Zukunftsgestalter: Trumpf auf dem Weg zum Maschinen-Menschen

Aus dem Handelsblatt-Archiv: Für den Familienkonzern reicht es nicht mehr, nur die besten Laser zu bauen. Im Kampf gegen Konkurrenten aus China zählen Robotik-Gesamtsysteme. Dank KI erobert Trumpf auch dieses Feld.

Ditzingen. In der Entwicklungshalle von Trumpf im schwäbischen Ditzingen beginnt die Revolution der Robotik nicht mit einem spektakulär anmutenden Roboter. Sie beginnt in dem Moment, in dem Maschinen aufhören, jede Bewegung vorgegeben zu bekommen, weil sie anfangen, selbst zu entscheiden.

Dabei ist Robotik eigentlich kein Kernthema des Familienunternehmens, das vor allem auf den Einsatz von Lasern spezialisiert ist – von der Blechbearbeitung bis zur Chipherstellung. In der DNA des Unternehmens liegt es allerdings, immer die Hand am Puls der neuesten Technologien zu haben, im engen Kontakt mit Forschung und Wissenschaft. Das Erfolgsgeheimnis von Trumpf ist, neue Technologien industrietauglich zu machen.

Und so geht es in Ditzingen letztendlich auch darum, Roboter klüger zu machen. Sie sollen Blechbearbeitungsmaschinen zu einem intelligenten System ergänzen und so Wettbewerbsvorteile schaffen. Denn die chinesische Konkurrenz macht selbst dem jahrelangen Weltmarktführer inzwischen zu schaffen. Das Handelsblatt hat für die Serie Zukunftsgestalter exklusive Einblicke in den sensiblen Bereich von Trumpf erhalten.

Wer bei intelligenten Industrierobotern jetzt an Bilder des Maschinenmenschen aus dem legendären Stummfilmklassiker „Metropolis“ von Fritz Lang aus dem Jahr 1927 denkt oder an den goldfarbenen Star-Wars-Roboter C-3PO, der dürfte beim Betreten der Entwicklungshalle von Trumpf enttäuscht dreinblicken.

„In der Fabrik muss ein Roboter nicht aussehen wie ein Mensch“, sagt Ralph Lange, Robotik-Chef des Mittelständlers. „Wenn er nur einen Arm braucht, hat er nur einen, braucht er drei, hat er drei. Braucht er keinen Kopf, dann hat er keinen.“ Die Intelligenz könne irgendwo im Roboterinneren liegen oder in der Cloud. Letztendlich geht es Trumpf darum, Roboter klüger zu machen.

Die technologischen Sprünge passieren auch bei so extrem technischen Geräten wie Industrierobotern heutzutage vor allem in der Software. Rund 600 Entwickler für eigene Software hat Trumpf. Dazu kommt ein KI-Team mit zwölf Leuten in der Zentrale und weiteren 90 weltweit verteilt. „KI ist kein Zuschauersport“, sagt Sarah Engel, „Head of AI“ bei Trumpf „Wir nehmen alle Mitarbeiter mit. Es gibt ein Pflichttraining, aber wir setzen auf die Neugierde und spielen Anwendungen vor Ort durch.“

Ralph Lange: Die KI-Software verändert die Robotik grundlegend. Foto: Ralph Lange, Robotik-Chef bei Trumpf

Die Trumpf-Methode: Der Weg zum Licht

Neugierde und Eigenentwicklung waren schon immer zwei wichtige Triebfedern im Trumpf-Kosmos. Schon in seiner Diplomarbeit im Jahr 1957 legte Berthold Leibinger den Grundstein für seine erste Erfindung. Die Kopier- und Nibbelmaschine ermöglichte es erstmals, Konturen und Ausschnitte von Blechteilen anhand einer Vorlage schnell und präzise zu kopieren. Dies brachte dem im Jahr 2018 verstorbenen Patriarchen den Spitznamen „Nibblerkönig“ ein und legte den Grundstein für den Aufstieg zum Weltkonzern. Seine Patente ließ er sich in Firmenanteilen bezahlen, bis ihm das 1923 gegründete Unternehmen seines Patenonkels Christian Trumpf schließlich selbst gehörte.

Ende der 70er-Jahre erkannte Leibinger das Potenzial von Lasern für die Blechbearbeitung. Leibinger kaufte amerikanische Laser und war mit deren Ergebnissen nicht zufrieden, verfeinerte und stabilisierte die Technologie so, dass sie zur Massenfertigung taugte.

Berthold Leibinger: Er begann 1956 mit einer experimentellen Diplomarbeit bei Trumpf zur Verbesserung des Schneidprozesses beim Aushauscheren. Foto: Trumpf

Heute ist Trumpf unter Führung seiner Tochter Nicola Leibinger-Kammüller Weltmarktführer für industrielle Laser. Die Anwendungen gehen weit über das Schneiden von Blechen hinaus. Sie reichen von der Bearbeitung der Glaskanten von Smartphones über Ultrakurzpulslaser bis hin zu den EUV-Lasern und Plasmageneratoren, ohne die die neuesten und leistungsfähigsten Chips nicht hergestellt werden könnten.

Kein anderes Unternehmen kann das. Allein mit Halbleitertechnik setzt Trumpf eine Milliarde Euro um. Das Unternehmen hat innerhalb von 20 Jahren dadurch ein völlig neues Standbein aufgebaut. Jüngstes Zukunftsprojekt mit dem Partner Rohde & Schwarz sind Laser zur Drohnenabwehr.

Showlaser von Trumpf am Stammsitz in Ditzingen: Anlässlich des 100-jährigen Firmenjubiläums im Jahr 2023 strahlte er in den Himmel. Foto: Trumpf

Allerdings klappt auch bei Trumpf nicht immer alles, was sich das Unternehmen vornimmt. Einige Ausflüge in neue Technologien wurden beendet. Die 3D-Metalldrucker wurden ebenso verkauft wie die von Philips erst vor wenigen Jahren erworbene photonische Sensorik.

Aber für die Trumpf-Führung gehören solche Fehlschläge dazu. „Wir werden uns immer an die neuen Techniken und Begebenheiten der Welt anpassen – auch wenn wir mit alldem nicht hausieren gehen“, nennt Mathias Kammüller das Grundprinzip des schwäbischen Unternehmens. In der Geschäftsführung ist der Ehemann der Firmenchefin für die Digitalisierung verantwortlich. „Wir haben schon immer neue Technologien in unsere Produkte aufgenommen, um voranzugehen.“

Roboter helfen den Werkzeugmaschinen

Der Einsatz von Künstlicher Intelligenz und deren Anwendung auch in der Robotik passen da ins Bild. Ersatzteilbestellungen der Kunden laufen bei Trumpf schon weitgehend über KI. Aber noch stoße die Künstliche Intelligenz an Grenzen. „Geht es um Schadenursachen, ist doch der direkte Austausch des Kunden mit dem Servicespezialisten sicherer, da die KI manchmal nicht sagt, wenn sie etwas nicht weiß, und zu fantasieren beginnt“, sagt Werkzeugmaschinenchef Stephan Mayer und fügt ein „noch“ hinzu.

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Schon heute würden sich im Unternehmen KI-Agenten gegenseitig ergänzen und kontrollieren. Das gelte für Prozesse, aber auch für Softwareentwicklung, die durch KI deutlich schneller werde.

„Es gibt Anwendungen, die waren vor zwölf Monaten noch nicht denkbar“, sagt Mayer. Beispielsweise würden heute Algorithmen die Frequenzen von Motorströmen einer Achse mit 52 Parametern eigenständig analysieren und mit den Werten der Endabnahmen im Werk vergleichen, um den Zustand einer Achse aus der Ferne zu diagnostizieren. Auf der Welt gibt es inzwischen mehr als 50.000 Werkzeugmaschinen von Trumpf, ein Fünftel davon ist online in Echtzeit verbunden. Bei den Neumaschinen liegt der Online-Anteil bei 70 Prozent.

Zukunftsgestalter

Nun soll KI auch die lasergesteuerten Blechschneidesysteme mit Robotern intelligenter machen. Lange war Trumpf im Stammgeschäft mit Werkzeugmaschinen zur Blechbearbeitung weltweit führend. Aber durch die aufkommende chinesische Konkurrenz ist die Position bedroht. „Laser werden immer mehr zur austauschbaren Commodity“, sagte Aufsichtsratschef Peter Leibinger schon vor fünf Jahren. „Wir müssen künftig mehr bieten. Der Kunde will überlegene Systeme.“ Leibinger ist zudem als Chef des Bundesverbands der Deutschen Industrie (BDI) eine der einflussreichsten Stimmen der deutschen Wirtschaft.

Und so scheint kein Weg an intelligenten Robotern vorbeizuführen. Die größten Risiken der Robotik-Offensive von Trumpf sind, es nicht zu machen oder es zu langsam zu machen. Denn der Robotik-Markt wächst schnell, und die Konkurrenz aus Asien ist groß, entwickelt neue Produkte immer schneller.

Um den Kunden neue Möglichkeiten zu zeigen, baut Trumpf komplette digitale Fabriken, beispielsweise in den USA. Und dazu gehören heute immer intelligentere Roboter, auch wenn das bislang keine Domäne von Trumpf war. Dass sich das ändert, zeigt sich in der Entwicklungshalle.

Hier schrauben zwei Mechaniker an einem Industrieroboter der neuen Art. Vor eineinhalb Jahren ist Lange von Bosch zu Trumpf gekommen, um, wie er sagt, „mit Software und KI die Industrieroboter flexibler und leistungsfähiger zu machen“.

Was in der Öffentlichkeit weniger bekannt ist, Trumpf beschäftigt sich mit dieser Art der Robotik schon seit Jahren. Das hat einen Grund: Trumpf brauchte bei der Blechbearbeitung Roboter, die im letzten Gelenk und am Greifpunkt die meiste Kraft haben, etwa um Blech zu biegen. Da es solche kräftigen Greifer nicht gab, baute Trumpf sie selbst. Jetzt geht es aber um eine völlig neue Dimension.

Software und KI als neuer Trumpf

Zwischen Laserschneidanlagen, Biegezellen und Roboterarmen spricht Lange über einen Wandel, den er in mehr als zwei Jahrzehnten Robotikentwicklung so noch nicht erlebt hat. Was die Robotik verändert, sind dabei weder stärkere Antriebe noch ausgefeiltere Greifer. Es ist die Software. Der Flaschenhals hieß Programmierung.

Lange bleibt vor einer älteren Biegezelle stehen. Rund 25 Jahre hat die inzwischen auf dem Buckel. Sie arbeitet zuverlässig, präzise und tut bis heute genau das, wofür sie gebaut wurde. Aber eben auch nur das. „Damals musste praktisch jede Bewegung programmiert werden“, sagt er. Lief etwas schief, begann die Optimierung von vorn. Das konnte Tage dauern. Hersteller von Kleinserien konnten Robotik wirtschaftlich oft gar nicht einsetzen.

Nur wenige Schritte weiter stoppt Lange vor dem SortMaster Vision. Äußerlich wirkt der Unterschied zur älteren Generation überschaubar. Doch genau hier beginnt eine neue Entwicklungsstufe. Nicht mehr jede Bewegung wird vorgegeben. Über dem Arbeitsbereich hängen kaum sichtbar drei kleine Kameras.

Vor dem Roboter liegen Blechteile – manche sauber, manche schräg, eines halb auf dem anderen. Früher hätte genau das zum Problem werden können. Heute analysiert die KI mithilfe der Bilder die Szene innerhalb weniger Augenblicke. Sie erkennt die Lage jedes einzelnen Teils, entscheidet selbst, welches zuerst gegriffen werden muss, berechnet den optimalen Bewegungsweg und legt die Werkstücke anschließend sortiert auf den richtigen Stapel.

Die drei Kameras über dem SortMaster Vision sind keine teuren Spezialkameras. Erst die KI errechnet daraus ein räumliches Bild der Situation – selbst bei spiegelnden oder reflektierenden Blechen, die die klassische Bildverarbeitung lange vor erhebliche Schwierigkeiten stellten. Nicht alle Software entwickelt Trumpf selbst. Bei aufwendiger Plattformtechnologie bedienen sich die Schwaben bei der auf Robotik und KI spezialisierten Google-Tochter Intrinsic als Partner.

Gastkommentar

KI-basierte Robotik wird zum globalen Machtfaktor

Aber nicht nur beim Sortieren setzt Trumpf Künstliche Intelligenz ein: In den neuen Schweißanlagen erkennt die KI in der Software, wo eine programmierte Schweißnaht korrigiert werden muss, und nimmt die Korrektur selbstständig vor. Nicht mehr der Mensch entwickelt jeden einzelnen Lösungsweg. Der Mensch beschreibt das Ziel. Den Weg dorthin findet die Maschine selbst.

Das dunkle Geheimnis der Robotik

Für die Entwickler beginnt die Arbeit lange vor dem ersten realen Einsatz. Zehntausende künstlich erzeugte Blechteile dienen als Trainingsmaterial. Neue Algorithmen entstehen zunächst in Simulationen, bevor sie an echten Maschinen erprobt werden. Anschließend fließen Erfahrungen aus dem Feld wieder zurück in die Entwicklung.

Trotz aller Fortschritte räumt Lange mit einem verbreiteten Irrtum auf: „Es gibt ein dunkles Geheimnis der Robotik. Moderne Roboter lernen noch nicht ständig selbst dazu“. Stattdessen sammeln die Maschinen Daten aus dem Praxiseinsatz. Entwickler analysieren diese, verbessern die Modelle und spielen anschließend neue Softwarestände auf.

Robotik entwickelt sich zunehmend wie Software. Nicht alle paar Jahre mit einer völlig neuen Maschine, sondern kontinuierlich – durch Daten, Modelle und Updates. Dass diese Entwicklung genau jetzt an Fahrt gewinnt, hat mehrere Gründe. KI-Verfahren sind leistungsfähiger geworden, Rechenleistung in großem Maßstab steht zur Verfügung, und moderne Entwicklungsplattformen verkürzen den Weg von der Idee bis zur fertigen Anwendung erheblich.

Für Lange kommt alles zur richtigen Zeit zusammen. „Vor fünf oder zehn Jahren hätten wir viele dieser Dinge schlicht nicht umsetzen können.“ Gerade deshalb blickt er optimistisch nach vorn. Nicht Humanoide stehen für ihn im Mittelpunkt, sondern intelligente Industriemaschinen. Für die Blechbearbeitung könnte das weitreichende Folgen haben. Wenn Roboter ihre Umgebung selbst erfassen, Bewegungen eigenständig planen und ohne aufwendige Neuprogrammierung mit wechselnden Bauteilen umgehen können, wird Automatisierung erstmals auch dort wirtschaftlich, wo kleine Losgrößen und häufig wechselnde Aufträge bislang als Hindernis galten.

Für Trumpf ist das wichtig. Denn die kriselnden Großkunden aus der Autoindustrie bestellen immer weniger. Die kleineren Kunden werden wichtiger für das Unternehmen, das im Geschäftsjahr 2025/26 nur minimal auf 4,34 Milliarden Euro Umsatz wuchs. Für mehr Optimismus hat zuletzt der von 4,2 auf 4,5 Milliarden Euro gestiegene Auftragseingang gesorgt.

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