Universal Robots UR 20: War der Zulieferer entscheidend?

Große Aufmerksamkeit erhielt der Marktführer bei den Cobots für seinen neuen großen Cobot UR 20. Dieser wird zwar erst im 2. Quartal 2023 ausgeliefert, gleichwohl war er bei der automatica-Messe ein Blickfang. Und nebenbei: Ohne den UR 20 hätte Universal Cobots kein neues Modell zeigen können – im Gegensatz zu vielen anderen Wettbewerbern. Diese konnten zum Teil auch mit Software punkten. Der in seinem Inneren neu konstruierte UR 20 gilt als Blaupause für die wohl in einem Jahr oder später anstehende Überarbeitung der bestehenden Modelle.

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Interessante Verbesserungen

Der UR 20 ist wesentlich schneller und die Anzahl der verbauten Teile ist um 50% gesunken. Dies reduziert die Störanfälligkeit weiter und auch das Gewicht. Das neue Design ermöglichte erst die deutliche Erhöhung der Geschwindigkeit, so der Cobot-Hersteller. Von rund 30% mehr Tempo war bei der Vorstellung die Rede. Soviel Innovation müßte sich eigentlich in der Zahl der Patente wiederspiegeln. Dies ist aber offenbar nicht der Fall. Wie ein Wadenbeißer attaktiert der chinesische Hersteller ELITE ROBOTS den Marktführer. Zuletzt verglichen die Chinesen ihre 200 Patente mit dem guten Dutzend, dass Universal Robots hat. ELITE ROBOTS hat zwar viele Patente, technologisch aber wohl kein USP. Die Cobots sind gleichwohl sehr solide und günstig. Die von Universal Robots sind solide und dank UR 20 auch innovativ. Gleichwohl stellt sich die Frage, wem die Ehre gebührt. Die Beantwortung der Frage kann dem UR-Nutzer egal sein, für die Branche ist sie aber nicht uninteressant. Schließlich dürfte die Hardware auch anderen Herstellern angeboten werden.

Für Komponentenhersteller kann ein richtiger Kontakt zum Messe-Erfolg führen. Ob es der Herr in der Mitte war, ist nicht bekannt.
Foto: Schaeffler Robotik, Hannover Messe 2022

Komponentenhersteller waren die heimlichen Stars bei der automatica

Die Komponentenhersteller waren bei der automatica gut vertreten, hatten gleichwohl einen undankbaren Job. Referenzen durften sie kaum nennen und viel Besuch ist grundsätzlich nicht zu erwarten. Der Endanweder kauft ja nicht direkt und somit verbleiben einige Dutzend Roboter-Hersteller als potentielle Kunden. Gleichwohl punkteten sie mit Innovationen auf. Nikolai Ensslen, geschäftsführender Gesellschafter von Synapticon, erfreute sich trotz der niedrigen Endkunden-Bindung über außerordentlich viel Besuch. Er wies im Gespräch auf die neue Kompaktheit seiner Komponenten hin, die bei größerer Leistung noch günstiger als ältere Servomotoren & Co. seien. Der Motion Control-Spezialist mit Sitz in Stuttgart ist bereits in Shanghai, Bay-Area in Kalifornien und Belgrad vertreten.

Sensodrive, ein Startup aus dem oberbayrischen 5-Seen-Land, überzeugte mit hochempfindlichen Sensoren. Peter Molnar von Schaeffler war so freundlich mir die Schnelligkeit, Festigkeit (Steifheit), Kompaktheit und mehr der neuen Schaeffler-Komponenten zu erläutern. Hierzu passend ein Interview in der Ausgabe 3/ 2022 in der “robotik und Produktion”. Ralf Moseberg sagt dazu “Mit unseren Lösungen sollen Roboter höhere Traglasten, längere Lebensdauer, mehr Reichweite, kleinerer Bauraum, mehr Dynamik, mehr Komfort und Sensivitität erreichen.” Eigentlich alles, was auf den neuen UR 20 zutrifft.

Meine Spekulation

Die maßgeblichen Verbesserungen beim UR 20 sind, dies unterstelle ich, auf Komponentenhersteller – wer immer es auch sein mag – zurückzuführen. Wie erwähnt, kann dies dem Nutzer egal sein. Sollte meine Vermutung des Einkaufs zutreffen, würde dies nicht unbedingt für die Innovationskraft der Dänen sprechen. Andere Innovationen hatten sie nicht. Sie konzentrieren sich eben auf den Vertrieb und haben ja längst eine benutzerfreundliche Software. Für die Theorie des Zukaufs sprechen die Begleitumstände: Der UR 20 ist erst in einem Jahr verfügbar. Bei einer Eigenentwicklung hätte Universal Robots Zeit für den Aufbau einer eigenen Produktion gehabt. So schaut es aus, als ob erst ein Zulieferer den Auftrag abgewartet hat und erst seitdem eine eigene Fertigung aufbaut. Dies könnte wiederum für einen der genannten neuen Komponentenanbieter sprechen.

Schaeffler-Robotik-Video auf Facebook.

Universal Robots ist gesellschaftlich wichtig

Die vorherigen Aussagen sind keinesfalls als Kritik zu verstehen. Universal Robots hat sich eben zum Nutzen aller auf die Markterschließung fokussiert. Hierzu gehört auch die viel gelobte Benutzersoftware. Durch die starke Markpräsenz wurde erst ein Eco-System möglich von dem auch die Wettbewerber profitieren. Hätte jeder Cobot-Hersteller einen in etwa gleichhohen Marktanteil gäbe es viel weniger Peripherie. Denn die Zubehör-Hersteller hätte stets viele Schnittstellen etc. berücksichtigen müsse ohne zu wissen ob es sich jemals lohnen würde. So wurde zuerst für Universal Robots entwickelt. Bei Erfolg wurden andere Hersteller bedient.

Zugleich wurden neue Marktteilnehmer wie Neura Robotics oder Agile Robots motiviert in KI oder auch Service-Robotik zu gehen da ein direkter Wettbewerb für sie wenig aussichtsreich erschien. (Und natürlich sind deren Verantwortliche stark KI-getrieben.) Somit ist Universal Robots letztlich von großem gesellschaftlichen Nutzen. Die Robotik ist für die Gesellschaft generell nicht zu untrschätzen: Direkt nach Beginn der Pandemie wurde der Greifer-Hersteller Schmalz für systemrelevant erklärt. Denn ohne seine Greifer können viele Lebensmittel nicht verpackt werden.

Erwiderung eines innovativen Zulieferer

Nikolai Ensslen, Gründer und CEO von Synapticon hat wenige Tage später auf LinkedIn geantwortet:

Lieber Guido Bruch, vielen Dank für das Aufgreifen des Themas Cobot-Zulieferer in Ihrem kürzlichen Blog-Eintrag. Dieser hat mich angeregt, an dieser Stelle auf einige Ihrer Aspekte zu antworten bzw. den Diskurs gedanklich zu erweitern.

Zunächst: Das Rätsel Ihres Artikels darf ich leider auch nicht auflösen, aber Sie können davon ausgehen, dass Synapticon (fast) überall dort unterstützt, wo derzeit neue Cobots auf den Markt kommen und bestehende Produkte jetzt höhere Leistung (also Traglast, Dynamik, Präzision) und wirkliche Cobot-Sicherheit auf Basis von zertifizierten Safe Motion Funktionen bieten. Die SOMANET Circulo Serie ist das einzige Angebot am Komponenten-Markt, das diese Fähigkeiten realisieren kann. Das alles als Roboterhersteller selbst zu entwickeln und zu fertigen, schafft riesigen Aufwand, signifikantes Risiko und hemmt die Innovation dort wo es für die Roboter-Kunden wirklich zählt: Bei Software, Usability, KI, Vielseitigkeit und wirklicher Anwendungsfunktion. 

In diesem Zusammenhang will ich eine alternative Sichtweise für Ihre Anmerkung anregen, dass es weniger innovativ ist auf eine solche Zulieferkomponente zu setzen, anstatt diese als Roboterhersteller selbst zu entwickeln: Ich sage überzeugt, das Gegenteil ist der Fall: Hersteller die keine Zeit mit der Entwicklung solcher grundlegenden Komponenten verschwenden, haben viel mehr Kapazität und Fokus für wirklich relevante Innovation auf ihrer Produktebene.

Kein Cobot-Kunde steht morgens auf und denkt sich: Diesen Roboter kaufe ich, weil er so tolle Drives drin hat. Was im inneren des Roboters steckt, interessiert ihn nicht wirklich. Der Kunde hat einen Roboter jedoch das erste und letzte Mal gekauft, wenn dieser nicht die gewünschte Performance bringt oder früh den Geist aufgibt – ein extrem kritischer Pfad gerade als neuer Hersteller ohne historischen Namen. Und das Potential, dass in dieser Hinsicht ein suboptimales Ergebnis erreicht wird ist sehr hoch, wenn man als Hersteller eine vergleichsweise kleine Entwicklungs- und Produktionsmannschaft für z.B. Antriebsregler abstellt, insbesondere in einer verrückten Zeit wie aktuell (Chipkrise). Neben dem ständigen Risiko, dass Mitarbeiter mit kritischem Wissen irgendwann verloren gehen, kommt in so einer Situation eine von so einem Team unmöglich zu stemmende Herausforderung im strategischen Sourcing dazu. Die EMS-Dienstleister sind nicht dazu in der Lage, einem diesen Teil abzunehmen, die Margen sind zu klein und die Prozesse zu optimiert.

Selbst entwickelte Komponenten reifen auch nur am eigenen Produkt und nicht in hunderten Anwendungen, wie das bei Zulieferkomponenten der Fall ist. Und wenn ich als Robotiker die hauseigene Komponente benutzen möchte, brauche ich den bzw. die Komponentenentwickler sozusagen auf dem Schoß, denn es gibt keine nutzerfreundliche Software und keine umfangreiche Bedienungsanleitung wie bei der Zulieferkomponente. Ein Synapticon SOMANET Regler lässt sich so einfach konfigurieren wie ein Smartphone und unsere Dokumentation geht sogar deutlich über die Nutzung des Produkts hinaus, sie hilft den Robotikern unserer Kunden bei der Gestaltung und dem Tuning eines perfekten Motion Control Systems. Mit dem Zukauf der Komponente bekommt man sozusagen hyperseniore Erfahrung und Expertise ins Team – zumindest bei Synapticon, denn wir unterstützen unsere Kunden aktiv mit unserer geballten Erfahrung. Wir haben früher selbst ganze Roboter entwickelt, uns erst später rein auf die integrierte Antriebstechnik fokussiert, und inzwischen mehr als hundert Kunden bei der Entwicklung ihrer Roboter begleitet.

Thema Entwicklungszeit: Sie schreiben, mit den Zulieferern im Boot dauert es länger bis zum verkaufbaren Produkt. Haben Sie überlegt, dass es sich bei der Komponente um ein ausgereiftes Produkt in Serienfertigung handelt? Die Roboterhersteller können von heute auf morgen darauf zugreifen, die Integration dauert einen Bruchteil von dem Prozess, eine Eigenentwicklung einzuplanen und zu gestalten, der Roboter läuft innerhalb von ein paar Tagen mit voller Performance. Mit einer selbstentwickelten Komponente, die bei der Integration ja blutjung und noch voller Fehler und Unzuverlässigkeiten ist, verlängert sich die Inbetriebnahme oft um viele Monate und wird streckenweise zur Detektivarbeit, um Probleme überhaupt einem Teil des Systems zuzuordnen. Zu Deadline-Zeiten wird das zur Zerreisprobe fürs Team. Auf (gute) Zulieferkomponenten zu setzen beschleunigt die Time-to-market und schont die Nerven ganz entschieden, das steht eigentlich außer Frage.

Sie müssen z.B. gerade bei Servoantrieben zudem beachten, dass es allermindestens 5 Jahre dauert (Ausnahmen wirklich ausgeschlossen 😉), einen leistungsfähigen Antriebsregler zu entwickeln und zu industrialisieren. Integrierte Encoder, Bremsen und Safe Motion nicht mit eingeschlossen. Das wird von einigen Unternehmen und selbst sich anbietenden Ingenieursbüros regelmäßig gnadenlos unterschätzt. Die Anzahl der Entwickler ist in diesem Punkt sogar recht unmaßgeblich, man kann zwar zu wenige haben, durch zusätzlichen Personen lässt sich jedoch kaum etwas beschleunigen. In unserer Branche (Motion Control) gibt es gar unter Veteranen die Meinung, dass eine Antriebscompany rund 10 Jahre braucht, um from scratch Servoantriebe zu entwickeln und zur Reife zu bringen, die dem Kunden- und Marktanspruch genügen.

Nicht zu verwechseln ist das Zukaufen einer ausgereiften Komponente übrigens mit der Beauftragung eines externen Dienstleisters: Hier sind die Nachteile und das Risiko noch größer: Kaum jemand im Haus versteht das extern entwickelte Teil und wenn dann nur oberflächlich. Entwicklungsdienstleister haben zudem das allgemeine Problem, dass sie prinzipbedingt Generalisten sein müssen. Das heißt es gibt keine Dienstleister, die wirklich in der Tiefe Motion Control bzw. Servoantriebe verstehen. Alleine der Software-Stack eines industriellen Servoantriebs ist unglaublich umfangreich und es gibt ihn nicht als Bibliothek zu kaufen. Dienstleister und deren Kunden verstehen anfangs i.d.R. nicht den Unterschied zwischen den Motor Control-Bibliotheken der Chiphersteller und dem, was es für einen industriellen Servo braucht. Entsprechend fatal scheitern regelmäßig Entwicklungsprojekte gegenüber den initialen Erwartungen. Bei Synapticon haben wir viele Kunden, die bereits mit der Eigenentwicklung, der externen Entwicklung, und/oder mit dem Versuch generische Komponenten (die also nicht für Cobots designed und optimiert sind) zu integrieren gescheitert sind.

Das einzige potentielle Argument gegen Zulieferkomponenten auf unserer Ebene sind die Kosten. Hersteller rechnen sich die Kosten ebenso wie die zugehörigen internen oder externen Entwicklungsprojekte gerne schön: In der Regel werden nur die Materialkosten betrachtet, die natürlich viel geringer sind als die Kaufkomponente. Wenn Entwicklungs- und Zertifizierungskosten und der Overhead bei der Industrialisierung sowie die laufende Pflege berücksichtigt werden, werden sie meist gnadenlos unterschätzt. Wenn diese Rechnung vollständig und korrekt aufgestellt wird, zeigt sich, dass sich eine Eigenentwicklung wenn überhaupt erst ab einigen 100t Stück anfängt zu rechnen, auch wenn die Fertigungskosten nur bei 20-50% des Preises der Zulieferkomponente liegen. Die ganzen beschriebenen Risiken und Nachteile die man mit der Eigenentwicklung hat, bleiben jedoch ewig.

In diesem Dokument gehen wir noch auf einige weitere Aspekte der Frage Make or Buy für Cobots ein.

Herr Bruch, es würde mich sehr freuen, wenn Sie das Thema Zulieferer in der Robotik bzw. Cobotik auch in Zukunft ab und zu aufgreifen und weiterführen würden. Diese sind hier ähnlich kritisch und interessant, wie das in der Automobilindustrie der Fall ist. Beide Produkte sind ähnlich komplex, auch wenn das Auto auf den ersten Blick (mechanisch) komplexer erscheint.

Viele Grüße, Nikolai Ensslen

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Der Autor dieses Blogs ist maßgeblich am KI-/ Robotik-Projekt Opdra beteiligt. Er berät bei fast allen Fragen rund um Robotik incl Finanzierung/ Förderungen, aber nicht vertiefend in die Technik gehend. Mehr zu seiner Person finden Sie hier.

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