Humanoide Roboter brauchen ein MES

Warum Figure 02 & Co. erst im digitalen Produktionsökosystem wirken

Humanoide Roboter wie Figure 02 sind der nächste Evolutionsschritt in der Fabrik: Sie greifen, montieren, tragen Lasten, bedienen Maschinen – kurz: Sie übernehmen Tätigkeiten, die für klassische Industrieroboter zu variantenreich oder zu wenig strukturiert sind. Beim BMW Group Werk Spartanburg wird Figure 02 bereits in realen Produktionsprozessen getestet, etwa beim Handling von Blechteilen in der Karosseriefertigung.

Aber: Ohne eine MES-Plattform, die Aufgaben verteilt, Daten bereitstellt und Prozesse absichert, bleibt der humanoide Roboter im Kern nur eine sehr teure, sehr komplexe „Insellösung“.

Ein Manufacturing Execution System (MES) wird zur Schaltzentrale zwischen:

• ERP / Produktionsplanung
• humanoiden Robotern (z. B. Figure 02)
• Maschinen & Automatisierung
• Mitarbeitenden am Shopfloor
• Qualitäts- und Energieprozessen

Humanoide Roboter im Werksalltag – was sich ändert

Klassische Industrie-Roboterzellen arbeiten hochstandardisiert: definierter Greifer, definierte Positionen, definierte Abläufe. Humanoide Roboter dagegen sind dafür gebaut, menschliche Tätigkeiten nachzubilden:

• flexible Materialhandhabung (Kisten, Bauteile, Werkzeuge)
• nachrüstbare Tätigkeiten an bestehenden Arbeitsplätzen
• ergonomisch kritische Aufgaben (Überkopf, schweres Heben)
• Arbeiten in Umgebungen, die nicht perfekt „roboteroptimiert“ sind

Damit dieser „digitale Mitarbeiter“ wirtschaftlich arbeitet, braucht er:

1. einen klar definierten „Job“ (Task, Kontext, Zielzustand),
2. kontinuierliche Daten aus der Produktion,
3. standardisierte Schnittstellen zur Fabrik-IT,
4. eingebettete Sicherheits- und Qualitätslogik.

Genau hier kommt das MES ins Spiel.

MES als digitaler Koordinator für humanoide Roboter

Orchestrierung: Wer macht wann was?

Ein humanoider Roboter braucht kontextbezogene Arbeitsaufträge, keine starren Roboterprogramme. Das MES übernimmt hier die Rolle des Disponenten:

• Job- und Task-Modelle:

  • „Hole Bauteil X aus Puffer Y und positioniere es in Vorrichtung Z.“

  • „Übernehme die manuelle Tätigkeit A an Station B, solange Linie C überlastet ist.“

• Ressourcenauswahl:

  • MES entscheidet: Mensch, klassischer Roboter oder humanoider Roboter – abhängig von Verfügbarkeit, Qualifikation, Safety-Regeln und Engpässen.

• Ereignisbasierte Reaktionen:

  • Qualitätsabweichung? → neuer Task an den Roboter (z. B. Ausschussteile separieren)

  • Störung an der Linie? → Roboter übernimmt temporär andere Tätigkeiten (Materialnachschub, Umbauten, etc.)

Ein Cloud-MES bringt diese Orchestrierung bereits mit: Fertigungssteuerung, Auftragsmonitoring und Echtzeit-KPIs sind standardisierte Funktionen.

Echtzeit-Daten: Der Roboter braucht Kontext

Humanoide Roboter agieren nicht isoliert, sondern im Prozesskontext:

• Produktdaten (BOM, Varianten, Merkmale)
• Prozessschritte & Arbeitsanweisungen
• Grenzwerte & Qualitätsregeln
• Taktzeiten, OEE, aktuelle Produktionslage

Das MES stellt genau diese Daten in Echtzeit bereit – über Dashboards, Shopfloor-Clients und APIs.

Für humanoide Roboter bedeutet das:

• Sie erhalten nicht nur Bewegungsbefehle, sondern semantische Aufgaben („Montiere Teil X an Produkt Y in Variante Z“).

• Sie können ihre Aktionen mit aktuellen Prozess- und Qualitätsvorgaben abgleichen.

• Sie liefern Rückmeldungen (Status, Dauer, Erfolg, Abweichungen) direkt ins MES.

Schnittstellen: Vom humanoiden Roboter ins MES

Heute ist noch nicht bei jedem Robotik-Hersteller klar dokumentiert, welche industriellen Schnittstellen (OPC UA, Profinet, MQTT, REST, etc.) standardmäßig unterstützt werden. Was aber klar ist: Für eine skalierbare Integration in die Fertigung braucht es genau diese Protokolle.

Ein Cloud-MES bringt bereits eine Connectivity-Plattform mit:

• OPC UA Cloud Gateway zur Anbindung von Steuerungen und Maschinen
• Digital I/O / Edge-Gateways für Signale, Alarme, Energie- und Prozesswerte
• REST-APIs für 3rd-Party-Integrationen – z. B. Robot Control, Vision, KI-Dienste

Für humanoide Roboter heißt das:

• Der Roboter meldet Zustände, Fehlercodes, Positions- und Task-Status an das MES.
• Das MES übergibt Aufgaben, Parameter und Konfigurationen an den Roboter.
• Vision- oder KI-Entscheidungen (z. B. Pick-Erkennung, OK/NOK) werden als strukturierte Events ins MES geschrieben.

Traceability & Qualität: Der Roboter muss „belegen“, was er getan hat

Regulierte Branchen (Automotive, Food, MedTech, etc.) brauchen Nachweise:

• Welches Teil wurde wann, wo, wie und von wem bearbeitet?
• Welche Prozessparameter galten zu diesem Zeitpunkt?
• Welche Prüfungen wurden durchgeführt, mit welchem Ergebnis?

Das MES bildet hier die Rückgrat-Funktion:

• Teilebezogene Traceability (inkl. Prozess- und Qualitätsdaten)
• digitale Prüfprotokolle & QA-Gates
• Rework-, Scrap- und Abweichungsanalysen

Der humanoide Roboter wird in diese Traceability eingebettet:

• Jeder von ihm ausgeführte Schritt erhält eine eindeutige Zuordnung zum Auftrag / Produkt / Segment.
• Prozesswerte, Kameraergebnisse und Aktionen des Roboters werden im MES gespeichert.
• Das System kann später zeigen: „Dieses Bauteil wurde von Roboter R an Station S montiert – bei Prozessparametern P, Q, R.“

Ressourcen- & Kapazitätsmanagement: Roboter als dynamische Ressource

In einem modernen MES wird der Roboter zur Ressource wie Maschine + Mitarbeiter:

• Verfügbarkeiten, Schichten, Wartungen, Sperrungen
• Auslastung & Wirkgrad (z. B. Anteil wertschöpfender Zeit)
• Energiedaten, Laufzeiten, Serviceintervalle

Das ermöglicht u. a.:

• Task-Priorisierung basierend auf Engpässen (z. B. Engpass-Linie zuerst)
• Lastverteilung zwischen Menschen, klassischen Robotern und humanoiden Robotern
• Was-wäre-wenn-Szenarien: Wann lohnt sich ein weiterer humanoider Roboter?

SYMESTIC unterstützt diese Sicht bereits heute mit Funktionsbausteinen für OEE, Headcount-Monitoring und Linienauslastung – humanoide Roboter werden darin einfach als weitere „Segments/Ressourcen“ geführt.

Safety & Kollaboration: MES als Safety-orientierter Workflow-Motor

Humanoide Roboter arbeiten unmittelbar neben Menschen. Deshalb braucht es prozessuale Sicherheit, nicht nur funktionale Robotersicherheit:

• Zutritts- & Freigabelogiken („Wer darf den Roboter wofür freigeben?“)
• definierte Handshake-Prozesse Mensch ↔ Roboter (z. B. Übergabe von Werkzeugen oder Teilen)
• automatische Reaktion auf Ereignisse (Not-Halt, Sicherheitszonenverletzung, Qualitätsabweichung)

Das MES verknüpft hier:

• Safety-Signale (z. B. aus SPS / Safety-Relais via OPC UA)
• Workflow-Logik (z. B. Aufgaben werden gesperrt, bis eine Freigabe erfolgt)
• Benachrichtigungen (Andon, E-Mails, mobile Push-Nachrichten)

Welche Mehrwerte entstehen für den Kunden?

Nahtlose Integration statt teurer Insellösungen

Ohne MES ist ein humanoider Roboter eine isolierte Automatisierungskomponente.

Mit MES wird er Teil eines durchgängigen Produktionsflusses:

• Auftragsstart im ERP → MES → Task für Roboter
• Roboteraktionen → Status & Daten zurück ins MES
• Kennzahlen & Analysen → Verbesserungen für Prozesse, nicht nur für den Roboter

Effekte:

• Weniger Leerlauf & Wartezeiten
• Schnellere Ramp-up-Phasen für neue Aufgaben
• Bessere Auslastung über Schichten und Werke hinweg

Höhere Flexibilität bei Varianten & kleinen Losgrößen

Gerade bei variantenreicher Montage (z. B. Automotive, Gerätebau) entfalten humanoide Roboter ihr Potenzial:

• schnelle Produktwechsel
• Ad-hoc-Umlagerung auf andere Tätigkeiten
• Unterstützung bei ergonomisch ungünstigen oder fehleranfälligen Schritten

Das MES macht diese Flexibilität steuerbar:

• Varianten- und produktionsregelbasierte Ansteuerung
• konfigurierbare Workflows statt hart codierter Roboterprogramme
• Reporting, welche Varianten vom Roboter besonders effizient gehandhabt werden

Transparenz, Nachvollziehbarkeit, Zertifizierbarkeit

Durch die lückenlose Dokumentation im MES:

• sind Handlungen des Roboters jederzeit nachvollziehbar,
• werden Prozess- und Qualitätsparameter revisionssicher abgelegt,
• können Zertifizierungen (ISO 9001, IATF, ISO 50001 etc.) leichter bedient werden.

Qualität & Stabilität der Prozesse

Humanoide Roboter liefern im Idealfall reproduzierbare Qualität. Das MES:

• erkennt Muster in Fehlern und Abweichungen,
• initiiert automatische Gegenmaßnahmen (z. B. zusätzliche Prüfung, Sperrungen, geänderte Grenzwerte),
• macht Ergebniswirkungen sichtbar (First Pass Yield, Nacharbeit, Ausschuss).

Entlastung der Mitarbeitenden

Ein MES kann gezielt entscheiden, wann ein Roboter statt eines Menschen eingesetzt wird:

• Lastenhandling
• monotone oder ermüdende Tätigkeiten
• Arbeiten in Hitze, Kälte, Lärm oder engen Räumen

In Kombination mit Monitoring-Funktionen (Headcount, Segmentauslastung, etc.) entsteht ein Bild, mit dem sich ergonomische Verbesserungen und Personaleinsatz faktenbasiert steuern lassen.

KI-gestützte Optimierung: MES + Robotik + AI

Humanoide Roboter wie Figure 02 setzen bereits auf leistungsfähige Onboard-AI (Vision-Language-Modelle, GPU-basierte Inferenz).

Kombiniert mit einem Cloud-MES ergeben sich zusätzliche Hebel:

• automatisierte Mustererkennung in Stillständen, Alarmen, Qualitätsdaten

• prädiktive Wartung auf Basis kombinierter Prozess-, Bewegungs- und Sensordaten

• adaptive Workflows, die auf Basis realer Performance-Daten entscheiden, welcher „Agent“ (Mensch, klassischer Roboter, humanoider Roboter) eine Aufgabe übernimmt.

SYMESTIC entwickelt hierfür u. a. einen KI-Assistant, der auf den MES-Daten aufsetzt und Produktivitäts-, Qualitäts- und Energiepotenziale identifiziert.

Einstieg: Roadmap für humanoide Roboter + MES

Für Unternehmen, die humanoide Roboter testen möchten, ohne sich zu „verrennen“, bietet sich eine Roadmap an:

1. MES-Basis schaffen

   • Standardisierte Erfassung von OEE, Stillständen, Prozessdaten und Qualität.

   • Transparenz über Engpässe & Potenziale.

2. Pilot-Use-Case definieren

   • Tätigkeiten mit klarer Business-Logik, hohem Ergonomie- oder Qualitätshebel.

   • Möglichst begrenzter, aber messbarer Scope.

3. Schnittstellen klären

   • Welche Protokolle unterstützt der humanoide Roboter?

   • Wie werden Status, Fehler, Traceability-Daten ins MES geschrieben?

   • Welche Sicherheits- und Freigabelogiken sind notwendig?

4. Gemeinsames Monitoring & Scaling

   • KPIs für Roboterleistung, Prozessqualität, OEE-Impact im MES abbilden.

   • Lessons Learned in Standard-Workflows und Templates überführen.

   • Danach: weitere Linien/Standorte ausrollen.

Fazit

Humanoide Roboter wie Figure 02 sind kein ersetztbarer Mensch im Metallanzug, sondern eine neue Ressource im Produktionssystem. Ihren eigentlichen Nutzen entfalten sie erst, wenn:

• Aufgaben zentral im MES orchestriert werden,
• Daten in Echtzeit fließen,
• Qualität und Traceability abgesichert sind,
• Safety und Kollaboration prozessual eingebettet sind,
• und die Plattform skalierbar über Werke und Standorte hinweg ausgerollt werden kann.

Das MES ist damit die Schlüsselplattform, die humanoide Robotik aus dem Tech-Demo-Status in den seriösen, wirtschaftlichen Serienbetrieb bringt.