Robotik-Check: Wann lohnt sich ein Roboter wirklich?

Die Faustregel: Stunden mal Kosten mal Wiederholung

Ein Roboter lohnt sich dort, wo eine Aufgabe oft genug wiederkehrt, genug manuelle Stunden bindet und stabil genug ist, um automatisiert zu werden. Multiplizieren Sie betroffene Stationen, Stunden pro Woche und Vollkostensatz, und Sie haben die Größenordnung des Hebels je Jahr. Diese Zahl vergleichen Sie mit den vollständigen Kosten der Zelle, und wenn die Amortisation unter zwei Jahren liegt, lohnt sich ein Angebot. Genau das rechnet unser Automatisierungs-Rechner live.

Warum unter zwei Jahren? Weil in dieser Spanne die Annahmen noch halten. Stückzahlen, Produktmix und Lohnkosten ändern sich in Industriebetrieben in unserer Praxis alle zwei bis drei Jahre spürbar; eine Rechnung, die vier Jahre braucht, um aufzugehen, steht auf Annahmen, die bis dahin nicht mehr gelten. Als Orientierung: Payback unter zwei Jahren ist klar, zwischen zwei und drei Jahren prüfenswert, darüber meist ein Fall für Prozessverbesserung statt Hardware.

Welche fünf Fragen beantworten Sie in fünf Minuten?

Der Check besteht aus einer Rechenfrage und vier Stoppschildern. Die Rechenfrage liefert die Zahl. Die vier Stoppschilder entscheiden, ob die Zahl schon gilt.

• Stunden: Wie viele manuelle Stunden je Woche bindet die Aufgabe, über alle Schichten und Stationen? Zählen Sie nur die Zeit, die der Roboter übernehmen würde, nicht die ganze Stelle.
• Wiederholung: Läuft dieselbe Aufgabe mit denselben oder wenigen Teilevarianten? Bei mehr als zehn Varianten gehört der Greiferwechsel in die Rechnung.
• Stabilität: Ist der Prozess seit mindestens sechs Monaten unverändert? Wenn Teilelage, Zuführung oder Reihenfolge ständig wechseln, automatisieren Sie ein bewegliches Ziel.
• Daten: Liefert die Maschine Status-Signale (Zyklus fertig, Tür offen, Störung)? Ohne sie kann der Roboter die Maschine nicht bedienen, und die Nachrüstung gehört in die Rechnung.
• Engpass: Steht hier die Linie, oder wartet der Roboter später auf die nächste Station? Automatisierung ohne Schmerzpunkt verschiebt den Stau um eine Station.

Den Robotik-Check als druckbares Arbeitsblatt (PDF) herunterladen. Er passt auf eine Seite und lässt sich an der Station mit dem Meister in fünf Minuten ausfüllen. Füllen Sie ihn für drei bis fünf Stationen aus, bevor Sie sich auf eine festlegen; in unserer Praxis liegt der beste Kandidat selten dort, wo die erste Idee war.

Welche Aufgaben eignen sich, welche nicht?

Drei Kriterien entscheiden über die Eignung einer Aufgabe: Wiederholung, Stabilität der Teilelage und die zu erwartende Amortisation. Die folgende Matrix ordnet sechs typische Aufgaben aus dem Mittelstand danach ein.

Maschinenbeladung und Palettieren stehen fast immer oben: hohe Wiederholung, definierte Teilelage, klarer Engpass in der Nachtschicht. Serienschweißen ebenfalls, sofern die Bauteiltoleranzen stimmen. Prüfen und Messen rechnet sich oft über Ausschuss statt über Stunden. Montage in Kleinserie und Sonderteile in Losgröße 1 sind selten ein Fall für Hardware, weil Umrüstung und Programmierung den Nutzen auffressen; was bei kleinen Losen trotzdem geht, steht in Lohnt sich ein Roboter bei kleinen Losgrößen.

Ein Blick auf den Markt zeigt, wo der Mittelstand steht: Laut IFR World Robotics 2024 liegt die Roboterdichte in Deutschland bei 429 Robotern je 10.000 Beschäftigte in der Industrie, einer der höchsten Werte weltweit. Der Großteil davon steht in Automobilwerken. In Betrieben unter 250 Beschäftigten ist die Beladung von Bearbeitungszentren nach unserer Erfahrung noch überwiegend Handarbeit, und genau dort liegt der Hebel.

Eine Beispielrechnung mit offenen Annahmen

Damit die Faustregel greifbar wird, eine Beispielrechnung für die Beladung eines Bearbeitungszentrums. Alle Werte sind Annahmen und im Text offengelegt; Ihre eigenen Zahlen tragen Sie in das Check-Blatt oder den Rechner ein. Angenommen werden zwei Schichten, in denen je sechs Stunden manuelle Beladung anfallen, 220 Arbeitstage und ein Vollkostensatz von 45 Euro je Stunde. Das ergibt 118.800 Euro manuelle Kosten je Jahr. Konservativ angenommen setzt der Roboter 60 Prozent davon frei, weil der Werker weiterhin rüstet, prüft und Störungen behebt: 71.280 Euro je Jahr.

Auf der Kostenseite steht eine Cobot-Zelle mit 120.000 Euro komplett, nach der Faustregel ein Drittel Arm und zwei Drittel Greifer, Zuführung, Sicherheitstechnik und Integration, sowie 9.000 Euro Betrieb je Jahr für Wartung, Programmierung und Energie. Jährliche Ersparnis: 71.280 minus 9.000, also 62.280 Euro. Amortisation: 120.000 geteilt durch 62.280, rund 23 Monate. Das liegt unter zwei Jahren, also lohnt sich ein Angebot. Wer nur eine Schicht fährt, landet bei rund vier Jahren und sollte zuerst die Auslastung klären. Woraus die 120.000 Euro im Einzelnen bestehen, zeigt Was kostet ein Cobot wirklich; die Rechnung für klassische Industrieroboter steht in Was kostet ein Industrieroboter wirklich.

Drei Größen bewegen das Ergebnis am stärksten, und alle drei gehören deshalb vor dem Angebot geklärt. Erstens das Schichtmodell: Jede zusätzliche Schicht verdoppelt die freigesetzten Stunden bei gleichen Zellenkosten. Zweitens der Freisetzungsgrad: Ob der Roboter 60 oder 90 Prozent der manuellen Zeit übernimmt, hängt davon ab, wie viel Rüsten, Prüfen und Nachlegen beim Werker bleibt; rechnen Sie mit dem niedrigeren Wert. Drittens die Peripherie: Eine Zuführung, die Teile lagerichtig bereitstellt, kostet oft mehr als der Arm und entscheidet, ob die Zelle ohne Bediener durch die Nachtschicht kommt. Wer diese drei Größen im Check-Blatt einträgt, sieht sofort, welche Annahme die Amortisation über oder unter zwei Jahre schiebt.

Drei Stoppschilder vor dem Roboter

Auch wenn die Zahl stimmt, gibt es drei Situationen, in denen Sie kein Angebot einholen sollten, bevor etwas anderes erledigt ist.

• Die Aufgabe ändert sich ständig: Erst Prozess stabilisieren, dann automatisieren. Ein Roboter, der alle vier Wochen neu programmiert wird, steht in unserer Praxis mehr, als er läuft.
• Es fehlt die Datenanbindung: Ohne Status-Signale der Maschine keine verlässliche Steuerung. Die Nachrüstung einer Schnittstelle kostet meist einen Bruchteil der Zelle, muss aber vorher passieren.
• Kein klarer Engpass: Automatisierung ohne Schmerzpunkt ist teure Spielerei. Wenn die beladene Maschine danach auf die Qualitätsprüfung wartet, hat sich nur der Stau verschoben.

Ein viertes Stoppschild betrifft die Sicherheit: Ob der Roboter ohne Zaun neben dem Werker arbeiten darf, entscheidet die Risikobeurteilung der Anwendung, und die verändert Geschwindigkeit und damit Taktzeit. Was dabei gilt, erklärt ISO/TS 15066 praktisch erklärt. Warum viele Roboter nach der Inbetriebnahme die Hälfte der Zeit stehen, beschreibt Roboter steht die Hälfte der Zeit.

Der schnellste Weg zur Gewissheit

Statt monatelang Angebote zu vergleichen: Eckdaten in den Rechner, Potenzial sehen, dann in einem Zwei-Wochen-Lab auf Ihrem echten Prozess verifizieren. Im Lab wird die Aufgabe mit Ihren Teilen, Ihrem Takt und Ihrer Zuführung aufgebaut, und am Ende steht eine gemessene Taktzeit statt einer geschätzten. So investieren Sie in Hardware erst, wenn die Zahl steht. Wie die Zelle danach geplant wird, beschreibt Roboterzelle planen, Schritt für Schritt.

Predictive Maintenance und Qualitätsthemen rechnen sich oft noch vor der reinen Handhabung, weil sie Stillstand und Ausschuss direkt senken, ohne dass ein Arm bewegt werden muss. Ein Betrieb, der 2 Prozent Ausschuss bei 500.000 Euro Materialeinsatz hat, verliert 10.000 Euro je Jahr allein an Material, und das rechnet sich mit einer Kamera. Auch das prüfen Sie in den Industrie-Apps.

Was der Robotik-Check nicht löst

Er ersetzt kein Angebot und keine Zellenplanung. Die Zahl aus dem Check ist eine Größenordnung, die sagt, ob sich das Gespräch mit einem Integrator lohnt; die belastbare Taktzeit kommt aus dem Lab, die belastbaren Kosten aus dem Angebot. Er löst auch kein Personalproblem: Wer den Roboter nach der Inbetriebnahme bedient, umrüstet und bei Störung eingreift, muss vorher benannt und geschult sein, wie Niemand da, der den Roboter bedient zeigt. Und er rechnet nur mit Stunden. Ergonomische Entlastung, weniger Krankheitstage und die Chance, eine unbesetzte Stelle nicht mehr ausschreiben zu müssen, sind reale Effekte, die im Check als eigene Zeile stehen, aber ohne Euro-Betrag.