Baum, der auf einer Roboterhand steht.

Der Roboter als Förster. Der Fachkräftemangel auch in der Forstwirtschaft lässt diese Vision immer öfter real werden. (Bild: Stock Adobe.com)

Morgenlicht fällt durch das junge Laub der Buchen. Vogelgezwitscher erfüllt den Wald. Dann kommen die Robo-Affen und roden den Bestand. Mit ihren zwei Greifern klettert jede Maschine am Stamm eines Baums nach oben. Dann lässt sie mit einem Endeffektor los und greift nach einem anderen Baumstamm. So hangeln sich die Roboter von Baum zu Baum durch den Wald. Schließlich fällt die oberste Maschine einen Baum, entastet ihn und reicht ihn an Kollegen auf weiter unten am Hang stehenden Bäumen weiter.

Was sich anhört wie eine Szene aus Star Wars, ist die Vision von Dr. Richard Parker vom New Zealand Forest Research Institute. Mit seinem Konzept will der Wissenschaftler Waldarbeitern die gefährliche Arbeit in steilem Gelände erleichtern. Dort könnten die Robo-Affen in Zukunft Bestände auch ausdünnen und Kronen zurückschneiden.

Waldarbeiter müssten die Arbeit der Roboter nur noch aus der Ferne steuern und überwachen. Ein Mensch kann dadurch mithilfe der automatisierten Kollegen ein Areal bearbeiten, auf dem sonst mehrere Dutzend Waldarbeiter schuften müssten.

Das computergenerierte Bild zeigt Roboter-Affen beim Abtransport von Baumstämmen aus dem Wald an Stahlseilen
Zu den Fähigkeiten der Robo-Affen soll auch der Abtransport von gefällten Baumstämmen gehören (Bild: Scion Research / Facebook)

Im Forst fehlen mindestens 10.000 Fachkräfte

Genau die fehlen in der Forstwirtschaft zunehmend. Dem Bund Deutscher Forstleute (BDF) zufolge fehlen bundesweit derzeit wenigstens 10.000 Fachkräfte. Der Verband geht davon aus, dass in den vergangenen 30 Jahren ganze 60 Prozent des Personals für die Waldarbeit abgebaut wurden. Da viele der verbliebenen Forstwirte in den kommenden Jahren in den Ruhestand gehen, wird der Fachkräftemangel künftig noch größer.

Zugleich haben Forstwirte durch die vom Klimawandel verursachte steigende Zahl von Sturm- und Hitzeschäden und dem zunehmenden Befall des Waldes mit Schädlingen aber immer mehr Arbeit. Zudem sollen sie in den kommenden Jahren drei Millionen Hektar – ein Viertel der gesamten Waldfläche in Deutschland - umbauen, hat das Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei errechnet.

„Durch einen gezielten Waldumbau müssen artenreiche und klimaresiliente Wälder mit überwiegend standortheimischen Baumarten geschaffen werden“, erklärt die neue Bundesregierung in ihrem Koalitionsvertrag. Bei der Umsetzung dieser Aufgabe spiele die Waldbewirtschaftung eine zentrale Rolle. „Entsprechend dieser Ziele novellieren wir das Waldgesetz“, so die Ampelkoalition.

Grafik zeigt die zunehmende Verschlechterung beim Kronenzustand von Bäumen in Deutschland zwischen 2010 und 2020
Wie die Statista-Grafik zeigt, hat sich der Kronenzustand bei vielen Bäumen innerhalb der letzten zehn Jahre deutlich verschlechtert. Rund 37 Prozent der gesamten Waldfläche Deutschlands weisen im Jahr 2020 deutliche Verlichtung auf. (Bild: Statista)

Volatile Holzpreise setzen Forstbetriebe unter Druck

Doch Forstbetriebe müssen künftig nicht nur mehr Arbeit verrichten. Sie müssen dabei auch produktiver werden. Dazu zwingt sie die unvorhersehbare und extrem volatile Entwicklung des Preises für ihr Produkt.

Im Oktober 2021 ließ sich Holz im Schnitt zwar 32 Prozent teurer verkaufen als im gleichen Monat des Vorjahres. Der Preis für Fichtenholz stieg in den ersten drei Quartalen des vergangenen Jahres sogar um 55,7 Prozent. Bis Jahresende stürzten die Preise dann aber wieder ab.

„Für das vierte Quartal hat sich der Markt auf „Normalniveau“ eingependelt“, meldet etwa die Waldbesitzer Vereinigung Fränkische Schweiz – einer der mehreren Tausend im Bundeswaldgesetz vorgeschriebenen forstwirtschaftlichen Zusammenschlüsse in Deutschland.

Die Grafik zeigt die Entwicklung der Holzpreise in Deutschland von Januar 2020 bis Januar 2022
Die Preise für Holz sind in jüngster Zeit starken Veränderungen unterworfen

Roboter macht Schwarzwälder Sägewerk produktiver

Die Volatilität der Preise trifft neben den Forstbetrieben auch Sägewerke und Brennholzhändler. Die Sägewerke Echtle KG in Nordrach im Schwarzwald hat daher ein neues Bearbeitungszentrum gebaut und dabei voll auf Robotik gesetzt. In dem 1890 gegründeten Betrieb mit 45 Mitarbeitern nimmt ein Roboter des Augsburger Herstellers Kuka verleimte bis zu 3,20 Meter lange Holzplatten mit einem Vakuumflächengreifer auf und führt sie einer Breitbandschleifmaschine zu. Diese veredelt die Oberflächen der Leimholzplatten. Ist die Maschine ausgelastet, legt der Roboter einen Stapel an und beschickt den Breitbandschleifer später mit den zwischengelagerten Platten.

Unterdessen belädt er eine CNC-Maschine, die Leimholzplatten vor dem Feinschliff ihrer Oberfläche auf Maß zuschneidet. Die Aufgaben des Roboters priorisiert eine Künstliche Intelligenz so, dass der Blech-Kollege das Sägewerk beim jeweils gegebenen Arbeitsanfall immer optimal unterstützt. Das tut sie so gut, dass der Mittelständler aus dem Schwarzwald seine Produktivität steigern und neue Kunden gewinnen konnte. Derzeit bereitet Geschäftsführer Manuel Echtle die Installation einer zweiten Roboterzelle vor.

Roboter unterstützen in Sägewerken jedoch nicht nur fein getaktet einzelne Produktionschritte. Im Lager und beim Sortieren von Holz übernehmen Stapelroboter auch schwerste Arbeiten. Dank ihrer Vakuumgreifer bewältigen sie dabei Lasten von über einer Tonne und Holzlängen von mehr als zwölf Metern erheblich schneller und produktiver, als Menschen dies mit Radladern und Sägewerkskränen schaffen.

Das Youtube-Video zeigt einen Kuka-Roboter vom Typ Woodworker 7000 beim Einsatz im Sägewerk Echtle im Schwarzwald

Roboter gleichen in Kleinstbetrieben Lohnkostennachteile aus

Brennholzhändler können sich solche Investitionen kaum leisten. Oft beuten sich die Inhaber dieser Kleinstbetrieben selbst aus und erledigen vom Einkauf des Holzes über dessen Zuschnitt bis zur Auslieferung alle Arbeiten selbst. Um ihre Arbeitskraft möglichst produktiv nutzen zu können, beliefern sie aber oft nur Privatkunden. Nur diesen können sie den Schüttraummeter Brennholz im wahrsten Sinne des Wortes in die Grundstückseinfahrt schütten. Ihn aufzuschichten, ob in der Holzlege oder auf dem Werkshof auf Paletten, ist in Deutschland nicht bezahlbar.

Großkunden wie Baumärkte nehmen Scheitholz aber nur auf Paletten geschichtet ins Sortiment. Deshalb beziehen sie ihre Ware fast immer aus Osteuropa. Dort sind die Löhne noch so niedrig, dass sich das manuelle Palettieren lohnt. Lokale Brennstoffhändler haben das Nachsehen.

Ein-Mann-Betrieb aus der Eifel entwickelt Roboter zum Palettieren von Brennholz

Günter Meiners, Gründer und Inhaber von Eifelbrennholz in Monschau wollte das nicht hinnehmen. Deshalb entwickelte er gemeinsam mit der Rheinisch-Westfälischen-Technischen Hochschule in Aachen (RWTH) einen Roboter für die Palettierung von Scheitholz. Der Kollege ist mit sechs Achsen, zwei 3D-Kameras, einem selbstentwickelten Greifer und Künstlicher Intelligenz (KI) ausgestattet.

Mit seinen Kameras „sieht“ das System, wie die Holzscheite in den Drahtgitterboxen liegen, in denen sie angeliefert werden. In jeder Box befinden sich die Scheite in einer anderen Ordnung. Auch jedes Holzstück ist durch seinen Wuchs und die Art, wie es gespalten wurde, unterschiedlich. Obwohl es damit keine für alle Scheite einheitlichen Merkmale gibt, darf die KI aber nicht nur die Drahtgitterbox als einen einzelnen Gegenstand erkennen. Sie muss auch die einzelnen Holzscheite identifizieren können. Dies tut sie, indem sie mit den von den Kameras gemessenen Daten zunächst eine Punktwolke und mit dieser ein digitales Modell aller Scheite in der jeweiligen Box erstellt. Mit diesem kann sie die Bewegungspfade des Roboterarms planen, diesen die Scheite entnehmen und korrekt ausgerichtet auf einer Palette wieder ablegen lassen.

Die Robotik-Lösung von Eifelbrennholz und der RWTH ist handlicher und wird, wenn sie marktreif ist, wohl nicht mehr kosten als Brennholz-Palettier- und Verpackungsmaschinen, wie sie manche Sondermaschinenbauer anbieten.

Mit der Unterstützung durch einen Roboter als Kollegen schaffen es daher künftig auch Ein-Mann-Betriebe wie der von Günter Meiners in der Eifel, Baumärkte als neue Kunden zu gewinnen - und zugleich die momentan enorm steigende Nachfrage ihrer Privatkunden nach Brennholz zu bedienen. Denn die schätzen Wälder in Zeiten steigender Gas- und Heizölpreise nicht nur als Orte friedlicher Natur, sondern auch als Lieferanten eines nachhaltigen und bezahlbaren Brennstoffs.  

Das Youtube-Video zeigt eine Verpackungslinie von S&Ü Hydraulik und Maschinenbau, die Brennholz automatisch auf Paletten verpackt.

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