Kollege Roboter

Walter hebt einen Ziegel auf, feuchtet ihn an, trägt Klebeschaum auf und setzt ihn exakt auf die begonnene Wand, er dreht sich um und nimmt den nächsten Ziegel. Sein Kollege steht daneben – er überwacht und steuert ihn. Denn auf der Baustelle Kladno Living bei Prag, wo Porr fünf Gebäude mit 371 Wohnungen errichtet, hat ein Bauroboter das Mauern übernommen (Bild).

WLTR, intern »Walter« genannt, wiegt 2,5 Tonnen und kann Ziegel mit einem Gewicht von bis zu 52 Kilogramm verarbeiten. Der Mauerwerksroboter soll laut Angaben der Hersteller – ein Joint-Venture von Wienerberger mit dem tschechischen Start-up KM Robotics – zehn Quadratmeter pro Stunde schaffen. Auf einer realen Baustelle sind jedoch parallel weitere Tätigkeiten wie etwa das Wegräumen der Paletten, Zuschneiden einzelner Ziegel, Setzen der Wand­anker und Verbindungsklammern oder das Vorbereiten der Wandöffnungen erforderlich, die den Arbeitsfluss verzögern. Im aktuellen Porr-Einsatz sind es daher 7,5 Quadratmeter pro Stunde – eine Produktivität, die mit jener eines erfahrenen Maurers vergleichbar ist.

Auch wenn die Maschine also nicht unbedingt schneller arbeitet als ein Mensch, hat sie doch wesentliche Vorteile: Neben der körperlichen Entlastung bringen Bauroboter mehr Effizienz und Präzision, indem die Ziegel anhand des digitalen Plans millimetergenau an ihre Position gebracht werden. Die Maurer werden jedoch nicht bloß zu Zuschauern. Ihre Aufgaben verschieben sich vom anstrengenden Heben und Setzen der Steine hin zur Bedienung der Maschine, zu vorbereitenden und logistischen Tätigkeiten sowie zur Qualitätskontrolle. »Bauen ist und bleibt ein People Business«, betont Porr-CEO Karl-Heinz Strauss. »Unser Ziel ist es nicht, Menschen zu ersetzen, sondern unseren Mitarbeitenden Werkzeuge an die Hand zu geben, die ihnen die besonders schweren Arbeiten erleichtern.«

Aufgrund der räumlichen Anforderungen – »Walter« benötigt eine ausreichend große Bewegungsfläche mit rund fünf Metern Platz bis zur entstehenden Wand – eignet sich der Roboter nicht für jede Baustelle. Standardisierte Projekte wie Industriehallen, Bürogebäude, Hotels oder Krankenhäuser bieten sich besser an als ein Wohngebäude mit kleinen, engen Räumen. Sogar die Ziegel sind eigens für die Maschine adaptiert: Wienerberger entwickelte für WLTR eine Robot-Ready-Serie mit speziellen Nuten und Greifstrukturen. Zudem wird empfohlen, schon bei der Planung die Wandlängen auf die Ziegeldimensionen abzustimmen, um Zuschnitte zu vermeiden. »Das Potenzial der Automatisierung im Bauwesen wächst. Daher verbessern wir die Technologie von WLTR kontinuierlich«, sagt Meysam Taghavi, verantwortlich für Vorfertigung & Robotik bei Wienerberger.

Hand in Hand
»Die Baustelle der Zukunft ist digital, sicher und wesentlich produktiver«, ist auch Robert Hauser, CEO von Doka überzeugt. Der Schalungsspezialist setzt für Arbeiten im Deckenbereich den DokaXbot Lift, einen semi-autonomen Roboter, ein. Die Maschine erledigt die Montage von Schalungselementen über Kopf schneller und sicherer. Vom Boden aus gesteuert, positioniert der Roboter die Teile mittels Echtzeit-Sensorik an die exakte Stelle bis zu einer Höhe von 5,7 Metern. Durch die zunehmende Automatisierung körperlich anstrengender Aufgaben können Arbeitsabläufe gestrafft und Bauzeitpläne beschleunigt werden. Der Einsatz von Robotern wird jedoch immer mehr auch zur Personalfrage: In Zeiten des Fachkräftemangels braucht es maschinelle Unterstützung, um mit einer kleineren Zahl qualifizierter Mitarbeiter*innen eine gleichbleibend hochwertige Bauleistung erzielen zu können.

Beeindruckend sind die Ergebnisse der Roboter allemal. Der fischer BauBot fixierte sogar einen Guinness-Weltrekord: Innerhalb von 24 Stunden setzte der Bauroboter entsprechend dem digitalen Bauplan insgesamt 3.717 Bohrlöcher in Wände, Decken und Böden. Beim Bau der neuen Züblin-Zentrale in Frankfurt am Main wurden mehr als 16.000 Bohrlöcher millimetergenau in die Deckenflächen eingebracht. Auch im Koralmtunnel kam die Technologie beim Bohren von präzisen Löchern für Handläufe und Wasserleitungen bereits zum Einsatz. Der Roboter arbeitet schneller und genauer als jeder Mensch.

Bild: Der fischer »BauBot« setzte innerhalb von 24 Stunden 3.717 Bohrlöcher und fixierte damit einen Weltrekord. 

Entwickelt wurde der Bauroboter vom Wiener Scale-up Baubot in enger Partnerschaft mit KUKA, dem Spezialisten für Industrieroboter. Simone Opocensky, CCO der Baubot GmbH, leitete viele Jahre internationale Bauprojekte und weiß, wo auf Baustellen Verbesserungsbedarf besteht: »Unser Ziel ist es, die Baustellen mit automatisierten Lösungen auf ein neues Level hinsichtlich Präzision, Kosten- und Energieeffizienz zu heben und gleichzeitig Menschen körperlich zu entlasten.«

Der BauBot zeigt anschaulich, wohin sich die Bauwirtschaft entwickelt: Mensch und Maschine arbeiten Hand in Hand. Während der Roboter monotone, körperlich schwere oder präzise Arbeiten übernimmt, können sich Fachkräfte auf anspruchsvolle Tätigkeiten konzentrieren. In der Bauindustrie sind Roboter längst etablierte Kollegen – sie stellen Bauprodukte her, drucken 3D-Beton, montieren Elemente, oder prüfen die Qualität von Baustoffen. Mithilfe künstlicher Intelligenz wachsen die Anwendungen: Smarte Sensoren bewegen die Maschinen auf Basis von BIM-Daten über die Baustelle. Denkbar sind weitere Einsatzgebiete, etwa das Ausschneiden von Fenster- und Türöffnungen. Die Herausforderung liegt dabei in der stetigen Veränderung der Arbeitsumgebung, denn im Unterschied zu einer Produktionsanlage in einer Fabrik bleibt die Konstellation nicht weitgehend statisch.

Kleine Stückzahlen
Auch Handwerksbetriebe wissen Robotik inzwischen zu schätzen. Beim Lohnsburger Wellnessliegen-Hersteller First Class war früher eine Fachkraft mehrere Stunden mit Lackierarbeiten beschäftigt. Heute überzieht ein Roboterarm in Sekundenschnelle die Lamellen mit Öl – sorgfältiger und rascher, als es ein Mensch jemals könnte. Auch in der Tischlerei Lidauer in Scharnstein ist ein Roboter am Werk. Das Unternehmen fertigt hochwertige Teakholzdecks für Luxusboote. Höchste Genauigkeit ist hier erforderlich: Das aufwendige Verkleben und Versiegeln der Fugen zwischen den Planken erledigt ein Cobot.

Der Einsatz rechnet sich auch für mittelständische Betriebe, zumal manche Modelle für einzelne Projekte angemietet werden können. Der Malerroboter von ConBotics, ein autonomer Leichtbauroboter für den Innenausbau, übernimmt beispielsweise die Beschichtung großer Flächen – der Hersteller verspricht doppelt so schnelles Auftragen der Farbe bei 20 Prozent weniger Materialverbrauch.

Bild: Der Malerroboter von Conbotics verbraucht 20 % weniger Material. 

Adaptive Robotik bringt nochmals einen spürbaren Innovationsschub. Unternehmen haben dadurch die Möglichkeit, rasch auf die Volatilität des Marktes reagieren zu können. Kleine Losgrößen und wechselnde Produktvarianten stellen nämlich insbesondere KMU, darunter viele Handwerksbetriebe oder spezialisierte Zulieferer, vor große Probleme. Während sich klassische Industrieroboter durch ihre starre Logik eher für die Großserienproduktion eignen, folgen die Anforderungen in kleineren Unternehmen meist dem Prinzip »High Mix – Low Volume«: kleine Stückzahlen mit unterschiedlichem Design und oftmals geringem zeitlichem Vorlauf. Eine neue Generation von kollaborativen Robotern, die einfach zu bedienen und leicht zu programmieren sind, macht das Thema Robotik auch wirtschaftlich zunehmend interessant.

Zero Defect Manufacturing – die fehlerlose Produktion – ist ohnehin das Gebot der Stunde. Der gesamte Fertigungsprozess wird dabei mit Sensorik, Kameras und KI-Algorithmen überwacht. Schon während der Bearbeitung werden Abweichungen erkannt und die Einstellungen korrigiert. Die Herausforderungen liegen derzeit noch in der Umsetzung: Heterogene Maschinen und schwierige IT/OT-Schnittstellen bremsen die Skalierung. Arbeiten Roboter nicht in abgeschlossenen Käfigen, sondern Seite an Seite mit Menschen, muss zudem die Sicherheit durchgängig gewährleistet sein.

Beginn einer neuen Ära
In Verbindung mit künstlicher Intelligenz eröffnen sich weitere Optionen, die bereits in Forschungseinrichtungen wie dem AIT Large-Scale Robotics Lab getestet werden. Wird dem Roboter auf digitalem Weg eine Tätigkeit vorgezeigt, etwa das Polieren eines Werkstücks oder das Schweißen einer Metallkonstruktion, »lernt« die Maschine über Sensoren mit und führt den Vorgang anschließend selbst aus – sogar bei nicht identischen Bauteilen oder Materialien. In einer völlig arbeitsteiligen Kollaboration markieren die Mitarbeiter*innen dann nur noch mit einem digitalen Stift jene Flächen, die bearbeitet werden sollen. Der Roboter erstellt selbstständig einen Bearbeitungsplan und führt die Arbeiten präzise und effizient aus.

Während traditionelle KI in der digitalen Welt verankert bleibt, also Daten analysiert und Prozesse automatisiert, geht Physical AI weit darüber hinaus: Sie integriert Sensorik, Aktorik, kognitive Modelle und maschinelles Lernen in Roboter oder Fahrzeuge. Werden sie in einer realen Umgebung autonom handlungsfähig, könnte dies eine neue Ära intelligenter Maschinen einläuten.

In gar nicht so ferner Zukunft sind Roboter, die eigenständig Bauteile erkennen, greifen und bearbeiten, auch in anderen Anwendungsbereichen denkbar. Diese smarten Assistenten könnten durchaus menschenähnlich aussehen – die Entwicklung humanoider Roboter geht durch Vision-Language-Action-Modelle sprunghaft voran. Das Linzer Technologieunternehmen IONO Robotics, Österreichs einziger Hersteller humanoider Roboter, testet derzeit gemeinsam mit der SAG Group seinen Roboter »Workmate« unter realen industriellen Bedingungen. »Humanoide Robotik wird sich nicht im Labor entscheiden, sondern in der Produktion«, erklärt Ümit Bas, Gründer und CEO von IONO Robotics. Die Erkenntnisse aus dem Praxistest bilden die Grundlage für weitere industrielle Use Cases.

Bild: Der »Workmate« von IONO wird derzeit unter realen industriellen Bedingungen getestet.

Auch das oberösterreichische Unternehmen Fill Maschinenbau versucht, einen humanoiden Roboter – den »AEON« von Hexagon Robotics aus Zürich – in den Fertigungsprozess zu integrieren. Im Fokus stehen Aufgaben wie Maschinenbeschickung, Inspektion und unterstützende Tätigkeiten entlang der Produktionslinien, wo der Roboter Seite an Seite mit den Fachkräften arbeitet. BMW setzt AEON bereits am Standort Leipzig in der Hochvoltbatteriemontage ein. Noch ist der Mehrwert in realen Arbeitsumgebungen überschaubar – aber das könnte sich durch die Erkenntnisse aus den Praxistests bald ändern.