgifter i en strukturerad miljö. Om du möter oväntade hinder eller variationer kan du ha svårt att reagera.

För att övervinna denna begränsning integreras AI alltmer i robotsystem för att ge dem förmågan att lära sig, anpassa och fatta beslut i realtid. AI-kontrollerad robot kan analysera sensordata, identifiera mönster och anpassa sina handlingar i enlighet därmed, vilket ökar deras flexibilitet och anpassningsförmåga.

Reglerings- och efterlevnadsproblem

Robot- och automatiseringsindustrin omfattas av ett växande antal förordningar och efterlevnadskrav. Dessa förordningar bör säkerställa säkerhet, datasäkerhet, skyddet av integritet och etiska överväganden.

Överensstämmelse med dessa förordningar kan vara komplex och dyra för företag. Det är viktigt att hålla sig uppdaterad med de senaste förordningarna och se till att robotik- och automatiseringssystem är utformade och drivs på ett sådant sätt att de uppfyller dessa krav.

Lämplig för detta:

• Autonomous Mobile Robot (AMR): Global affärsutveckling i Tyskland, Europa, Asien, USA och Sydamerika

Robotik och automatisering i Tyskland och Europa

Tyskland och Europa är överst i robot- och automatiseringsindustrin, vilket beror på en stark grund inom områdena teknik, tillverkning och forskning. Regionen har en hög robottäthet, dvs antalet robotar per 10 000 anställda, särskilt inom bilindustrin.

Europeiska länder som Tyskland, Sverige och Danmark är pionjärer i utvecklingen och användningen av avancerad robotik och automatiseringsteknik. De har ett starkt ekosystem av robotföretag, forskningsinstitutioner och statliga initiativ som driver innovation och tillväxt.

Europeiska kommissionen inledde flera initiativ för att stödja robot- och automatiseringsindustrin i Europa. Detta inkluderar finansiering av forskningsprojekt, främjar samarbete mellan vetenskap och industri samt utveckling av standarder och förordningar som främjar innovation och konkurrenskraft.

Med sin ”Industry 4.0” -strategi bedriver Tyskland en särskilt ambitiös strategi. Detta initiativ syftar till att förändra den tyska produktionsindustrin genom integration av teknik som robotik, automatisering, AI och Internet of Things.

Europeiska unionen står emellertid också inför utmaningar. Detta inkluderar behovet av att öka investeringarna i forskning och utveckling, utveckla kvalificerade arbetare och att främja införandet av robotik och automatisering i små och medelstora företag (små och medelstora företag). Dessutom finns det ett växande behov av att hantera etiska och sociala frågor relaterade till robotik och automatisering för att säkerställa att dessa tekniker används ansvarsfullt och i enlighet med europeiska värden.

Den globala tävlingen

Robot- och automatiseringsindustrin är mycket konkurrenskraftig, varigenom företag från hela världen kämpar för marknadsandelar och teknisk dominans. USA, Japan, Kina, Sydkorea och Taiwan är bland de viktigaste aktörerna på den globala marknaden.

Förenta staterna har en stark robotsektor som drivs av innovationer inom områden som AI, programvara och robotik. Företag som Boston Dynamics, Google och Amazon investerar starkt i robotforskning och utveckling.

Japan är ett globalt Robotic Power Center med en lång historia inom robotutveckling och produktion. Japanska företag som Fanuc, Yaskawawa och Kawasaki är ledare på marknaden för industrirobotar.

Kina har utvecklats till en viktig aktör inom robot- och automatiseringsindustrin under de senaste åren. Den kinesiska regeringen investerar starkt i robotforskning och utveckling och syftar till att göra Kina till världens ledande robotcenter.

Sydkorea och Taiwan är också viktiga aktörer på robotmarknaden, med en stark koncentration på tillverkningsautomation och utveckling av serviceroboter.

Den globala konkurrensen inom robot- och automatiseringsindustrin driver innovation och tillväxt. Företag investerar starkt i forskning och utveckling för att utveckla ny teknik och för att förbättra deras roboters prestanda och färdigheter. Detta leder till snabbare framsteg inom området robotik och automatisering och gör dessa tekniker mer tillgängliga och prisvärda för företag och privatpersoner.

Hur AI och Automation kan göra vår framtida hållbar

Framtiden för robotik och automatisering lovar att förändra potentialen att förändra industrier, öka produktiviteten och förbättra våra liv. Det förväntas att flera viktiga trender kommer att forma framtiden för robotik och automatisering:

Djupare integration av AI

AI kommer att spela en allt viktigare roll i robotik och automatisering genom att ge robotar förmågan att lära sig, anpassa och fatta beslut i realtid. AI-kontrollerade robotar kommer att kunna utföra komplexa uppgifter i ostrukturerade miljöer, att arbeta med människor och lära av upplevelser.

Ökning av autonoma system

Autonoma system används mer och mer eftersom robotar kan arbeta utan mänsklig ingripande. Detta kommer att leda till ökad användning av robotar inom områden som transport, logistik, jordbruk och sjukvård.

Bredare tillämpning i nya områden

Robotik och automatisering kommer att expandera till nya områden som hälso- och sjukvård, byggande, jordbruk och tjänster utöver traditionella tillverknings- och logistikområden. Detta kommer att skapa nya möjligheter för innovation och tillväxt.

Fokusera på hållbarhet

Hållbarhet blir allt viktigare inom robot- och automatiseringsindustrin. Företag kommer alltmer att fokusera på att utveckla energi -effektiva robotar och införa hållbara tillverkningspraxis.

Etiska och sociala överväganden

Etiska och sociala överväganden kommer att spela en allt viktigare roll i robot- och automatiseringsindustrin. Det är viktigt att utveckla etiska ramvillkor och riktlinjer som styr utvecklingen och användningen av robotik och automatisering för att säkerställa att denna teknik används på ett sätt som matchar mänskliga värden, skyddar integritet och rättigheter och främjar ansvar.

Varför ansvarsfull innovation inom robotik är avgörande

Robotik och automatisering är transformativa tekniker som har potential att förändra industrier, öka produktiviteten och förbättra våra liv. De erbjuder emellertid också betydande utmaningar, till exempel oro över att flytta arbetsplatsen, etiska frågor och säkerhetsrisker.

För att utnyttja den fulla potentialen för robotik och automatisering är det viktigt att proaktivt ta itu med dessa utmaningar. Detta kräver samarbete mellan regeringar, företag, forskningsinstitutioner och utbildningsinstitutioner för att utveckla riktlinjer, investera i utbildning och utbildning och skapa etiska ramvillkor.

Genom ansvarsfull användning av robotik och automatisering kan vi forma en framtid som är både ekonomiskt framgångsrik och socialt rättvis. Vi kan använda dessa tekniker för att skapa nya jobb, öka produktiviteten, förbättra livskvaliteten och för att hantera de mest brådskande utmaningarna i vårt samhälle. Resan in i framtiden för robotik och automatisering kräver en tydlig syn, ett strategiskt sätt att tänka och en orubblig skyldighet att vara ansvarsfull innovation. Detta är det enda sättet vi kan släppa hela potentialen för dessa transformativa tekniker och göra en bättre framtid för alla.

☑ SME -stöd i strategi, rådgivning, planering och implementering

☑ skapande eller omjustering av den digitala strategin och digitaliseringen

☑ Expansion och optimering av de internationella försäljningsprocesserna

☑ Globala och digitala B2B -handelsplattformar

☑ Pioneer Business Development

Konrad Wolfenstein

Jag hjälper dig gärna som personlig konsult.

Du kan kontakta mig genom att fylla i kontaktformuläret nedan eller helt enkelt ringa mig på +49 89 674 804 (München) .

Jag ser fram emot vårt gemensamma projekt.

Xpert.Digital är ett nav för bransch med fokus, digitalisering, maskinteknik, logistik/intralogistik och fotovoltaik.

Med vår 360 ° affärsutvecklingslösning stöder vi välkända företag från ny verksamhet till efter försäljning.

Marknadsintelligens, smarketing, marknadsföringsautomation, innehållsutveckling, PR, postkampanjer, personliga sociala medier och blyomsorg är en del av våra digitala verktyg.

Du kan hitta mer på: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus