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Roboter im deutschen Maschinenbau - pwc.de · Roboter im deutschen Maschinenbau 5 Vorwort Vorwort Der Markt für Roboter- und Automatisierungstechnologie erlebt einen wahren Boom:

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  • www.pwc.de/industrielle-produktion

    Roboter im deutschen Maschinenbau

    Einsatzgebiete, Anforderungen und Auswirkungen.

  • Einsatzgebiete, Anforderungen und Auswirkungen.

    Roboter im deutschen Maschinenbau

  • Roboter im deutschen Maschinenbau

    Herausgegeben von der PricewaterhouseCoopers AG Wirtschaftsprüfungsgesellschaft (PwC)

    Redaktion: Büsra Türk, Anisha Zaidi und Dr. Thomas Wolf

    November 2016, 32 Seiten, 16 Abbildungen, Softcover

    Alle Rechte vorbehalten. Vervielfältigungen, Mikroverfilmung, die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Medien sind ohne Zustimmung des Herausgebers nicht gestattet.

    Die Inhalte dieser Publikation sind zur Information unserer Mandanten bestimmt. Sie entsprechen dem Kenntnisstand der Autoren zum Zeitpunkt der Veröffentlichung. Für die Lösung einschlägiger Probleme greifen Sie bitte auf die in der Publikation angegebenen Quellen zurück oder wenden sich an die genannten Ansprechpartner. Meinungsbeiträge geben die Auffassung der einzelnen Autoren wieder. In den Grafiken kann es zu Rundungsdifferenzen kommen.

    © November 2016 PricewaterhouseCoopers Aktiengesellschaft Wirtschaftsprüfungsgesellschaft. Alle Rechte vorbehalten. „PwC“ bezeichnet in diesem Dokument die PricewaterhouseCoopers Aktiengesellschaft Wirtschaftsprüfungsgesellschaft, die eine Mitgliedsgesellschaft der PricewaterhouseCoopers International Limited (PwCIL) ist. Jede der Mitgliedsgesellschaften der PwCIL ist eine rechtlich selbstständige Gesellschaft.

  • Roboter im deutschen Maschinenbau 5

    Vorwort

    Vorwort

    Der Markt für Roboter- und Automatisierungs technologie erlebt einen wahren Boom: Seit Beginn dieses Jahrzehnts hat sich die Zahl der weltweit installierten Industrierobotermehralsverdoppelt.BiszumJahr 2019rechnenBranchenexpertenmiteinerkontinuierlichenSteigerungaufmehrals2,6 Millioneninstallierte Einheiten rund um den Globus. Die hohe Wachstums dynamik der letzten Jahre ist mitentscheidend für nachhaltige Investitionen in die digitale TransformationderWertschöpfungindenUnternehmen(StichwortIndustrie4.0).

    Dies sind durchweg positive Nachrichten für den deutschen Maschinen- und Anlagenbau,dernichtnurzudenweltweitführendenEntwicklern,ProduzentenundZulieferernvonRoboterundAutomatisierungstechnologienzählt,sondernauch selbst an der Verbesserung bestehender bzw. Installation neuer Roboter interessiert ist. Dies hat zwangsläufig vor allem Auswirkungen auf die eigenen ProduktionsprozesseundmitunterauchaufdieangebotenenDienstleistungenderUnternehmen.SchließlichkönnenmoderneIndustrieroboter,voralleminVerbindungmitIndustrie4.0Lösungen,mehralsdieGenerationenvorihnen:Sie sindbeweglicher,präziser,anwenderfreundlicherundbesseraufdenSchutzder Mitarbeiterausgerichtet.MitanderenWorten:„KollegeRoboter“bzw.derco-bot (collaborative robot) hat Fingerspitzen gefühl entwickelt.

    Diese Entwicklung beflügelt freilich die Fantasie mancher Experten. Gern schwingt in ihren Analysen die Idee von der Substitution des Menschen durch die Maschinen mit.DochtrifftdieVorstellungmenschenleererundklinischsaubererProduktionsstätten mit intelligenten Robotern tatsächlich die Erwartung der deutschen Maschinenbauer?OderfreinachPhilipK.Dickgefragt:TräumendieEntscheiderindenUnternehmenvonderelektrischenBelegschaft,sowieRobotervielleichtvonelektrischen Schafen träumen?

    UmeindeutlicheresBildderRoboterimdeutschenMaschinenbauzugewinnen,habenwirimLaufederletztenanderthalbJahrewiederholtEntscheiderindenUnternehmen gefragt: Wo werden Roboter heute schon eingesetzt? Welche Aufgabenübernehmensie?WelcheBereichesinddavonbesondersbetroffen,welcheFolgen hat dies für Unternehmen und Angestellte? Und wie funktioniert die Mensch-MaschineKooperation?WelcheVoraussetzungenmüssenhierfürerfülltsein?

    Unsere Analyse zeigt: Robots made in Germanysindweltweitbegehrt,state of the artundsteheninengerVerbindungzurIndustrie4.0.Entwickler,HerstellerundAnwender investieren in diesen Trend und erwarten deutliche Qualitätssprünge in derMenschMaschineKooperation.

    VielFreudebeiderLektüre!

    Dr. Frank SchmidtLeiterIndustrielleProduktion PricewaterhouseCoopersAGWirtschaftsprüfungsgesellschaft

  • 6 Roboter im deutschen Maschinenbau

    Inhaltsverzeichnis

    Inhaltsverzeichnis

    Abbildungsverzeichnis .............................................................................................7

    A Zentrale Ergebnisse auf einen Blick ...................................................................8

    B Analyse............................................................................................................101 MarktundBranchendatenRobotikundAutomatisierung ...............................102 RobotertechnologieimdeutschenMaschinenbau ............................................22

    C Fazit ................................................................................................................29

    D Literatur ..........................................................................................................30

    Ihre Ansprechpartner .............................................................................................31

  • Roboter im deutschen Maschinenbau 7

    Abbildungsverzeichnis

    Abbildungsverzeichnis

    Abb.1 BestandaninstalliertenRoboternweltweitseit1973 undPrognose2019 ................................................................................10

    Abb.2 OperativerBestandanIndustrierobotereinheiten, differenziertnachLändern–Prognose2018 ..........................................12

    Abb.3 WichtigeHerstellervonIndustrieroboternweltweitnachUmsatzimJahr 2014 ...............................................................................................13

    Abb.4 AnzahlderRoboterimJahr2014 ...........................................................14

    Abb.5 EntwicklungderExportquoteimFachzweig„RobotikundAutomation“nachRegionenseit2010 ........................................................................15

    Abb.6 EntwicklungderExportquoteimFachzweig „RobotikundAutomation“in Deutschlandseit2010 ..............................16

    Abb.7 EngpasssituationinderindustriellenProduktionimJahr2030 .............17

    Abb. 8 Entwicklung der Beschäftigtenzahl im Fachzweig „RobotikundAutomation“seit2010 ......................................................18

    Abb.9 DigitalisierungsgradeinzelnerUnternehmensbereiche .........................20

    Abb.10 ForcierenderDigitalisierunginbestimmtenUnternehmensbereichen ..21

    Abb.11 AuswirkungendesEinsatzesvonRobotertechnik ..................................22

    Abb.12 EinsatzgebietevonRobotertechnikimdeutschenMaschinenbau ..........23

    Abb.13 InvestitioneninRobotertechnikindenkommendendreiJahren ...........24

    Abb.14 Investitionshemmnisse ..........................................................................25

    Abb.15 ErwartungenandieRobotertechnik ......................................................27

    Abb.16 VoraussetzungenfürdieMenschMaschineKooperation .......................28

  • Zentrale Ergebnisse auf einen Blick

    A Zentrale Ergebnisse auf einen Blick

    Der globale Markt für Industrie roboter wächst kontinuierlich und ist hochdynamisch.ImJahr 2014warenweltweitcirca1,5 MillionenRoboterinder industriellen Fertigung im Einsatz. Das sind über ein Drittel mehr als noch zuBeginndiesesJahrzehnts.Seit 2010istdieAnzahlderinstalliertenEinheitenjährlich um mindestens 7 % gewachsen.

    LautPrognosederInternationalFederationofRobotics(IFR)wirdderglobaleBestandvonIndustrieroboternbereitsimJahr 2018dieZweiMillionenGrenzeüberschrittenhaben.FürdasJahr 2019werdenweltweit2,6 MillioneninstallierteEinheitenprognostiziert.DasisteineSteigerungumdenFaktor 2,3gegenüberdemBeginn der Dekade.

    Deutschland ist im internationalen Vergleich einer der größten Märkte für Roboter-technologie.HierzulandewarenimJahr 2014insgesamtrund175.000 Industrieroboterinstalliert,rund12%allerweltweiteingesetztenEinheiten.GegenüberdemVorjahr ist dies ein im globalen Maßstab überdurchschnittliches Wachstum von 11%.Bis 2018wirdmiteinemweiterenWachstumaufüber216.000 installierteEinheiten gerechnet.

    Deutschland zählt zu den führenden Robotik nationen. Dies ist unter anderem daraufzurückzuführen,dasszuBeginnder1990erJahredieEinführungdeslife cycle costing(LCC),alsoeinerganzheitlichenBetrachtungderKosteneinesProduktlebenszyklusvonderEntwicklungbiszurRücknahmevomMarkt,inWesteuropazueiner effizienteren und kostengünstigeren Fertigung führte. Für den anhaltenden Erfolg und gegenwärtigen Boom sind darüber hinaus weitere Faktoren maßgeblich: a)dieengeVerbindunginForschung,EntwicklungundAnwendungzuIndustrieclustern,voralleminderLebensmittelundAutomobilindustrie,b)dielogistischeNähezudenAbsatzmärkteninDeutschlandundEuropa,c)diedemografischeEntwicklungindenUnternehmenundd)derallgemeineTrendzurDigitalisierungderWertschöpfung(Industrie4.0).

    Die Digitalisierung verläuft jedoch nicht nach einem einheitlichen Muster. Vielmehr zeichnen sich einige Unternehmens bereiche durch verschiedene Digitalisierungs-geschwindigkeiten bzw. Reifegrade aus: So schätzt die Mehrheit der Entscheider im Maschinenbau die Bereiche Vertrieb sowie Forschung und Entwicklung als hoch digitalisiertein,währendService,LogistikundProduktionnochPotenzialfürzukünftige Digitalisierungs vorhaben bergen. Investitionen in den Aufbau digitaler StrukturenundProzessekonzentrierensichvorerstaufdenVertriebsowiedieMontageundProduktion.

    BereitsheutesetztmehralsdieHälftederbefragtendeutschenMaschinenbauerRoboter technologie in ihren Unternehmen ein. Mehr als zwei Drittel der Befragten rechnen infolgedessen mit der Schaffung neuer Arbeits plätze. Jeder fünfte Befragte hingegen prognostiziert den technologiebedingten Abbau von vorhandenen Arbeitsplätzen.

    8 Roboter im deutschen Maschinenbau

  • Zentrale Ergebnisse auf einen Blick

    Schwerpunkte des Einsatzes von Roboter technologien liegen erwartungsgemäß inderProduktionbzw.derMontage(38%)undimKontextvonTätigkeiten,dieeinhohesMaßanGeschicklichkeitundPräzisionerfordern(34%).EinEinsatzzuTransport zwecken ist bislang nur in wenigen Ausnahmefällen zu erkennen.

    NahezuzweiDrittel(65%)derMaschinenbauerplanenfürdienächstendreiJahreweitereInvestitionenindieRobotertechnik,vorallemindenBereichenMontageundAufbau.DarüberhinauswerdenInvestitionenindenBereichenLagerabwicklung,Materialwirtschaftbzw.Verpackung(21%)undinderDurchführungvonhochgradiggefährlichenoderbeschwerlichenAufgaben(15%)getätigt.AlsErsatz für handwerkliche Arbeit kommen Roboter lediglich bei 4 % der befragten Unternehmen zum Einsatz.

    Als typische Investitions hemmnisse werden identifiziert: die fehlende NotwendigkeitfürRobotikinProduktionsprozessen,zuhoheKostenalsInvestitions bremse sowie unzureichende Ressourcen und Expertise der Belegschaft.

    Die größten Auswirkungen wird die Einführung von Roboter technologien wahrscheinlich auf die Mitarbeiter im Maschinen bau haben: So erwartet die überwiegende Mehrheit der Unternehmen eine Qualifikations veränderung für ihreBelegschaft,solltendiesemitRoboternarbeiten.WeitereErwartungenrichtensichvorallemanZugewinneinEffizienz,QualitätundPräzision.ZudemsolldieFertigungdurchdenEinsatzvonRoboternbeschleunigtunddieKostengesenktwerden.MehralsdieHälftederBefragtenglaubtzudemansichänderndeAnsprüche an die IT-Sicherheit und eine insgesamt verbesserte Markt position.

    RunddreiViertelderBefragtensinddennochnichtderAnsicht,dasssichdieSuche nach Fach kräften in Zukunft leichter gestalten wird. Eine Verlagerung von Standorten kommt für die Befragten als Folge des Roboter einsatzes nicht in Betracht.

    DamitdieMenschMaschineKollaborationgelingenkann,müssenverschiedeneBedingungen aus Sicht der Maschinenbauer erfüllt sein. Für die meisten Befragten musssichderEinsatzderRoboterzunächsteinmalschlichtweglohnen,alsorentabelsein.DarüberhinaussinddieeinfacheBedienungderRoboter,dieMitarbeiterqualifikation,dieAuslastungderRoboter,aberauchdiepraktischenBedingungen vor Ort wie Arbeits sicherheit oder die Infrastruktur rund um die Fertigung relevant.

    Roboter im deutschen Maschinenbau 9

  • 10 Roboter im deutschen Maschinenbau

    Analyse

    B Analyse

    1MarktundBranchendatenRobotikundAutomatisierung

    Dynamisches Wachstum – Kernregion AsienDer globale Bestand installierter Industrieroboter1 ist in den vergangenen Jahrzehnten kontinuierlich gewachsen. Gerade in den letzten Jahren ist eine sehr hoheDynamikaufdemMarktzubeobachten.ImJahr 2014warenweltweitcirca1,5 MillionenRoboterinderindustriellenFertigungimEinsatz.DassindübereinDrittelmehralsnochzuBeginndiesesJahrzehnts.Seit 2010istdieAnzahlderinstallierten Einheiten jährlich um mindestens 7 % gewachsen.

    1 Industrieroboter sind laut ISO-Norm 8373 universell einsetzbare, mit mehreren Achsen versehene Bewegungs automaten, deren Bewegungen hinsichtlich Reihenfolge, Wegen und Winkeln frei programmierbar sind. Ein Industrieroboter ist mit Greifern, Werkzeugen oder anderen Fertigungs-mitteln ausgerüstet und kann Handhabungs- und/oder Fertigungs aufgaben ausführen. (http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Archiv/74635/industrieroboter-v8.html). Darunter fallen also sowohl die typischen Knickarm-Roboter als auch kleinere Pick-and-place-Einheiten, die in der Fertigung wahrscheinlich den größten Roboteranteil ausmachen.

    Abb. 1 Bestand an installierten Robotern weltweit seit 1973 und Prognose 2019

    in Mio. Einheiten

    Quelle: International Federation of Robotics (IFR), World Robotics 2016.

    1973

    0,1

    0,50,6

    0,80,9

    1,1

    1,51,6

    2,3

    Prognose

    2,6

    0,0

    1995 20101983 2000 2014 20181990 2005 2015 2019

  • Roboter im deutschen Maschinenbau 11

    Analyse

    2 In den kommenden Jahren bis 2021 werden Unternehmen weltweit mehr als 900 Mrd. US-Dollar in Industrie 4.0 investieren. Vgl. PwC, Industry 4.0: Building the digital enterprise, 2016.

    Die zuletzt publizierten Wachstumszahlen weisen geradezu auf einen Boom für Roboter- und Automatisierungs technologie hin. Entsprechend positiv fällt auch diekurzfristigePrognoseaus.DieBranchenexpertenderIFRgehenaktuellvoneinem sprunghaften Anstieg der Anzahl installierter Industrieroboter in den kommendenJahrenaus,sodassimJahr 2018bereitsdeutlichdieZweiMillionenGrenzeüberschrittenwerdenkann.ImJahr 2019rechnenExpertendannmitrund2,6 MillioneninstalliertenEinheitenweltweit,womitdieAnzahlderweltweiteingesetztenIndustrierobotergegenüber2010umdenFaktor 2,3gestiegenwäre.ZudemrechnenBranchenexpertendamit,dasszwischen2017und2019derAbsatzvonIndustrieroboternweltweitjedesJahrdurchschnittlichum13%wachsenwerde. Damit hätte sich auch die Dynamik des Wachstums stark beschleunigt. Einer derwesentlichenKatalysatorendieserPrognoseistvermutlichdiezunehmendeDigitalisierungderWertschöpfungbzw.Industrie4.0.2

    DietraditionelleKernregionfürEntwicklung,InstallationundBetriebvonRoboternistOstasien.Japan,SüdkoreaundinzwischenauchChinabildengemeinsam –betrachtetmandieAnzahlinstallierterRobotereinheitendifferenziertnachLändern –einengigantischenAbsatzmarkt.AsienmitOzeanienwieseine41prozentigeSteigerungderZahlverkaufterIndustrierobotergegenüberdemVorjahr auf. Zum dritten Mal in Folge konnte dort der Absatz auf ein neues Rekord-niveau gesteigert werden.

    Der zweitgrößte regionale Markt für Roboter ist Europa mit einem 5-prozentigen Anstiegvon2013auf2014aufinsgesamtrund400.000 installierteIndustrieroboter –dassindrundeinViertelallerIndustrieroboterweltweit.EsfolgenNordundSüdamerikamitrundeinerViertelmillioninstallierterEinheitenimJahr 2014,waseinemAnteilvon17%entspricht.

    Um durchschnittlich 13 % wird zwischen 2017 und 2019 der globale Bestand an Industrierobotern wachsen.

  • 12 Roboter im deutschen Maschinenbau

    Analyse

    Abb. 2 Operativer Bestand an Industrierobotereinheiten, differenziert nach Ländern – Prognose 2018

    Region/Land 2013 2014 2015 20181

    Nord- und Südamerika 226.071 248.430 272.000 343.000

    Brasilien 8.564 9.557 10.300 18.300

    Nordamerika (Kanada, Mexiko, USA)

    215.817 236.891 259.200 323.000

    Sonstige 1.690 1.982 2.500 1.700

    Asien/Australien 689.349 785.028 914.000 1.417.000

    China 132.784 189.358 262.900 614.200

    Indien 9.677 11.760 14.300 27.100

    Japan 304.001 295.829 297.200 291.800

    Südkorea 156.110 176.833 201.200 279.000

    Taiwan 37.252 43.484 50.500 67.000

    Thailand 20.337 23.893 27.900 41.600

    Sonstige 29.188 43.871 60.000 96.300

    Europa 392.227 411.062 433.000 519.000

    Tschechische Republik 8.097 9.543 11.000 18.200

    Frankreich 32.301 32.233 32.300 33.700

    Deutschland 167.579 175.768 183.700 216.800

    Italien 59.078 59.823 61.200 67.000

    Spanien 28.091 27.983 28.700 29.500

    Großbritannien 15.591 16.935 18.200 23.800

    Sonstige 81.490 88.777 97.900 130.000

    Afrika 3.501 3.874 4.500 6.500

    Sonstige 21.070 32.384 40.500 41.500

    Gesamt 1.332.218 1.480.778 1.664.000 2.327.0001 Prognose

    Quelle: IFR

    Robotiknation DeutschlandInDeutschlandwarenimJahr 2014insgesamtüber175.000 Industrieroboterinstalliert,diessindrund12%allerweltweiteingesetztenEinheiten.Gegenüberdem Vorjahr ist dies ein im globalen Maßstab überdurchschnittliches Wachstum von 11%.DamitliegtDeutschlandimHinblickaufdieAnzahlinstallierterEinheiteniminternationalenRankinghinterJapan,ChinaundNordamerikaaufPlatz vierder„Roboternationen“.FürdasJahr 2018prognostizierenBranchenexperteneinWachstumauf216.000installierteEinheiteninDeutschland(sieheAbb.2).

    DiedeutscheIndustrieistnatürlichnichtnurAbnehmervonIndustrierobotern,speziellfürdengroßenAutomobilsektorunddieLebensmittelindustrie.AuchalsRobotik entwickler und -hersteller haben sich deutsche Unternehmen weltweit einenhervorragendenRuferarbeitet,wenngleichsiealshidden champions auf dem Weltmarkt für Robotik weniger prominent auffallen als zum Beispiel die großen asiatischen Misch konzerne. Dies ist unter anderem auf die überwiegend mittelständische Struktur der deutschen Robotik- und Automations branche und des gesamten Maschinen baus zurückzuführen.

  • Roboter im deutschen Maschinenbau 13

    Analyse

    Abb. 3 Wichtige Hersteller von Industrierobotern weltweit nach Umsatz im Jahr 20141

    in Mio. Euro

    Quelle: Statista, eigene Analyse.

    10.653

    1.354

    8.287

    1.193

    604

    1.401

    910

    365

    Mitsubishi Electric (Japan)

    Fanuc (Japan)

    Kawasaki Heavy Industries (Japan)

    Dürr AG (Deutschland)

    ABB Robotics (Schweiz)

    Yaskawa (Japan)

    KUKA Robotics (Deutschland)

    DENSO (Japan)

    1 Mitsubishi Electric: Nettoumsatz im Geschäftsjahr 2015/2016 (endet zum 31.03.2016) im Segment „Industrial Automation Systems“. ABB Robotics: Umsatz im Segment „Industrie automation und Antriebe“. Darin ist auch die Robotik sparte enthalten. Umsatz wurde von US-Dollar in Euro umgerechnet (1 US-Dollar = 0,823 Euro, Wechsel kurs vom 31.12.2014). Kawasaki Heavy Industries: Nettoumsatz im Geschäftsjahr 2015/2016 (endet zum 31.03.2016) im Segment „Precision Machinery“, das rund 10 % des Unternehmens umsatzes ausmacht. Yaskawa: Nettoumsatz im Geschäftsjahr 2015/2016 (endet zum 20.03.2016) im Segment „Robotics“. Fanuc: Nettoumsatz im Geschäfts jahr 2014/2015 (endet zum 31.03.2015) im Segment „Robot“. Dürr AG: Umsatz im Segment „Application Technology“. DENSO: Nettoumsatz für das Geschäftsjahr 2015/2016 (endet zum 31.03.2016) im Segment „Industrial Systems“. KUKA Robotics: Nettoumsatz im Geschäfts jahr 2015. Alle Werte wurden gerundet.

    Einer der größten Märkte für Robotertechnologie ist Deutschland. Der deutsche Maschinen bau ist zugleich Entwickler, Produzent, Zulieferer, aber auch Abnehmer von Industrierobotern.

  • 14 Roboter im deutschen Maschinenbau

    Analyse

    Erfolgsfaktoren der Robotik in DeutschlandDie Grundlage für die erfolgreiche Entwicklung Deutschlands zur Robotik nation wurdebereitszuBeginnder1990erJahregelegt,alsdieEinführungdesLCCinWest europa zu einer effizienteren und kostensensibleren Fertigung führte. Weitere wesentlicheErfolgsfaktorendeshochspezialisiertenBranchenzweigsRobotik,dergemeinsammitdemSegmentAutomationinsgesamtrund50.000 AngestellteinDeutschlandbeschäftigt,sind:

    a) Die enge Verbindung zu Industrie- und Forschungsclustern rund um die Automobilindustrie

    Die Automobil branche ist einer der größten Abnehmer für Industrie roboter in Deutschland.DieProduktionvonKraftundNutzfahrzeugenistnachheutigenProduktionsmethoden,StandardsinQualität,QuantitätundArbeitssicherheitohne Robotik schlichtweg undenkbar. Entsprechend sind gerade Nationen mit einem starken Automobil sektor auch führend in der Forschung und Anwendung der Roboter technologie. Der Vergleich mit anderen Industrie zweigen führt dies zweifelsfrei vor Augen. Während in Deutschland zum Beispiel in der Industrie allgemeinrund160 Roboterpro10.000 Mitarbeiter(1:63)eingesetztwerden,sinddiesimBereichderAutomobilproduktionrund1.150pro10.000 Mitarbeiter(1:9).Diesbedeutet,dassbereitsjedezehnte„Arbeitskraft“inderAutomobilbrancheeinRoboterist.DiehöchsteRoboterdichteweistweltweitJapanauf,Deutschlandfolgtauf Rang zwei.

    Abb. 4 Anzahl der Roboter im Jahr 2014

    1.414

    1.149

    1.141

    734

    305

    58

    211

    161

    89

    31

    17

    1

    Japan

    Deutschland

    USA

    China

    Vereinigtes Königreich

    Indien

    Quelle: Statista, IFR.

    Automobilindustrie Industrie gesamt

    pro 10.000 Mitarbeiter

    b) Die logistische Nähe zu ihren klassischen Absatzmärkten in EuropaNichtnurdeutscheAutos,auchdeutscheRobotersindExportschlager.IndenJahren nach der globalen Finanzkrise konnte die Exportquote (gemessen am AnteildesUmsatzesmitAuslandsgeschäftenamGesamtumsatz)derdeutschenUnternehmenimBereich„RobotikundAutomation“aufdeutlichüber50%gesteigert werden.

  • Roboter im deutschen Maschinenbau 15

    Analyse

    Der Absatz schwerpunkt deutscher Roboter- und Automatisierungs technologie liegt in Deutschland selbst und in Europa. Mehr als zwei Drittel der Erzeugnisse aus diesem Sektor werden also in nahe gelegene Märkte geliefert. In den letzten Jahren jedoch nahm die Bedeutung Asiens für den Absatz deutscher Unternehmen in dieserBranchekontinuierlichzu.ImJahr 2015lagdieQuotederExportedeutscherAutomatisierungstechnologienachAsienmit18%aufeinemrelativhohenNiveau.InsbesondereChina(dieQuotederExporteindasReichderMitteliegtbei11%)jedoch,wirdsich–unddiesbelegendieTransaktionenundÜbernahmendurchchinesische Firmen und Investoren der jüngsten Vergangenheit eindeutig3–nichtlänger mit der Rolle des reinen Technologie abnehmers zufriedengeben. Vielmehr wirddeutlich,dassdiechinesischeIndustriedurchKonsolidierungsbemühungen,die Schaffung schlagkräftiger und international konkurrenzfähiger Groß konzerne und den gezielten Zukauf ausgereifter Technologie nicht mehr als verlängerte Werkbank der Welt wahrgenommen werden will. In Bezug auf Robotik heißt dies vielmehr:ChinawillselbstRoboternationwerden,anstattRoboterzuzukaufen.

    Abb. 5 Entwicklung der Exportquote im Fachzweig „Robotik und Automation“ nach Regionen seit 2010

    51 %

    22 %

    11 %

    6 %

    5 %

    5 %

    46 %

    23 %

    10 %

    10 %

    5 %

    6 %

    47 %

    23 %

    13 %

    7 %

    5 %

    6 %

    46 %

    24 %

    12 %

    8 %

    5 %

    4 %

    45 %

    24 %

    11 %

    9 %

    7 %

    4 %

    Deutschland

    China

    restliches Asien

    restliches Europa

    Nordamerika1

    andere

    20122011 2013 2014 2015

    1 inkl. Mexiko

    Quelle: VDMA Robotik + Automation.

    3 Vgl. PwC, M&A Report Industrial Manufacturing H1 2016.

  • 16 Roboter im deutschen Maschinenbau

    Analyse

    ImRahmendesPlans„MadeinChina2025“hatPekingzwardereigenenIndustrieeinenWandelvonhoherArbeitsintensitätzuHightechundAutomatisierungverordnetundinderZwischenzeitmehrereFörderprojektevorallemimHinblickaufdieModernisierungimWerkzeugmaschinenbau,inAutomatisierungstechnikundRobotikangestoßen.AllerdingszeigtunsereAnalyse,dassvielechinesische Investitionen noch stark auf klassische Automatisierungs lösungen setzen(Industrie 3.0),dieinentwickeltenIndustrieländernbereitsStandardsind.4 Industrie 4.0Lösungen,wiesiederzeitinDeutschlandineinerbreitenIndustrielandschaftangestoßenundrealisiertwerden,beschränkensichinChinanochaufeinigewenigeLeuchtturmprojekte.

    Abb. 6 Entwicklung der Exportquote im Fachzweig „Robotik und Automation“ in Deutschland seit 2010

    Quelle: VDMA Robotik + Automation.

    2010

    48 % 49 %53 % 54 % 54 %

    55 %

    20132011 20142012 2015

    c) Die Altersstruktur der ArbeitnehmerschaftDie demografische Entwicklung in den Industrienationen der Welt ist ein nicht zu unterschätzender Faktor für die zukünftige Entwicklung von Robotik und Automatisierungstechnologie. Schließlich gelten gerade die führenden RoboternationenJapanundDeutschlandals„alte“bzw.„überalterte“Gesellschaften.AuchdievergleichsweisejungeIndustrienationChinahatSchwierigkeiten mit der demografischen Entwicklung als Folge der Ein-KindPolitikundsetztgeradeimindustriellenSektorHoffnungenaufdieRobotertechnologie.5 Im Fokus vieler Zukunftsszenarien stehen aus diesem Grund auchimmerwiederFragen,welchedieErleichterungderArbeitdurchRoboterbzw. Automatisierungstechnologie oder sogar die Substitution menschlicher Arbeitnehmerdurch„künstlicheIntelligenz“thematisieren.6

    4 Vgl. PwC, China Compass, Sommer 2016, S. 21–23.5 Vgl. AHK Greater China, GC Ticker 1/2015, Automation and Industry 4.0, S. 22 ff.6 Die sog. automation anxiety ist Hintergrund vieler Szenarien, die sich um den Verlust menschlicher

    Arbeit durch den vermehrten Einsatz von Robotern drehen. Zur Vertiefung der Argumente anbei lediglich eine übersichtliche, jedoch fokussierte und aktuelle Literaturauswahl: Zu Beginn des Jahres 2016 hat sich die Studie des Weltwirtschafts forums in Davos dem Zusammenhang zwischen Roboter technologie und dem Abbau von Arbeits plätzen gewidmet. World Economic Forum, The Future of Jobs. Employment, Skills and Workforce Strategy for the Fourth Industrial Revolution, 2016. Vgl. dazu auch ING-DiBa, Die Roboter kommen. Folgen der Automatisierung für den deutschen Arbeitsmarkt, 2015. Frey/Osborne, The Future of Employment: How Susceptible are Jobs to Computerisation?, 2013. BMAS/ZEW, Übertragung der Studie Frey/Osborne (2013) auf Deutschland, 2015.

  • Roboter im deutschen Maschinenbau 17

    Analyse

    7 Vgl. PwC, Demografischer Wandel: In Deutschland werden die Arbeitskräfte rar. Berufs-, qualifikations- und branchenspezifische Analyse bis zum Jahr 2030, 2016, S. 50 f.

    8 Vgl. ebd., S. 38 f.9 Vgl. PwC, Der Einfluss der Digitalisierung auf die Arbeitskräftesituation in Deutschland. Berufs- und

    branchenspezifische Analyse bis zum Jahr 2030, 2016, S. 30 f.

    Der bereits heute zu verzeichnende Engpass im Arbeitskräfte angebot in der industriellenProduktioninDeutschlandvonrund300.000 PersonenwirdsichindenkommendenJahrenunsererAnalysezufolgeverschärfenundimJahr 2030beiübereinerhalben MillionAngestellterliegen.7 Der Engpass in einem Markt für rund6,5 MillionenAngestelltelägedannbei8,4%.EinsehrähnlichesBildzeigtsichinderAutomobilindustrie.HierrechnenwirmiteinemEngpassvon12%bzw.155.000 MitarbeiternimJahr 2030.8

    FürdieBranchenderindustriellenProduktionzeigtdiePrognosedeutlicheUnterschiede differenziert nach Berufs qualifikation und -gruppe. Unter den höher qualifiziertenArbeitskräften(Fachkräfte,Ingenieureetc.)kannderEngpassjenachBerufsgruppebiszu15%betragen,alsonahezudoppeltsovielwiederGesamtbranchenschnitt.GleichzeitigwirdlautPrognose2030einÜberschussanHilfsarbeitskräftenzuverzeichnensein.

    Abb. 7 Engpasssituation in der industriellen Produktion im Jahr 2030

    –8 %

    15 %

    8 %

    9 %

    Hilfsarbeitskräfte

    gehobene Fachkräfte

    Fachkräfte

    akademische Berufe

    Quelle: PwC, Demografischer Wandel, S. 51.

    Gerade die fortschreitende Digitalisierung dieser Branchen übt einen enormen EinflussaufdieArbeitskräfteentwicklungaus,hauptsächlichimSegmentgeringqualifizierter Beschäftigter. Berechnet man die demografische Entwicklung allein aufderGrundlagedesberufsspezifischenDigitalisierungseffekts,erhältmaneinvon der allgemeinen Beobachtung abweichendes Ergebnis: Demnach würden dieBranchennichtaufeinenEngpassimArbeitskräfteangebot,sondernaufdigitalisierungsbedingten Nachfrage rückgang zusteuern. Genauer gesagt: Mehr als einehalbeMillionStellen,vornehmlichimBereichgeringqualifizierterMitarbeiter,würden rein rechnerisch aufgrund der digitalen Transformation im produzierenden Gewerbe wegfallen.9

  • 18 Roboter im deutschen Maschinenbau

    Analyse

    Diesen„reinen“DigitalisierungseffektkannmanallerdingsnichtlosgelöstvonanderenEntwicklungenundsoziodemografischenFaktoren(Frauenquote,Renteneintrittsalteretc.)betrachten.Vorallemwirddarinnichtberücksichtigt,welcheneuen Jobprofile und Arbeits plätze durch die Digitalisierung erst entstehen werden.10Zwarkönnenmoderne,intelligenteRobotergegebenenfallssogarmitsozialenKompetenzen(socio-bots)heutebereitskomplexereAufgabenflexiblerundautonomerlösenalsnochvoreinigenJahren,11dennochistder„KollegeRoboter“(co-bot)immernochwenigerkreativ,variabelundinnovativalsderMensch.AusdiesemGrundwirdesinnaherZukunftprimärdarumgehen,geeigneteVoraussetzungenfürdieMenschMaschineKooperationinpunctoSicherheit,BedienbarkeitundInteraktionzuschaffen,alsamErsatzdesMenschendurchdieMaschine zu arbeiten.

    Die Automatisierung wird den Arbeitsplatz der Zukunft zweifelsohne verändern und den Angestellten neue Fähigkeiten und Fertigkeiten abverlangen. Aber dieses„Fordern“funktioniertnichtohnevorheriges„Fördern“.DieUnternehmensindzukünftignichtaufweniger,sondernaufandersqualifizierteMitarbeiterangewiesen. Tatsächlich deuten die jetzige Altersstruktur der Belegschaft der deutschen Industrie und die demografische Entwicklung der Gesellschaft darauf hin,dassdieBranchendesproduzierendenGewerbesauchinZukunftmehrPersonalbenötigenwerden,alsaufdemArbeitsmarktzurVerfügungstehenwird. Anders ausgedrückt: Der Fachkräfte mangel wird nicht durch Roboter alleinbehobenwerdenkönnen.Vielmehrgiltes,bereitsdieAusbildungandieneuenAnforderungenundBedürfnisseanzupassen.Diesbedeutetweiter,dassPersonalarbeitimUnternehmenzueinerstrategischenAufgabewerdenmuss.12

    10 Nach einer populären Schätzung werden zwei Drittel der heutigen Erstklässler später Berufe ergreifen, die heute noch nicht existieren. Vgl. World Economic Forum, The Future of Jobs, 2015, S. 32.

    11 Einen Blick in die Zukunft der Robotertechnologie ermöglichen folgende Tagungsbände der International Conference on Robotics and Automation „Intelligent Robotics and Applications“.

    12 Dazu können u. a. die Aufwertung der Personalarbeit durch Verankerung der Funktion auf Vorstandsebene oder auch Programme zählen, um Mitarbeiter zu finden, langfristig zu binden und zu qualifizieren. Vgl. z. B. zur Nachwuchsarbeit in der Chemieindustrie VCI, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Provadis Hochschule, und PwC, Von den Megatrends zum Geschäftserfolg, 2015, S. 24–27.

    Abb. 8 Entwicklung der Beschäftigtenzahl im Fachzweig „Robotik und Automation“ seit 2010

    Quelle: VDMA.

    Anzahl Beschäftigte

    2010

    39.00043.000

    48.600 50.20051.600

    20132011 20142012

    +3 %

  • Roboter im deutschen Maschinenbau 19

    Analyse

    13 Vgl. PwC, Industry 4.0: Building the digital enterprise, 2016, S. 3.14 In Deutschland rechnen die Unternehmen bis 2021 mit 3,3 Mrd. Euro zusätzlichem Umsatz

    pro Jahr durch Industrie 4.0. Vgl. http://www.pwc.de/de/digitale-transformation/assets/pwc-praesentation-industrie-4-0-deutsche-ergebnisse.pdf.

    15 In einer ersten Welle werden Prozessautomatisierungen und Instandhaltungsoptimierungen vorangetrieben. In einer darauffolgenden, zweiten Welle erfolgen die Supply-Chain-Integration inklusive durchgängigen Trackings sowie eine Verknüpfung mit Qualitätsmanagement und FuE-Prozessen. Langfristig und als kontinuierlicher Prozess werden entsprechende Analytik- und Prozesssteuerungsfähigkeiten aufgebaut und die kontinuierliche Entwicklung und Nachhaltung des Business Case überwacht. Vgl. hierzu auch PwC, Stahl 2025: Quo vadis?, 2016.

    16 Vgl. PwC, Maschinenbau-Barometer. Rückblick auf das 2. Quartal 2016 und Ausblick auf die nächsten zwölf Monate, 2016, S. 31.

    DerdemografischeWandel,alsodieAlterungderGesellschaftsowieindenBetrieben,wirddieNachfragenachRoboternverstärken.Dieswiederumwirdsichpositiv auf die Auftrags lage und die Einstellungs vorhaben von Roboter entwicklern und -herstellern auswirken. Entsprechend lässt sich über die letzten Jahre nicht nur einkontinuierlicherAnstiegderUmsätze,sondernauchderBeschäftigtenzahlenindiesenFachzweigendesdeutschenMaschinenbausbeobachten(sieheAbb.8).

    d) Die zunehmende Digitalisierung und Automatisierung der industriellen Wertschöpfung bzw. Smart Manufacturing durch Industrie 4.0

    Gerade im Maschinen- und Anlagenbau wird in den kommenden Jahren massiv in digitale Technologien und folglich auch den Ausbau der Automatisierung investiert werden.EineweltweiteBefragungvonüber400 EntscheidernausdemMaschinenbauzeigte,dassdieUnternehmenbis 2021jährlichimSchnitt5%ihresUmsatzesindigitaleLösungeninvestierenwerden.Schwerpunkttechnologienwerdendabeineben3DDruckundNanotechnologieauchRobotikundCobotiksein.13

    Deutschland stellt keine Ausnahme von dieser internationalen Entwicklung dar. HierzulandeerwartendieEntscheiderimMaschinenbauindennächstenfünfJahren einen Anstieg des Digitalisierungs grads ihrer Unternehmen von 33 % auf 84%,einenzusätzlichenUmsatzvondurchschnittlich2,5%p.a.undeineEffizienzsteigerungdurchKostensenkungvondurchschnittlich3,2%p.a.14

    DochDigitalisierungistkeineeinheitlicheundgleichförmigeEntwicklung,diein allen Unternehmen nach ein und demselben Muster abläuft. Zwar kann man generellfesthalten,dasssichdieDigitalisierungvoraussichtlichineinerBewegungüberzwei Wellenvollziehenwird.15WiediesaberimEinzelnenfunktioniert,wirdsich vielmehr von Unternehmen zu Unternehmen massiv unterscheiden. Schließlich weisen nicht einmal alle Segmente innerhalb eines Unternehmens denselben Digitalisierungs grad auf. Eine Betrachtung einzelner Unternehmens bereiche im deutschenMaschinenbauimzweiten Quartal2016zeigteindifferenziertesBildderdigitalenTransformation.Andersgesagt,bereitsheutesindeinigeUnternehmensfunktionen im Maschinenbau stärker digitalisiert als andere. So schätzt die Mehrheit der im Rahmen des Maschinenbau-Barometers befragten Entscheider die Bereiche Vertrieb sowie Forschung und Entwicklung als hoch digitalisiert ein. HingegenzeigendieBereicheService,LogistikundProduktionnochPotenzialfürzukünftige Digitalisierungsvorhaben.16

  • 20 Roboter im deutschen Maschinenbau

    Analyse

    Abb. 9 Digitalisierungsgrad einzelner Unternehmensbereiche

    Quelle: PwC, Maschinenbau-Barometer. Rückblick auf das 2. Quartal 2016.

    Vertrieb

    Beschaffung

    Service

    Forschung und Entwicklung

    Lagerung

    Transport, Logistik

    Marketing

    Qualitäts-management

    Montage, Produktion

    5 %

    5 %

    5 %

    50 % 34 % 7 %

    14 %

    18 %

    11 %

    18 %

    16 %

    20 %

    18 %

    22 %

    22 %40 %13 %

    8 % 35 % 31 % 7 %

    4

    2

    2

    43 %36 %

    9 % 31 % 38 %

    37 %

    39 %

    36 %

    25 %

    28 %

    26 %

    47 %

    43 %

    3 4

    4

    33

    hoch

    sehr hoch

    mittel

    niedrig

    sehr niedrig

    62%derBefragtenwerdenindenkommendenzwölf MonatendieDigitalisierungindemvonihnenbereitsalshochdigitalisierteingestuftenBereich„Vertrieb“weiterforcieren.DerBereich„Montage,Produktion“,derzuvorvondenBefragteninsgesamtalsamniedrigstendigitalisierteingestuftwurde,stehtmit57%anzweiter Stelle der Digitalisierungs vorhaben.

  • Roboter im deutschen Maschinenbau 21

    Analyse

    Abb. 10 Forcieren der Digitalisierung in bestimmten Unternehmensbereichen

    Dreifachnennungen waren möglich.

    Quelle: PwC, Maschinenbau-Barometer. Rückblick auf das 2. Quartal 2016.

    62 %

    57 %

    28 %

    27 %

    26 %

    23 %

    20 %

    14 %

    14 %

    6 %

    Vertrieb

    Service

    Montage, Produktion

    Forschung und Entwicklung

    Marketing

    Transport, Logistik

    Beschaffung

    Lagerung

    Qualitäts-management

    nichts davon, weiß nicht, k. A.

    Dieses Vorhaben ist sicherlich auch als positives Signal für die Robotertechnologie zuwerten.SchließlichliegtgeradeinderMontagebzw.ProduktioneinPrimärnutzenvonRobotern.

    Nach dieser Bestandsaufnahme der Robotik im globalen und nationalen Rahmen werden wir nun den Fokus weiter auf den deutschen Maschinenbau verengen und uns den zentralen Fragen dieser Branche zuwenden: Wie steht sie zur Robotertechnologie? Welche Erwartungen werden an den Einsatz von Robotern geknüpft? Welche Folgen könnte dies für die Unternehmen haben?

  • 22 Roboter im deutschen Maschinenbau

    Analyse

    2RobotertechnologieimdeutschenMaschinenbau

    EinsatzBereitsheutesetztmehralsdieHälftederdeutschenMaschinenbauerRobotertechnologie in ihren Unternehmen ein.

    Dieser Einsatz bleibt nicht ohne Folgen für die befragten Unternehmen und deren Belegschaft.MehralszweiDrittelderBefragten(69%)rechnenmitpositivenAuswirkungen auf ihre Unternehmen durch die Einführung von Roboter-technologien,wiezumBeispieldieSchaffungneuerArbeitsplätzezurBedienungoder Entwicklung von Robotern sowie zur Entwicklung neuer Roboter oder ihrer Betriebssysteme,undsogardurchdieRückführungzuvoroutgesourcterArbeitsplätze. Zwar prognostiziert jeder fünfte Befragte auch einen technologiebedingten AbbauvonvorhandenenArbeitsplätzen,dasGrosglaubtjedochnichtantiefgreifendenegativeVeränderungen.Lediglich3%derBefragtenrechnenmiteinersinkenden Arbeits moral.

    Abb. 11 Auswirkungen des Einsatzes von Robotertechnik

    Quelle: PwC Maschinenbau-Barometer. Rückblick auf das 1. Quartal 2015.

    29 %

    24 %

    3 %

    20 %

    6 %

    16 %

    2 %

    neue Arbeitsplätze für Fachkräfte zur Bedienung

    der Roboter

    neue Arbeitsplätze durch Rückführung outgesourcter

    Unternehmensbereiche

    neue Arbeitsplätze zur Entwicklung von Robotern und

    Robotik-Betriebs systemen

    sinkende Arbeitsmoral wegen Wegfall von Arbeitsplätzen

    durch die Robotik

    Abbau von Arbeitsplätzen

    nichts davon

    weiß nicht, k. A.

    53 % der deutschen Maschinen bauer setzen Roboter technologie in ihren Unternehmen ein.

  • Roboter im deutschen Maschinenbau 23

    Analyse

    Insgesamt lässt sich festhalten: Die deutschen Maschinenbauer haben keine Furcht vor Automatisierung. Nicht einmal die übliche Skepsis aufgrund des möglichen Abbaus von Arbeits plätzen durch Automatisierung teilt die Mehrheit der Befragten. Für sie sind Roboter aus der täglichen Arbeit nicht mehr wegzudenken und übernehmenimmerkompliziertereTätigkeiten.Dieserfordertnichtweniger,sondernvorallemgeschultesPersonal.

    MeistwerdendieRobotertechnologienfürProduktionsbzw.Montagetätigkeitengenutzt. Das zweithäufigste Einsatzgebiet für Roboter technologien ist der Einsatz beiTätigkeiten,dieeinhohesMaßanGeschicklichkeitundPräzisionerfordern(z.B.SchneideundSchweißarbeiten).AberauchfürdieLagerabwicklung,Material wirtschaft bzw. Verpackung und für die Durchführung von hochgradig gefährlichen oder beschwerlichen Aufgaben werden Roboter genutzt. Ein Einsatz zu Transport zwecken ist bislang nur in wenigen Ausnahmefällen zu erkennen. Dies deckt sich mit den Ergebnissen zum Digitalisierungs grad der Unternehmens-bereicheimMaschinenbau.HiergibtwenigeralseinDrittelderBefragtenan,dassderBereichTransportundLogistikbereitszumheutigenZeitpunktdigitalisiertsei.Lediglich20%wollendenTransportund14%dieLagerungweiterdigitalisieren.17

    17 Vgl. PwC, Maschinenbau-Barometer. Rückblick auf das 2. Quartal 2016, S. 32.

    Abb. 12 Einsatzgebiete von Robotertechnik im deutschen Maschinenbau

    Quelle: PwC Maschinenbau-Barometer. Rückblick auf das 1. Quartal 2015.

    38 %

    34 %

    2 %

    13 %

    2 %

    11 %

    Montage, Aufbau

    Durchführung von hochgradig gefährlichen oder beschwerlichen

    Aufgaben

    Bearbeitung von Aufgaben, die eine hohe Geschicklichkeit und

    Präzision erfordern

    Transport von Bauteilen, Rohmaterialien zum Fertigungsort

    Lagerabwicklung, Material-wirtschaft bzw. Verpackung

    weiß nicht, k. A.

  • 24 Roboter im deutschen Maschinenbau

    Analyse

    AusbauWiebereitsgezeigtwerdenkonnte,planendiedeutschenMaschinenbauunternehmen,indenkommendenfünf JahrenimSchnitt5%ihresUmsatzesinden Ausbau der Digitalisierung zu investieren. Auch die Roboter technologie ist ein zentralerBausteindieserdigitalenTransformation:NahezuzweiDrittel(65%)der Maschinen bauer planen für die nächsten drei Jahre weitere Investitionen in die Robotik.

    Abb. 13 Investitionen in Robotertechnik in den kommenden drei Jahren

    Quelle: PwC Maschinenbau-Barometer. Rückblick auf das 1. Quartal 2015.

    37 %

    25 %

    4 %

    21 %

    3 %

    15 %

    1 %

    35 %

    Bearbeitung von Aufgaben, die eine hohe Geschicklichkeit und

    Präzision erfordern

    Durchführung von hochgradig gefährlichen oder beschwerlichen

    Aufgaben

    Montage, Aufbau

    Automatisierung von handwerklichen Tätigkeiten

    Lagerabwicklung, Materialwirtschaft bzw.

    Verpackung

    Handling, Transport von Bauteilen, Rohmaterialien zum Fertigungsort

    andere Bereiche

    keine Investitionen geplant

    ImEinzelnenverteilensieihreInvestitionsvorhabenwiefolgt:KnappmehralseinDrittel(37%)derBefragtenplantInvestitioneninBereichen,indenendieBearbeitungvonAufgabenhoheGeschicklichkeitundPräzisionerfordern.EinViertel setzt auf den Ausbau der Roboter technologie in den Bereichen Montage und Aufbau.DarüberhinauswerdenInvestitionenindenBereichenLagerabwicklung,Materialwirtschaftbzw.Verpackung(21%)undinderDurchführungvonhochgradiggefährlichenoderbeschwerlichenAufgaben(15%)getätigt.AlsErsatz für handwerkliche Arbeit kommen Roboter lediglich bei 4 % der befragten Unternehmen in Betracht.

    KnappmehralseinDrittelderBefragtenplantkeineweitereInvestitionindenAusbauderRobotertechnologieimeigenenUnternehmen.DieHintergründehierzusindmannigfaltig,wieeinBlickaufdieInvestitionshindernissezeigt.

  • Roboter im deutschen Maschinenbau 25

    Analyse

    Abb. 14 Investitionshemmnisse

    Quelle: PwC-Analyse.

    58 %

    16 %

    8 %

    8 %

    10 %

    fehlende Notwendingkeit für Robotik

    hohe Kosten

    unzureichende Ressourcen und Expertise

    Verdrängung von Arbeitskräften und niedrigere Arbeitsmoral

    nichts davon

    Hemmnisse und AnwendungsfälleMehralsderHälftederBefragten(58%),diekeineInvestitionenindenkommendenfünf JahreninRobotertechnologieplanen,fehltschlichtwegdieerforderlicheNotwendigkeitfürRobotikinihrenProduktionsprozessen.16%derbefragtenEntscheidergebenzuhoheKostenalsInvestitionsbremsean.Jeweils8 % werden nicht in Roboter technik aufgrund unzureichender Ressourcen und Expertise sowie wegen Verdrängung von Arbeits kräften und entsprechend niedriger Arbeits moral investieren.

    DieAussage,bislangmangeleesanderfehlendenNotwendigkeitfürInvestitionenindenAusbauderRobotertechnologie,istdeshalbeinbesorgniserregendesArgument,weilesinvielenFällenauchaufUnwissenheitüberdietechnischenMöglichkeiten der Roboter technologie zurückzuführen ist. Dies ist unter anderemderTatsachegeschuldet,dassjahrzehntelangdasHauptaugenmerkinderAutomatisierungaufGeschwindigkeit,EffizienzundProduktivitätlag,während Roboter zukünftig an ihrer Adaptions fähigkeit und Flexibilität vor allemimHinblickaufmaßgeschneiderteErzeugnissegemessenwerden.MitderIdealvorstellungeinerLosgröße 1istauchderRobotergefordert,sichaufständigändernde Anforderungen einzustellen. Je mehr dies zum Beispiel im Verbund mit 3DDruckoderanderenIndustrie 4.0Anwendungengelingt,destoeherwirddieIdee des Smart Manufacturing18 Wirklichkeit werden.

    GeradeinderVerbindungmitdigitalisiertenMaschinenundProzessenvordemeigentlichenrobotergeführtenProzessergebensichMöglichkeitenzurSteuerungderProzesse,ÜberwachungderAbläufesowiederQualitätskontrolle,dievorKurzemnochnichtdenkbargewesensind.AuchdieseitKurzemverfügbareTechnologie,RobotermitWerkerngemeinsamimFertigungsprozessquasi„HandinHand“einzusetzen,eröffnetweitereMöglichkeitenfürdenEinsatz.DieseneuenEinsatzfeldersolltennochmalseindringlichgeprüftwerden,umeineweitereEffizienz steigerung zu erreichen.

    18 Industrie-4.0-Lösungen werden zukünftig die klassischen Herstellungsprozesse grundlegend verändern. Vor allem durch die Verwendung von Echtzeitdaten, durch Big Data Analytics und vernetzte Sensorik und Aktorik werden z. B. bislang aufeinanderfolgende Schritte wie Produktion, Prüfung und Rekalibrierung zeitgleich und besser aufeinander abgestimmt möglich. Dadurch eröffnen sich neue Möglichkeiten z. B. bei der Wartung und Instandsetzung (predictive maintenance) von Maschinen oder die Veränderung von Aufträgen bei laufender Produktion bis hin zur Losgröße 1. Aus Manufacturing wird auf diese Weise Smart Manufacturing.

  • 26 Roboter im deutschen Maschinenbau

    Analyse

    DerEinsatzvon3DDruckernwirdsichaufdieDauerimBereichvonPrototypenundKleinseriendurchsetzen.DamitistdieFertigungvonLosgröße 1machbarundhatauchAuswirkungenaufdieHandhabungsroboter,diesichflexibelaufdieHandhabungderBauteileeinstellenmüssen.InKombinationmitmodernerVisualisierungsundSensortechnik,welchedieBauteildimensionenundlageindieRobotersteuerungmeldenundzurAnpassungderGreifpositionenführen,kanneinautarkesundquasiselbstkontrollierendesSystemaufgebautwerden,welchesnichtmehraufmanuelleProgrammierprozesseangewiesenist,sondernflexibelauchkleineLosgrößenverarbeitenkann.

    NebendiesergenerellenEinstellungundKoordinationderRoboterbewegungenüber Bauteil dimensionen ist eine Feinjustierung durch den Einsatz von Big Data Analyticsdenkbar.DurchdieKombinationvonumfangreichenSensordatenindenMaschinenprozessen(z.B.Stromaufnahme,Vibrationen,Wärmeentwicklung)können Rückschlüsse auf die ursprüngliche Bauteil beschaffenheit gezogen werden. Durch den Einsatz von intelligenten Algorithmen können damit wiederum Muster erarbeitetwerden,diedannzueinerFeineinstellungderRoboterbewegungenzumBeispiel im Bearbeitungs- oder Fügeprozess führen.

    Zusammenfassendermöglichentraditionelle,taktileoderoptischeMesssystemeinVerbindung mit den Möglichkeiten der Digitalisierung in der Fertigung sowie der VerwendungvonBigDataAnalyticsdenAufbauvonnahezuautarkenSystemen,die sich kontinuierlich auf sich ändernde Randbedingungen selbstständig einstellen könnenundsomiteinesehrhoheFlexibilitätaufweisen,diewiederumdenEinsatzbeiLosgröße 1wirtschaftlichzulässt.

    Insgesamtwirddeutlich,dassesvorallemfaktischeGegebenheiteninProduktionundMontagesind,diedenEinsatzvonRobotertechnologieerforderlichmachenoder eben nicht. Dies beeinflusst die weiteren möglichen Investitionsschritte maßgeblich.

  • Roboter im deutschen Maschinenbau 27

    Analyse

    Abb. 15 Erwartungen an die Robotertechnik

    Quelle: PwC-Analyse.

    trifft eher nicht zu

    trifft sehr/eher zu

    weiß nicht, k. A.

    Änderung der Qualifikation der Belegschaft

    Zugewinn an Präzision

    Veränderung der Ansprüche an die IT-Sicherheit

    Effizienzsteigerung

    Beschleunigung der Fertigung

    Verbesserung Ihrer Marktposition

    Qualitätsverbesserung

    Kostensenkung

    Erleichterung der Suche nach Fachkräften

    Verlagerung des Standorts ins Ausland

    73 % 26 %

    69 % 31 %

    68 % 32 %

    63 % 37 %

    60 % 40 %

    57 % 42 %

    55 % 43 %

    51 % 48 %

    26 % 72 %

    94 %6

    2

    2

    KonsequenzenSollteeinesolcheWissenslückevorliegen,istdiesenichtmitderklassischenFurchtvor Technisierung zu begründen. Schließlich macht lediglich eine Minderheit der befragten Entscheider im deutschen Maschinen bau die Entscheidung für weitere InvestitionenindenAusbauderRobotertechnologievondenKonsequenzenfürdieMitarbeiter und deren Expertise abhängig. Vielmehr erwartet die überwiegende MehrheitderUnternehmeneineQualifikationsveränderungfürihreBelegschaft,solltendiesemitRoboternarbeiten(sieheAbb.15).WeitereErwartungenrichtensichvorallemanZugewinneinEffizienz,QualitätundPräzision.ZudemrechnetmanmitProzessoptimierungenhinsichtlichderBeschleunigungundKostensenkung.ImmernochmehralsdieHälftederBefragtenglaubtzusätzlichan sich ändernde Ansprüche an die IT-Sicherheit und eine insgesamt verbesserte Marktposition.

    FastdreiViertelderBefragtenglaubennicht,dasssichdieSuchenachFachkräftenin Zukunft leichter gestalten wird. Eine Verlagerung von Standorten kommt für die Befragten als Folge des Roboter einsatzes allerdings nicht in Betracht.

  • 28 Roboter im deutschen Maschinenbau

    Analyse

    MenschMaschineKollaborationDass eine so große Mehrheit der Befragten einen Schub in der Mitarbeiter-qualifikationerwartet,hängtengmitderIdeeeinerverbessertenMenschMaschineKooperationzusammen.ImRahmenunsererErhebungenwurdendiedeutschenMaschinenbauerauchumihreEinschätzunggebeten,welcheVoraussetzungenerfülltseinmüssten,damiteinesolcheZusammenarbeitzwischendenKollegenMenschundRoboterausihrerSichtgelingt.DieMaschinenbauerknüpfen ein solches Vorhaben an zahlreiche Bedingungen. Für die meisten BefragtenmusssichderEinsatzderRoboterzunächsteinmalschlichtweglohnen,also rentabel sein. Darüber hinaus ist erwartungsgemäß die einfache Bedienung derRoboter(z.B.imHinblickaufeineleistungsfähigeUmgebungserkennung,kurzeReaktionszeitenbeiSprachoderGestensteuerung)vonhoherRelevanz.FüreinViertel der Befragten zählt auch die Mitarbeiter qualifikation zu den wichtigsten Voraussetzungen,alsonichtnurdieLernfähigkeitderRobotersysteme.WeitereBedingungensinddieAuslastungderRoboter(17%),ihreFunktionsfähigkeit(16%),aberauchdiepraktischenBedingungenvorOrtwieArbeitssicherheit(16%)oderdieInfrastrukturrundumdieFertigung(13%).Fürmehralsjedenzehnten BefragtenhängtdasGelingenderMenschMaschineKooperationzudemgenerellvonderDigitalisierungderWertschöpfungab,sprichderEinführungvonIndustrie 4.0Lösungen.

    Abb. 16 Voraussetzungen für die Mensch-Maschine-Kooperation

    Quelle: PwC-Analyse.

    42 %

    41 %

    16 %

    16 %

    6 %

    26 %

    13 %

    6 %

    17 %

    12 %

    2 %

    Rentabilität

    Funktionsfähigkeit des Roboters

    einfache Bedienbarkeit des Roboters

    Arbeitssicherheit

    Mitarbeiterqualifikation

    Infrastruktur rund um die Fertigung

    räumliche Gegebenheiten der Produktionsstätte

    Auslastung des Roboters

    Digitalisierung der Wertschöpfung

    IT-Infrastruktur

    nichts davon, k. A.

  • Roboter im deutschen Maschinenbau 29

    Fazit

    C Fazit

    Roboter- und Automatisierungs technologien werden den Maschinen- und Anlagen-bau in absehbarer Zukunft tief greifend verändern. Roboter werden weitere Aufgabenübernehmen,dieeinhohesMaßanGeschickundPräzisionerfordernoderschlichtwegzugefährlichfürdenMenschensind.DieÜbernahmehandwerklicherTätigkeitenistfürdieBranchenichtdenkbar.„Handmadebyrobots“werdenwiralso auch in naher Zukunft nicht auf deutschen Maschinen lesen.

    DieMenschMaschineKooperationisteinEckpfeilerderdigitalenTransformationbzw. des Smart Manufacturing im Rahmen der Digitalisierung der Wertschöpfung (Industrie 4.0).DamitdieseZusammenarbeiterfolgreichseinkann,müssenaberzunächst Fragen der Rentabilität und nutzerfreundlicher Bedienbarkeit der Roboter geklärt werden.

    Die deutschen Maschinenbauer haben keine Angst vor Automatisierung. Allerdings sindsiesichimKlaren,dassderdigitaleWandelzwangsläufigKonsequenzenfür die Belegschaften haben wird. Entsprechend ist die Maschinen bau branche derMeinung,dasssichdieFähigkeitenundFertigkeitenbzw.dieQualifikationsmerkmalederBeschäftigtenändernwerdenmüssen.Kurzum,dieBetriebebrauchennichtweniger,sondernimUmgangmitAutomatisierungsundRobotertechnologiebesserqualifizierteAngestellte.GeradeimHinblickaufdendemografischenWandel,denFachkräftemangeloderdieFragederModernisierungvonAusbildungund Studium ist dieser erwartete Qualitäts sprung ein wichtiges Signal.

    Auf der anderen Seite sind sich die Branchen entscheider auch der Risiken ihrer Investitions vorhaben bewusst. Aus ihrer Sicht muss zwingend die Frage der Notwendigkeit des Roboter einsatzes geklärt sein. Dies könnte durchaus auch so verstandenwerden,dassbislangnochzuwenigüberdietechnischenDetailsdermodernen,intelligentenAutomatisierungssystemebekanntist.ErstdanachsindFragenderRentabilität,derArbeitssicherheit,derLogistikundderInfrastrukturinProduktionundFertigung–denHaupteinsatzgebietenderRoboter–zubeantworten.

    Bereits heute setzt eine Mehrheit der Unternehmen im deutschen Maschinen bau Roboter technologie ein. In naher Zukunft wird sich die Zahl der Anwender deutlich vergrößern.JedochkanndieseEntwicklungnichtplanloslaufen,sondernbedarfeines verantwortungsvollen Blicks auf effizienten Ressourcen einsatz in finanzieller undpersonellerHinsicht,sprich:SiemussmiteinemstrategischenAnsatzgesteuertwerden.

  • 30 Roboter im deutschen Maschinenbau

    Literatur

    D Literatur

    AHKGreaterChina,GCTicker1/2015,AutomationandIndustry4.0.

    BMAS/ZEW,ÜbertragungderStudieFrey/Osborne(2013)aufDeutschland,2015.

    Frey/Osborne,TheFutureofEmployment:HowSusceptibleareJobstoComputerisation?,2013.

    INGDiBa,DieRoboterkommen.FolgenderAutomatisierungfürdendeutschenArbeitsmarkt,2015.

    InternationalConferenceonRoboticsandAutomation,IntelligentRoboticsandApplications,2014ff.

    PwC,ChinaCompass,Sommer2016.

    PwC,DemografischerWandel:InDeutschlandwerdendieArbeitskräfterar.Berufs,qualifikationsundbranchenspezifischeAnalysebiszumJahr2030,2016.

    PwC,DerEinflussderDigitalisierungaufdieArbeitskräftesituationinDeutschland.BerufsundbranchenspezifischeAnalysebiszumJahr2030,2016.

    PwC,Industry4.0:Buildingthedigitalenterprise,2016.

    PwC,M&AReportIndustrialManufacturing,H12016,2016.

    PwC,MaschinenbauBarometerQ12015–Q22016,2016.

    PwC,Stahl2025:Quovadis?,2016.

    VCI,WestfälischeWilhelmsUniversitätMünster,ProvadisHochschuleundPwC,VondenMegatrendszumGeschäftserfolg,2015

    WorldEconomicForum,TheFutureofJobs.Employment,SkillsandWorkforceStrategyfortheFourthIndustrialRevolution,2016.

  • Roboter im deutschen Maschinenbau 31

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    Über unsUnsereMandantenstehentagtäglichvorvielfältigenAufgaben,möchtenneueIdeenumsetzenundsuchenRat.Sieerwarten,dasswirsieganzheitlichbetreuenundpraxisorientierteLösungenmitgrößtmöglichemNutzenentwickeln.DeshalbsetzenwirfürjedenMandanten,obGlobalPlayer,FamilienunternehmenoderkommunalerTräger,unsergesamtesPotenzialein:Erfahrung,Branchenkenntnis,Fachwissen,Qualitätsanspruch,InnovationskraftunddieRessourcenunseresExpertennetzwerksin157Ländern.BesonderswichtigistunsdievertrauensvolleZusammenarbeitmitunserenMandanten,dennjebesserwirsiekennenundverstehen,umsogezielterkönnenwirsieunterstützen.

    PwC.10.300engagierteMenschenan25Standorten.1,9Mrd.EuroGesamtleistung. Führende Wirtschaftsprüfungs- und Beratungsgesellschaft in Deutschland.

  • www.pwc.de

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    VorwortInhaltsverzeichnisAbbildungsverzeichnisA Zentrale Ergebnisse auf einen BlickB Analyse1 Markt- und Branchendaten Robotik und Automatisierung2 Robotertechnologie im deutschen Maschinenbau

    C FazitD LiteraturIhre Ansprechpartner