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Digitalisierung, Trends

Wie lange wird es dauern, bis Roboter alles bauen?

Bauhandwerk der Zukunft

Kurze Antwort: lange. Vermutlich ewig.

Aber: Wünschenswert wäre ein Fortschritt auf diesem Gebiet schon. Eins der großen Probleme der Bauindustrie ist mangelnde Produktivität. Es gibt Studien, die zeigen, dass die Produktivität im Einzelhandel, in der Landwirtschaft und im verarbeitenden Gewerbe seit 1945 um ca. 1.500 Prozent gestiegen ist.

Im Baugewerbe liegt dieser Wert für die vergangenen 20 Jahren bei gerade einmal einem Prozent.

 

Was ist Robotik und was hat sie im Handwerk verloren?

Über technologischen Fortschritt und Digitalisierung im Handwerk wird zurzeit viel diskutiert. Dabei darf nie vergessen werden, dass Innovation kein Selbstzweck ist.

Produktivität ist das Verhältnis von eingesetzter Arbeit und Ressourcen zum erzielten Ergebnis. Wenn sie erhöht werden muss, kann das also zweierlei heißen: Input rauf oder Output beziehungsweise Qualität runter.

Letzteres kann für den erfolgreichen Handwerker keine Option sein. Den Arbeitseinsatz zu erhöhen ist aber in Zeiten des Fachkräftemangels entweder gar nicht möglich, oder so teuer, dass es unwirtschaftlich wird.

Genau das ist der Grund, warum Menschen weltweit nach Möglichkeiten suchen Roboter nicht nur in der Industrie, sondern auch im Handwerk einzusetzen. Die Robotertechnik arbeitet an den Schnittstellen von Informatik, Elektrotechnik und Maschinenbau.

Ziel ist es, mechanische Maschinen elektronisch so zu steuern, dass sie unterschiedliche Aufgaben sinnvoll ausführen können.

Als man vor 20 Jahren von Robotern sprach, war das meist noch der Stoff, aus dem die Träume sind. Damals konnten wir uns kaum eine Welt vorstellen, in der vollautomatische Maschinen Aufgaben effektiv erledigen, die vorher nur der Mensch beherrschte.

Heute sieht das anders aus. Roboter sind zum Beispiel in der industriellen Fertigung seit Jahren weit verbreitet. Aber auch im Handwerk hält die Entwicklung nach und nach Einzug. So hat ein Glasermeister in Sachsen eine halbe Million in einen Schleifkanten-Roboter investiert – und ist überzeugt, dass sich das schnell rechnet.

Am Bau gibt es bereits andere, vielversprechende Ansätze. Sehen wir uns zwei davon näher an.

Exoskelette

Ein Exoskelett, manchmal auch Roboteranzug genannt, ist nach der Definition des deutschen Herstellers Ottobock:

„…eine am Körper getragene Stützstruktur, die das Muskel-Skelett-System bei spezifischen Tätigkeiten entlastet. Es wird zwischen passiven und aktiven Exoskeletten unterschieden. Ein passives Exoskelett benötigt keine Energiezufuhr und funktioniert rein mechanisch. Ein aktives Exoskelett ist mit Sensorik und Motoren ausgestattet und bietet somit mehr Kraftunterstützung, ist jedoch auf eine externe Energiezufuhr angewiesen.“

Zumindest ein aktives Exoskelett kommt einem Roboter dabei ziemlich nahe. Durch den Anzug fühlen sich angehobene Objekte viel leichter und manchmal sogar schwerelos an. Das verbessert die Leistung und reduziert Verletzungen.

In der Praxis sieht das dann so aus: Seit Anfang 2020 testet der Flughafen Stuttgart als europaweit bislang einziger Exoskelette der Augsburger Firma German Bionic. Die ersten Erfahrungen bezüglich Produktivität und Gesundheit der Arbeiter sind positiv, wie im Video zu sehen ist.

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Das Unternehmen dürfte derzeit zu den weltweit führenden in diesem Bereich gehören. Das Angebot ist schon faszinierend, es geht über den eigentlichen Anzug noch weit hinaus: Mit Hilfe der Daten-Cloud bindet German Bionic die Exoskelette in eine IoT- (Internet der Dinge) Struktur ein.

Das System schließt die digitale Verwaltung und Wartung, die direkte Kommunikation zwischen Nutzer und Exoskelett (so lernt das Gerät dazu), die Verbindung mit Unternehmenssoftware und die Entwicklung anwendungsspezifischer Apps mit ein.

Exoskelette sind ein schönes Beispiel dafür, was technischer Fortschritt dem Handwerk bringen kann. Das Digitale im weiteren Sinne wird direkt mit dem Gegenständlichen, also dem Körper des Trägers verbunden. Menschliche Intelligenz und Maschine arbeiten als eine Einheit.

Stand heute wird der Markt für Exoskelette weltweit bis 2025 auf mehrere Milliarden Euro geschätzt.

 

Der Kollege, der 24 Stunden am Tag mauert

Im Gegensatz zum Exoskelett ist das zweite Beispiel ein echter Roboter. Entworfen und gebaut von der australischen Firma Fastbrick Robotics kann der hadrian X ohne menschliche Unterstützung die Hülle eines Hauses in Rekordzeit errichten.

In den Worten des Unternehmens hat es mehr als 12 Jahre gedauert, bis der hadrian X über Nacht ein Erfolg wurde. Mittlerweile ist das ganze System so fortgeschritten, dass an den weltweiten Vertrieb gedacht wird.

Im Jahr 2019 war Premiere. In nur drei Tagen hat der Roboter ein 180 qm Haus gebaut (wenn Sie sich das Video direkt auf YouTube ansehen, können Sie über das Einstellungen-Zahnrad automatisch übersetzte, deutsche Untertitel anzeigen lassen).

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Sieht schon ziemlich spektakulär aus, oder?

Aber das System ist viel mehr als nur der Roboterarm. Der hadrian x erstellt zuerst ein Gebäudemodell in 3-D, berechnet die Materiallisten, schneidet bei Bedarf die speziell entwickelten Steine und verbindet alles mit einem Spezialkleber. Nach Angaben von Fastbrick ist der Bau eines Hauses so um 70 % effizienter als bisher.

Das hat auch die Aufmerksamkeit des weltgrößten Herstellers von Tonbaustoffen auf sich gezogen. Das Unternehmen Wienerberger ist eine Kooperation mit Fastbrick eingegangen, um, so der Sprecher der Geschäftsführung, „Das Bauverfahren insgesamt schneller und sicherer zu machen und den Fachkräftemangel auf der Baustelle zu kompensieren.“

An diesem Beispiel außerdem interessant: Die Idee, das Mauern zu automatisieren, ist alles andere als neu. In den USA wurde schon vor 115 Jahren ein Patent für einen mechanischen Maurer vergeben (siehe Konstruktionszeichnung).

Diese und ähnliche Maschinen konnten sich allerdings nicht durchsetzen. Der Hauptgrund dafür war, dass sie eben einfach nur mechanische Geräte waren. Auf Rollen montiert konnten sie eine gerade Wand bauen. Aber nicht ohne Hilfe des Menschen. Der musste zum Beispiel noch den Mörtel abziehen oder die Position einzelner Steine korrigieren.

Ist das jetzt bei dem hadrian X anders? Unbedingt. Und zwar, weil nun die Digitalisierung mitspielt. Software und Sensoren steuern das Ganze.

 

Vielleicht geht es schneller als wir alle denken

Nur die Zeit wird zeigen, welche Bedeutung Erfindungen wie das Exoskelett oder der hadrian x in der handwerklichen Praxis tatsächlich spielen werden. Der Tag, an dem wir Baustellen sehen, die mit Robotern besetzt sind, wird wohl noch weit entfernt sein.

Und der Mensch wird aller Voraussicht nach nie ganz ersetzt. Der autonom fahrende LKW macht ja den Fahrer auch nicht überflüssig. Der wird immer noch zum Rangieren in engen Innenstadtgassen gebraucht oder um das Fahrzeug zu warten und kleine Reparaturen auszuführen. Aber wenn es auf der Autobahn nur geradeaus geht, kann der Pilot schon mal Frachtpapiere ausfüllen. Online, versteht sich.

Was diese Beispiele mit ein wenig Fantasie zeigen, ist das aufregende Potenzial in dem, was noch kommen wird. Wie die meisten wichtigen Veränderungen wird sich die Zukunft des Bauhandwerks in mehr oder weniger kleinen Schritten vollziehen.

Exoskelette und der hadrian X gehören dazu. Und sie sind nur wegen der Digitalisierung möglich. Und so kommt diese auch im Handwerk immer mehr an.