# Cobots: Kollaborative Roboter neben Menschen einsetzen Autor: Marin Niehues, Niehues Consulting · Veröffentlicht: 2023-11-16 · KI-Einführung & Betrieb Quelle: https://www.niehuesconsulting.de/blog/cobots-kollaborative-roboter-neben-menschen-einsetzen/ Ein Cobot lohnt sich bei wechselnden Aufgaben und kleinen bis mittleren Stückzahlen, sobald er mehrere Stunden pro Tag läuft, weil er nach einer Risikobeurteilung oft ohne Schutzzaun neben Beschäftigten arbeiten kann. Die Amortisation entscheiden die Betriebsstunden und die tatsächlich entlasteten Arbeitsstunden ebenso wie die Kosten für Greifer und Integration, die zum Preis des Roboterarms hinzukommen. Dieser Beitrag zeigt den Rechenweg und die Sicherheitslogik der Norm und beschreibt, wie ein Mittelständler den ersten Cobot einführt. Der Beitrag richtet sich an Geschäftsführer und Werksleiter, die entscheiden müssen, ob ein kollaborativer Roboter für ihre Fertigung oder ihre Logistik infrage kommt. Er behandelt die Technik so weit, wie sie die Entscheidung bestimmt, und die Wirtschaftlichkeit so konkret, wie es ohne Kenntnis Ihrer Zahlen möglich ist. Die Sicherheit einer Anlage richtet sich nach Normen und gesetzlichen Vorgaben, die im Einzelfall Fachleute bewerten: Dieser Beitrag gibt einen Überblick und ersetzt keine Rechtsberatung. **Ein Cobot ist ein Roboterarm mit eingebauten Schutzfunktionen, aber die Sicherheit entscheidet sich an der gesamten Anwendung mit Greifer und Werkstück. Wirtschaftlich wird er, wenn Aufgaben mehrere Stunden pro Tag anfallen und die entlastete Arbeitszeit im Betrieb eine neue Verwendung findet.** ## Was ist ein Cobot, und wie unterscheidet er sich von einem Industrieroboter? Ein Cobot ist ein Roboter, der dafür konstruiert ist, im selben Arbeitsraum mit Menschen zu arbeiten. Klassische Industrieroboter arbeiten schnell und mit großer Kraft und stehen aus Sicherheitsgründen hinter Schutzzäunen oder Lichtschranken. Cobots begrenzen Kraft und Geschwindigkeit und stoppen bei Kontakt, sodass bei vielen Anwendungen ein Zaun entfallen kann. Die Folge ist ein geringerer Platzbedarf und eine einfachere Inbetriebnahme. Der Preis dafür sind niedrigere Geschwindigkeiten und kleinere Traglasten. Die Bedeutung wächst. Nach der Erhebung der International Federation of Robotics im Bericht World Robotics 2023 wurden 2022 weltweit rund 553.000 Industrieroboter neu installiert, davon etwa jeder zehnte als kollaborativer Roboter. Für den Mittelstand ist das relevant, weil Cobots die Schwelle zur Automatisierung senken: Sie brauchen weniger Fläche und lassen sich mit begrenztem Programmieraufwand für neue Aufgaben einrichten. Einen Überblick über die Frage, wo Roboter im Mittelstand heute wirtschaftlich sind, bietet der Beitrag [Robotik im Mittelstand](/blog/robotik-mittelstand-roboter-wirtschaftlich-sind/). ## Welche vier Formen der Zusammenarbeit kennt die Norm? Die Technische Spezifikation ISO/TS 15066 von 2016 beschreibt vier Betriebsarten für die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter. Sie ergänzt die Normen ISO 10218-1 und ISO 10218-2 von 2011 zur Sicherheit von Industrierobotern und Robotersystemen. Die vier Formen lassen sich einzeln oder kombiniert einsetzen, und ihre Wahl bestimmt, wie schnell der Roboter arbeiten darf. **Die vier Formen der Mensch-Roboter-Zusammenarbeit nach ISO/TS 15066** Betriebsart | Funktionsweise | Typischer Einsatz | Folge für die Taktzeit Sicherheitsbewerteter Stillstand | Roboter hält an, sobald ein Mensch den gemeinsamen Raum betritt, und läuft danach weiter | Gelegentliches Bestücken oder Prüfen durch Beschäftigte | Hoch, solange niemand im Raum ist Handführung | Beschäftigte führen den Roboter per Hand | Anlernen und Heben schwerer Teile | Bestimmt durch den Menschen Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung | Roboter verlangsamt und stoppt, wenn der Abstand zum Menschen sinkt | Gemeinsame Arbeitsbereiche mit wechselnder Nähe | Mittel, abhängig vom Abstand Leistungs- und Kraftbegrenzung | Kontaktkräfte bleiben unter Grenzwerten für Körperregionen | Kontakt mit Beschäftigten ist möglich | Niedriger, weil Geschwindigkeit begrenzt ist Die Leistungs- und Kraftbegrenzung ist die Betriebsart, die viele mit einem Cobot verbinden. Sie senkt die Taktzeit gegenüber einem eingezäunten Roboter spürbar. Greifer und Werkstück gehören zur Risikobeurteilung: Ein Cobot mit einem scharfen Werkzeug erzeugt auch bei begrenzter Kraft eine Gefährdung. Die Risikobeurteilung gilt deshalb für die gesamte Anwendung und wird vor der Inbetriebnahme durch Sicherheitsfachleute erstellt. ## Wann lohnt sich ein Cobot, und wann ein klassischer Roboter? Ein Cobot lohnt sich, wenn Aufgaben oft wechseln und Stückzahlen klein bis mittel sind. Das gilt besonders, wenn der Arbeitsplatz einen Menschen einbezieht. Ein klassischer Industrieroboter lohnt sich bei hohen Stückzahlen und hoher Taktgeschwindigkeit, wo ein Zaun keine Rolle spielt. Die manuelle Arbeit bleibt wirtschaftlich, wenn Aufgaben selten anfallen. **Welche Lösung passt zu welcher Aufgabe?** Kriterium | Cobot | Klassischer Industrieroboter | Manuelle Arbeit Stückzahlen | Klein bis mittel | Hoch und stabil | Sehr klein oder unregelmäßig Aufgabenwechsel | Häufig, Umrüsten in Stunden | Selten, Umrüsten aufwendig | Beliebig Taktzeit | Mittel, durch Kraftbegrenzung gebremst | Hoch | Schwankend Platzbedarf | Gering, oft ohne Zaun | Hoch durch Schutzeinrichtung | Gering Typische Aufgaben | Palettieren und Maschinenbestückung | Schweißen, Lackieren, schweres Handling | Montage mit hoher Variantenvielfalt Führungsaufgabe | Einsatzplanung und Qualifizierung der Beschäftigten | Anlagenbetrieb und Instandhaltung | Personalplanung ## Was kostet ein Cobot-Einsatz, und wann amortisiert er sich? Die Kosten eines Cobot-Einsatzes bestehen aus dem Roboterarm und aus den Kosten für Greifer, Integration und laufenden Betrieb, der Arm ist also nur ein Teil der Investition. Unabhängige Preislisten für die Gesamtinvestition gibt es nicht, weil sie von Aufgabe und Anbindung an Maschinen abhängt. Verlässlich lässt sich die Wirtschaftlichkeit deshalb nur mit eigenen Zahlen rechnen. Die Amortisationszeit ergibt sich aus der Investition geteilt durch den monatlichen Nettonutzen. **Rechenweg: Amortisation einer Palettierstation** Ein Beispiel mit angenommenen Werten: Die Gesamtinvestition für Arm und Greifer sowie Integration und Schulung beträgt 75.000 Euro. Eine Schicht mit 1.000 entlasteten Arbeitsstunden im Jahr zu 40 Euro je Stunde ergibt 40.000 Euro. Nach Abzug von 5.000 Euro für Wartung und Programmierung bleiben 35.000 Euro, also rund 2.900 Euro im Monat. Die Amortisation liegt bei 26 Monaten. Läuft die Station in zwei Schichten und entlastet 2.000 Arbeitsstunden, beträgt der Nettonutzen 75.000 Euro im Jahr, und die Investition ist nach zwölf Monaten gedeckt. Die Zahl der Betriebsstunden bestimmt das Ergebnis stärker als der Preis des Roboters. Zwei Annahmen verdienen Aufmerksamkeit. Die Rechnung zählt entlastete Arbeitsstunden nur dann als Nutzen, wenn die Beschäftigten diese Zeit für andere Aufgaben nutzen, etwa für Aufträge, die bisher liegen blieben. Zweitens setzt sie voraus, dass der Prozess vor der Automatisierung stabil läuft: Ein Cobot, der ungenaue Teile oder schwankende Lieferungen verarbeiten muss, steht häufiger still als geplant. Wie Teams und Fachbereiche eine Investition gemeinsam bis zur Abnahme führen, beschreibt der Beitrag zur [Definition of Done](/blog/definition-of-done/). ## Wie führen Sie Cobots in vier Schritten ein? Sie führen Cobots ein, indem Sie die Aufgabe auswählen, den Business Case rechnen, einen Pilotplatz mit den Beschäftigten aufbauen und den Betrieb von Anfang an verantworten lassen. Jeder Schritt hat ein Ergebnis, das die Geschäftsführung prüfen kann. 1. Aufgabe auswählen: Geeignet sind Tätigkeiten, die körperlich belasten und sich wiederholen. Das Ergebnis ist eine Liste von drei bis fünf Kandidaten mit Stückzahl und Betriebsstunden. 2. Business Case rechnen: Für die aussichtsreichste Aufgabe berechnen Sie Investition und Amortisation mit realen Zahlen aus der Fertigung. Die Annahmen bestätigen die Fachbereiche. 3. Pilotplatz aufbauen: Ein Systemintegrator plant und installiert die Anwendung einschließlich Risikobeurteilung. Die Beschäftigten, die später mit dem Cobot arbeiten, nehmen an der Auslegung teil. Kriterium für das Ende der Stufe ist der Nachweis im echten Ablauf mit echten Teilen. 4. Betrieb verantworten: Vor dem ersten Tag steht fest, wer Störungen behebt und wer Programme ändert. Nach 90 Tagen vergleicht die Werksleitung Auslastung und Störzeit mit dem Business Case. ## Woran scheitern Cobot-Projekte? Cobot-Projekte scheitern in der Praxis vor allem an der Organisation um den Roboter herum. Ein häufiger Grund ist ein unklarer Eigentümer: Der Roboter gehört weder der Produktion noch der Instandhaltung, und niemand kümmert sich um Programmänderungen. Ein zweiter Grund ist ein Business Case, der auf Datenblattwerten statt auf gemessenen Taktzeiten beruht. Ein dritter ist die Akzeptanz der Beschäftigten, die den Roboter als Bedrohung für ihren Arbeitsplatz erleben, wenn niemand die Absicht erklärt. Ein vierter ist die Zahl der Teile: Wer zu viele Varianten auf einer Station bearbeiten will, verbringt die Zeit mit Umrüsten. Wie ein belastbarer Plan aus dem Druck entsteht, in Automatisierung zu investieren, zeigt der Beitrag zum [KI-Aktionismus](/blog/ki-aktionismus-vorstaende-druck-belastbaren-plan/). ## Cobots mit Niehues Consulting [Niehues Consulting](/) ist eine Beratung für KI-Management und Organisationsdesign aus der Lieferperspektive mit Sitz in Düsseldorf. Gründer Marin Niehues baut Organisationen, die liefern, in Projekten von VC-finanzierten Scaleups bis zu DAX-40-Konzernen und in über 20 Ländern auf sechs Kontinenten. Für einen Cobot-Einsatz arbeitet er an Business Case und Einführung: an der Auswahl der Aufgabe und an den Rollen im Betrieb. Der Roboter selbst wird von einem Systemintegrator geplant und installiert. Das Vorgehen folgt dem Niehues Delivery Model mit seinen drei Phasen. Für Cobots zählen drei Prüffragen besonders: Ist der Business Case mit realen Werten bestätigt? Wer verantwortet den Betrieb ab dem ersten Tag? Welche Kennzahl zeigt nach 90 Tagen, dass die Lösung ankommt? Den Einstieg bildet eine kostenfreie Erstberatung von 30 Minuten, die Sie über den [Kontakt](/#kontakt) vereinbaren. **Fazit** Cobots lohnen sich bei wechselnden Aufgaben und kleinen bis mittleren Stückzahlen, sobald sie viele Stunden laufen. Die Sicherheit richtet sich nach der gesamten Anwendung, die Wirtschaftlichkeit nach den entlasteten Arbeitsstunden, die im Betrieb eine neue Verwendung finden. Ein Business Case mit eigenen Zahlen, ein Pilotplatz im echten Ablauf und ein benannter Eigentümer für den Betrieb bringen den Roboter in den Erfolg. **Grundlage** - International Federation of Robotics: World Robotics 2023, Industrial Robots, Statistikbericht, 2023 - ISO/TS 15066:2016: Roboter und Robotikgeräte, Kollaborierende Roboter, Technische Spezifikation, 2016 - ISO 10218-1 und ISO 10218-2: Industrieroboter, Sicherheitsanforderungen, Norm, 2011 ## Häufige Fragen ### Was ist ein Cobot? Ein Cobot ist ein kollaborativer Roboter, der für die Arbeit im selben Raum mit Menschen gebaut ist. Er begrenzt Kraft und Geschwindigkeit und stoppt bei Kontakt. Viele Anwendungen kommen deshalb ohne Schutzzaun aus, sofern die Risikobeurteilung das erlaubt. ### Was kostet ein Cobot? Die Kosten setzen sich aus Roboterarm, Greifer, Integration, Schulung und laufendem Betrieb zusammen. Das Rechenbeispiel dieses Beitrags nimmt 75.000 Euro Gesamtinvestition an, ein Wert zur Veranschaulichung und keine Marktangabe. Verlässliche Zahlen entstehen aus einem Business Case mit Ihren Aufgaben und Betriebsstunden und aus Angeboten von Systemintegratoren. ### Wann amortisiert sich ein Cobot? Die Amortisation ergibt sich aus der Investition geteilt durch den monatlichen Nettonutzen. In unserem Rechenbeispiel liegt sie bei 26 Monaten für eine Schicht und bei zwölf Monaten für zwei Schichten. Die Betriebsstunden und die tatsächlich anders genutzte Arbeitszeit bestimmen das Ergebnis. ### Braucht ein Cobot einen Schutzzaun? Ob ein Cobot ohne Schutzzaun arbeiten kann, entscheidet die Risikobeurteilung der gesamten Anwendung. Greifer und Werkstück gehören dazu. Der Cobot allein macht eine Anlage nicht sicher. ### Was regelt die ISO/TS 15066? Die ISO/TS 15066 beschreibt vier Betriebsarten der Zusammenarbeit von Mensch und Roboter: sicherheitsbewerteter Stillstand, Handführung, Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung sowie Leistungs- und Kraftbegrenzung. Sie enthält zudem Grenzwerte für Kontaktkräfte an Körperregionen. Sie ergänzt die Normen ISO 10218-1 und -2. ### Für welche Aufgaben eignen sich Cobots? Cobots eignen sich für Palettieren und Prüfaufgaben mit klar definierten Teilen. Sie passen zu kleinen und mittleren Stückzahlen mit häufigem Aufgabenwechsel. Für hohe Taktzeiten und schwere Lasten eignen sich klassische Industrieroboter besser. ### Ersetzen Cobots Arbeitsplätze? Cobots übernehmen einzelne belastende oder sich wiederholende Tätigkeiten und entlasten Beschäftigte dort. Ein Gewinn entsteht, wenn die freie Zeit für andere Aufgaben genutzt wird. Eine frühe Beteiligung der Beschäftigten und eine klare Erklärung der Absicht sind für die Akzeptanz entscheidend. ### Wer führt einen Cobot im Unternehmen ein? Die Planung und Installation übernimmt in der Regel ein Systemintegrator. Business Case und Steuerung des Vorhabens liegen beim Unternehmen und lassen sich durch Beratung begleiten. Vor dem ersten Betriebstag muss ein Eigentümer für Störungen und Programmänderungen benannt sein.