Robotik und KI in der Gastronomie. Wie sieht die Zukunft der Lebensmittelindustrie aus?

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielsetzung
1.3 Forschungskonzept
1.4 Abgrenzung des Themengebiets

2 Grundlage
2.1 Gastronomie und Restaurant
2.2 Robotik
2.3 Künstliche Intelligenz

3 Stand der Robotik und Künstliche Intelligenz in der Gastronomie
3.1 Robotik und Künstliche Intelligenz in heutigen Restaurants
3.2 Einstellung der Gesellschaft
3.3 Vor- und Nachteile von Robotik und Künstliche Intelligenz

4 Exkurs: Zukunft der Lebensmittelindustrie
4.1 Gen-manipulierte Lebensmittel
4.2 In-house-Produktion in Restaurants
4.3 Labor-Fleisch
4.4 Food 3D-Printing

5 Die Zukunft der Gastronomie - Restaurant 4.0
5.1 Smart City – Smart Home – Smart Restaurant
5.2 Datenschutz
5.3 Datenanalyse
5.4 Vorbereitung
5.5 App
5.6 Tisch
5.7 Küche
5.8 Servierroboter
5.9 Tagesabschluss
5.10 Personal
5.11 Kosten und Preise
5.12 Vermarktung
5.13 Lieferservice

6 Von der Teil- zur Vollautomatisierung in der Gastronomie
6.1 Voraussetzungen
6.2 Mögliche Probleme

7 Zusammenfassung und Ausblick

Literaturverzeichnis

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek:

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

Impressum:

Copyright © Science Factory 2020

Ein Imprint der GRIN Publishing GmbH, München

Druck und Bindung: Books on Demand GmbH, Norderstedt, Germany

Covergestaltung: GRIN Publishing GmbH

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Darstellung der Betriebstypen

Abbildung 2 Roboterarten

Abbildung 3 3D-Food-Printer

Abbildung 4 Moley Robotics

Abbildung 5 Lieferdrohne

Abkürzungsverzeichnis

BDI Bundesverband der Deutschen Industrie

CEO Chief Executive Officer

DLD Digital Life Design

DSGVO Datenschutz-Grundverordnung

EU Europäische Union

EWR Europäischer Wirtschaftsraum

FAO Food and Agriculture Organization

FAQ Frequently Asked Questions

FZI Forschungszentrum Informatik

GVO Genetisch Veränderte Organismen

HACCP Hazard Analysis and Critical Control Point

IoT Internet of Things

KI Künstliche Intelligenz

LGL Bayerische Landesamt für Gesundheit und Lebensmittel

NCR National Cash Register

OPS Operationen pro Sekunde

QR Quick Response

RFID Radio Frequency Identification

USD US-Dollar

1 Einleitung

1.1 Problemstellung

Robotik und Künstliche Intelligenz (KI) werden dank der fortschreitenden technischen Entwicklung immer mehr in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt. Aktuell wird ein Roboter von der Gesellschaft häufig als menschenähnliches Wesen betrachtet, das den Menschen durch fortschreitende Intelligenz in seiner Existenz bedrohen könnte, entweder durch die Übernahme von Arbeitsplätzen oder durch den Erwerb von immer mehr Wissen. Diese besorgniserregende Zukunft, in der sich Maschinen gegen Menschen erheben und zu einer gefährlichen Waffe werden, wird von vielen dystopischen Filme wie Terminator, Matrix, iRobot oder Ex Machina gezeigt. Selbst kluge Köpfe wie Steven Hawking und Elon Musk haben sich bereits öffentlich kritisch über künstliche Intelligenz geäußert und warnen vor einer unkontrollierbaren Macht, die durch fortschrittliche Technologie erzeugt werden könnte. Jedoch ist keiner dieser Kritiker ein Spezialist in diesem Gebiet und so haben sie viel Gegenwind von KI-Forschern erfahren. Ihrer Meinung nach ist das Gegenteil der Fall: Robotik und KI können die Menschheit in vielen Bereichen voranbringen. (Schmiechen 2018) Insbesondere in der Robotik zeigt sich dies bereits heute nicht nur in Fabrikhallen, sondern auch im häuslichen Bereich oder zum Beispiel in der Medizin und Pflege, wie später genauer erläutert werden wird. (futurezone 2018) Im Vergleich dazu ist die künstliche Intelligenz noch im Entwicklungsstadium, stellt aber bereits in vielen Bereichen ihre Fähigkeiten unter Beweis. Die Gastronomie ist ein Bereich, in dem zumindest in Deutschland in dieser Hinsicht noch keine Fortschritte erzielt werden konnten. Hier wird hauptsächlich manuell und mit der Unterstützung von einfachen elektrischen Maschinen gearbeitet. Computer werden bestenfalls als Registrierkassen eingesetzt. Anders ist die Situation dagegen in roboteraffineren Ländern wie Japan. Hier gibt es längst weitgehend automatisierte Restaurants, in denen sowohl die Küche als auch der Service von Robotern ausgeführt werden und die daher mit einem Minimum an klassischem qualifiziertem Personal auskommen. Die Bedeutung von Maschinenführern und Programmierern nimmt daher auch hier zu. (Hendel 2019)

1.2 Zielsetzung

Im Zuge dieser Masterarbeit soll der Siegeszug von Robotik und KI erst aus verschiedenen Perspektiven – wirtschaftlich, gesellschaftlich und sozial - zu analysieren und dann ihre Einsatzmöglichkeiten in der Gastronomie herausgearbeitet und unter den oben genannten Aspekten bewertet werden. Dabei werden sowohl der aktuelle Stand der Technik als auch prognostizierte Entwicklungen als Ausgangspunkt genommen. In der betriebswirtschaftlichen Analyse wird das automatisierte Restaurant aus der Sicht der verschiedenen Teildisziplinen wie Controlling oder Marketing bewertet. Die Möglichkeit der Etablierung eines vollautomatischen Speiselokals im Raum Deutschland soll unter verschiedenen Voraussetzungen untersucht und beurteilt werden.

Ziel der Arbeit:

- Zusammenfassung und Darstellung der Ergebnisse ökonomischer und sozio-ökonomischer Studien zur Robotik und KI
- Auf der Grundlage der Ergebnisse wird die folgende Forschungsfrage beantwortet: Wie werden sich Robotik und KI auf die Gastronomie auswirken?

Es wird erwartet, dass die Ergebnisse der Forschung zeigen, dass die Weiterentwicklung des Restaurants und die Evolution der Gastronomie hin zu einer Einführung von Robotik und KI unausweichlich ist.

1.3 Forschungskonzept

Künstliche Intelligenz ist ein Forschungszweig der Informatik und der Ingenieurwissenschaften, der mit Hilfe von Computersimulationen die Mechanismen von intelligenten menschlichen Verhaltensweisen untersucht. Wenn ein System Probleme selbstständig und effizient lösen kann, dann wird es als intelligent bezeichnet. Der Grad der Intelligenz bestimmt die maximale Komplexität und Effizienz des Problemlösungsprozesses in den verschiedenen Forschungsgebieten. (Mainzer 2019, S. 2 f.) Ansätze aus der KI werden insbesondere in der Robotik eingeordnet und so Roboter entwickelt, in denen Hard- und Software integriert werden. (Bendel 2018b) Die Fortschritte der KI und der Robotik wer-den zukünftig auch in der Gastronomie neue Möglichkeiten für die Zubereitung von Speisen, den Service für die Gäste und das allgemeine Kundenerlebnis eröffnen. (Mumme 2018) Anders als etwa in der Automobilbranche, ist die Frage, wie KI und Robotik die Gastronomie in Zukunft verändern werden, in der Forschung ein wenig beachtetes Thema und in der Literatur bisher noch nicht diskutiert worden.

In dieser Arbeit sollen die folgenden Fragen beantwortet werden:

- Wie werden die Veränderungen durch KI und Robotik in der Gastronomie aussehen?
- Werden diese Veränderungen von den Gästen / Menschen akzeptiert?
- Ist die Anschaffung von Maschinen rentabler als menschliche Arbeit?
- Was sind die Konsequenzen für die Wirtschaft?
- Wie sieht die Zukunft der Lebensmittelindustrie aus?

Um diese Zukunftsprognose zu prüfen, werden verschiedene Restaurants mit den modernsten Technologien untersucht und auch die Reaktionen der Menschen darauf berücksichtigt. Mit der Methodik der qualitativen Inhaltsanalyse wird der Stand der KI- und Robotikforschung analysiert.

Die folgenden methodischen Schritte werden in der Masterarbeit umgesetzt:

1. Alle wirtschaftlich relevanten Bereiche eines Restaurants werden aufgelistet und ihre Funktionen erläutert.
2. Eine Analyse des aktuellen Forschungsstandes wird durchgeführt, um zu untersuchen, wie KI und Robotik in der Gastronomie angewendet werden können.
3. Es wird die Frage untersucht, welche Rolle der Mensch als Arbeitnehmer in einer automatisierten Gastronomie übernehmen wird.

1.4 Abgrenzung des Themengebiets

Sowohl der Begriff Robotik als auch der Begriff Künstliche Intelligenz können sehr breit aufgefasst werden. Es gibt keine klar akzeptierte Abgrenzung und Definition dieser Begriffe. Daher wird sich die Verwendung dieser beiden Begriffe in dieser Arbeit auf die wichtigsten Teile des Inhalts beschränken, die im Folgenden beschrieben werden.

In Bezug auf künstliche Intelligenz wird zu Beginn des Kapitels 2.3 auf die historische Entwicklung eingegangen, ehe die unterschiedlichen Arten von KI beschrieben werden. Dies dient dazu, zu verstehen, wie KI aufgebaut ist und wie eine Verwendung im Rahmen der verschiedenen Anwendungsbereiche sinnvoll sein kann. Anschließend wird im Kapitel 3.1 detaillierter auf die KI-Arten eingegangen, die im Hinblick auf Restaurants besonders relevant sind.

Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht die Zukunftsprognose des Einsatzes von Robotik und künstlicher Intelligenz in der Gastronomie. Die Arbeit untersucht, ob die Anwendung von Robotik und künstlicher Intelligenz das Konzept des Restaurants signifikant beeinflussen wird und ob die Folgen positiv oder negativ sind.

Robotik und Künstliche Intelligenz sind sehr komplizierte Themen und deshalb zielt die-se Arbeit darauf ab, die Funktionsweise der Robotik und der KI so einfach wie möglich zu erklären. Diese Arbeit wird mit der Annahme geschrieben, dass der Leser über keine Grundkenntnisse der Technologie von Robotik und KI verfügt. Der Autor gibt jedoch keine erschöpfenden Definitionen oder Erklärungen zum technischen Aufbau und Funktionsweise der Technik ab.

Für die Zwecke dieser Arbeit bezieht sich die künstliche Intelligenz auf eine nicht-biologische autonome Einheit, die in der Lage ist, von sich selbst zu lernen. KI ist eine Verbindung von wissenschaftlichen Methoden, Theorien und Techniken, die darauf abzielen, menschliche kognitive Fähigkeiten mechanisch zu reproduzieren.

Da in dieser Masterarbeit die Erarbeitung einer möglichen Zukunftsentwicklung im Vordergrund steht, ist die praktische Überprüfung dieser Zukunftsentwicklung mithilfe von einer Machbarkeitsstudie in Form einer Umfrage nicht Teil dieser Arbeit.

2 Grundlage

2.1 Gastronomie und Restaurant

Der Begriff „Gastronomie“ stammt ursprünglich dem griechischen Wort „gastronomia“, was „Vorschrift zur Pflege des Bauches“ bedeutet und ein Buchtitel der Antike war. Im Französischen wurde die Bezeichnung „gastronomie“ mit „Feinschmeckerei bzw. feine Kochkunst“ gleichgesetzt und wird heute sowohl für das „Gaststättengewerbe“ als auch für die „feine Kochkunst, gute/feine Küche“ verwendet. (Duden)

Im Jahr 1803 verfasste Joseph De Berchoux das Buch „La Gastronomie“, welches die Freude an gutem Essen und Trinken behandelt. Das Wort Gastronomie wurde später durch sein Werk als „the art of good eating“ oder auch als „the art and science of good eating“ beschrieben. Bis heute entstanden dementsprechend weitere Ableitungen, die mit oder ohne wissenschaftlichen Bezug definiert wurden. (Fritz und Wagner 2015, S. 2)

Die Gastronomie umfasst das Studium und die Würdigung aller Speisen und Getränke. Sie kann sowohl in Form von detaillierten Kenntnissen bekannter nationaler Gerichte und Getränke der wichtigsten Länder der Welt auftreten als auch von Gourmet-Speisen oder Gerichten eines wertgeschätzten Gastronomen. (Gillespie und Cousins 2001, S. 5)

Die Gastronomie umfasst alle Bereiche des Gastgewerbes, aber für diese Masterarbeit wird nur vom größten Teil der Gastronomie gesprochen – dem Restaurant. Der Begriff Restaurant stammt von dem französischen Wort „restaurer“ und bedeutet so viel wie sich erneuern, stärken. Der Ausdruck taucht zum ersten Mal um 1500 auf und bezieht sich auf Lebensmittel, die wiederverwendet werden, um zum Beispiel dar-aus eine reichhaltige Suppe zu machen und die in der Lage ist, die eigenen Kräfte wiederherzustellen. (Gillespie und Cousins 2001, S. 53)

2.1.1 Historische Entwicklung

Der Ursprung der Gastronomie befindet sich im antiken Griechenland und wurde mit der Zeit durch die Kochkunst der Sizilianer weiterentwickelt. Später waren die Römer bei ihren Eroberungen stets offen für neue Gerichte anderer Kulturen und haben so ihr gastronomisches Repertoire laufend erweitert. Nach ihrem Fall fand die Gastronomie erst wieder im 15. Jahrhundert größere Beachtung durch die Kirche. Von Mitte des 16. Jahrhunderts bis zum Zeitalter des Rokokos erlebte die Gastronomie eine Glanzzeit und insbesondere die gehobene Küche wurde unter dem französischen Adel neu definiert. In Paris entstand demnach das erste Restaurant und war nach der Französischen Revolution auch bei der Mittel- und Unterschicht sehr beliebt. Ihren Höhepunkt fand die Gastronomie mit ihrem “partie”-System im 19. Jahrhundert. Spezielle Richtlinien und Techniken wurden gebildet, die das Grundgerüst für die heutige Menüplanung darstellen. (Fritz und Wagner 2015, S. 7 f.)

2.1.2 Heutige Gastronomie und Restaurants

In Deutschland gibt es drei Angebotsschwerpunkte: die speisengeprägte Gastronomie wie Restaurants und Cafés, die getränkegeprägte Gastronomie wie Schankwirtschaften und Diskotheken, und die Kantinen und Caterer (Hänssler 2011, S. 48). Im Statista-Dossier „Restaurants und Essengehen“ werden bei der Umsatzverteilung im Gastgewerbe in Deutschland in den Jahren 2016 bis 2018 auch die Hotellerie und sonstiges Beherbergungsgewerbe dazu gezählt. Dabei macht der Umsatz von speisengeprägter Gastronomie 2018 44,9 Prozent aus, der Hotellerie 31,9 Prozent, der Caterer und Erbringer sonstiger Verpflegungsdienstleistungen 10,4 Prozent und von sonstigen Beherbergungsgewerben 3,9 Prozent. (DEHOGA 2019c) Die Gastronomie kann auch in drei Teilbereiche getrennt werden: Verpflegungsgastronomie mit Speisewirtschaften, Beherbergungsgastronomie und Erlebnisgastronomie (Müller et al. 2004, S. 232). Diese Aspekte der Gastronomie werden in der folgenden Abbildung in weitere Betriebstypen unterteilt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1 Darstellung der Betriebstypen (Zeller 2009, S. 12)

In die Kategorie Restaurants fallen nur Betriebsarten mit einem Speisenanteil zwischen 60 und 75 Prozent. Zwei typische Bereiche sind bei Restaurants die Individualgastronomie wie zum Beispiel ausländische Restaurants, die nicht als Franchise betrieben werden, und die Systemgastronomie wie beispielsweise die Restaurantkette Maredo (Zeller 2009, S. 13 f.).

Auch gibt es immer mehr Restaurants mit Freizeit- und Erlebnisorientierung, denn nach Christian Mikunda, dem Begründer der Strategischen Dramaturgie, ist eine gute Küche heutzutage Voraussetzung und Standard, der einfach erwartet wird. Deshalb entstehen Hip-Lokale, die entweder die Gäste zum Staunen bringen oder ein spezielles Thema haben. (Fritz und Wagner 2015, S. 60) Lokale zum Staunen haben spezielle Effekte und sind zum Beispiel Teppanyaki-Restaurants, wo der Koch die Gerichte auf einer erhitzten Eisenplatte direkt vor den Gästen zubereitet (Worlds of Food 2013) oder auch das Katzen-Café Katzentempel, wo man zusätzlich zum veganen Speiseangebot ebenso die Gesellschaft von Katzen genießen kann (Katzentempel 2020). Themenlokale sind beispielsweise Restaurants mit einem speziellem Thema wie die mittelalterliche Taverne Zur Schandgeige, wo die Angestellten Mittelalter-Kostüme tragen und das Essen passend zum Thema servieren (Zur Schandgeige 2020).

Wirtschaftlich gesehen hat die Gastronomie in Deutschland im Jahr 2017 56,02 Milliarden Euro Umsatz verbucht (Statistisches Bundesamt 2019b) und wird voraussichtlich im Jahr 2022 rund 62,8 Milliarden Euro einnehmen (Statista 2018a). Dabei entfiel auf alle steuerpflichtigen Restaurants im Jahr 2017 28,4 Milliarden Euro Umsatz (DEHOGA 2019b) und darunter war der Umsatz der Top 100 Unternehmen der Systemgastronomie mit 13,8 Milliarden Euro der umsatzstärkste Sektor unter den Restaurants (Statistisches Bundesamt 2019d).

Die beliebteste Restaurantküche der Deutschen ist dabei die italienische (Fritz und Wagner 2015, S. 8). Der aktuelle Trend zu einer gesünderen Lebensweise ermöglicht es Restaurants mit Bio- bzw. Ökoprodukten im Vergleich stark zu wachsen (Schneider 2009, S. 52).

Nach einer Umfrage der IfD Allensbach im Jahr 2019 gehen fast 14 Millionen Deutsche häufig auswärts essen und über 60 Millionen immerhin ab und zu. (IfD Allensbach 2019) 40 Prozent der Befragten im Jahr 2017, die mindestens mehrmals im Jahr im Restaurant essen, würden dabei bis zu 15 Euro für ein Gericht bezahlen. (Statista 2018b)

2.1.3 Probleme in heutigen Restaurants

Die Hauptfunktion eines Restaurants ist es, Rohstoffe und Waren einzukaufen und sie zu Speisen und Getränken zu verarbeiten. Zusätzlich können weitere Faktoren wie Standort und Konzept des Restaurants, Personal und Serviceleistungen wie die Bestellungsaufnahme, das Servieren und Abräumen von Essen und die Nutzung des Gastraumes und des Geschirrs das Angebot eines Restaurants erweitern (Fritz und Wagner 2015, S. 5 f.) Das Konzept scheint einfach umzusetzen, doch die Anzahl der Restaurants in Deutschland wird immer geringer. Im Jahr 2017 betrug die Zahl der umsatzsteuerpflichtigen Restaurants in Deutschland 71.787, was eine Abnahme um 6,4 Prozent seit 2011 darstellt (DEHOGA 2019a) und auch die Anzahl der gewerblichen Unternehmensgründungen in der Gastronomie hat sich von 2008 bis 2014 um 13,11 Prozent reduziert (Deutscher Bundestag 2015). Zwar ist der Umsatz der Gastronomie in Deutschland von 2002 bis 2017 von 32,3 Milliarden € auf 56,02 Milliarden € gestiegen, was eine Erhöhung von 73 Prozent bedeutet. (Statistisches Bundesamt 2019c) Aber der reale Umsatz von Restaurants, Imbissstuben und Cafés in konstanten inflationsbereinigten Preisen hat sich von 1994 bis 2014 mehr als halbiert. (Balz 2016, S. 58) Die möglichen Probleme der heutigen Restaurants, die mit zum Rückgang von Anzahl und Umsatz beitragen, werden deshalb hier aufgeführt.

2.1.3.1 Hygiene

Hygiene spielt in allen Gaststätten eine große Rolle, denn sie werden durch die EU-Lebensmittel-Verordnungen reguliert (Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft 2019) und durch regelmäßige Lebensmittelkontrollen durch das Gesundheitsamt bzw. Lebensmittelbehörde kontrolliert. In München regelt das das Kreisverwaltungsreferat (muenchen.de 2020). In Deutschland werden jährlich ca. 100.000 erkrankte Menschen durch mangelnde Hygiene in der Gastronomie gemeldet. Die Sauberkeit in Restaurants ist Grundvoraussetzung für die Lebensmittelsicherheit. (Bundeszentrum für Ernährung und Bundesinstitut für Risikobewertung 2018) Vier große Bereiche müssen Gastronomen dabei beachten: Betriebshygiene, Produktionshygiene, Personalhygiene und Eigenkontrolle. Die wichtigsten Hygieneaspekte in Restaurants sind Küche, Lager, Toiletten, Schankanlagen, Umkleide und Reinigungsregeln. (Industrie- und Handelskammern in Bayern 2020) Bei der Eigenkontrolle können Gastronomen nach dem Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP)-Konzept vorgehen und müssen alle Grundsätze der Hygiene im Restaurantbetrieb erfassen und beherrschen (BfR 2005).

Trotz dieser Standards verstoßen viele Restaurants in Deutschland immer wieder gegen verschiedenste Hygiene-Auflagen, wobei die Kunden nichts mitbekommen. Erst beim erzwungenen Einstellen des Betriebs und durch Medienberichte bekommen Kunden davon etwas mit. Zum Beispiel musste die Fastfood-Kette Burger King 2014 bundesweit 89 Filialen unter anderem wegen gravierender Hygienemängel schließen. (WELT 2014) Die Foodwatch e. V., ein deutscher gemeinnütziger Verein, der sich für die Rechte von Verbrauchern und die Qualität von Lebensmitteln einsetzt, hat deshalb im Jahr 2018 die Berichte über Kontrollen durch das Bayerische Landesamt für Gesundheit und Lebensmittel (LGL) bezüglich wiederholter Hygienemängel in bayerischen Lebensmittelbetrieben veröffentlicht. Insgesamt hat das LGL der Veröffentlichung von 13 Kontrollberichten mit den Namen der Betriebe zugestimmt. Die Mängeleinstufungen weisen geringfügige bis gravierende Mängel des baulichen Zustandes, der Betriebs- und Prozesshygiene und des Eigenkontrollsystems auf. So hat das LGL bei der Kontrolle der Betriebe eine Vielzahl von Hygieneverstößen wie Schädlingsbefall, Schimmel oder Altverschmutzungen auf Arbeitsflächen aufgedeckt. (foodwatch 2018) In Kooperation mit der Transparenz-Initiative-Internetplattform FragDenStaat hat Foodwatch e. V. Anfang 2019 die Plattform TopfSecret veröffentlicht, um die Kontrollberichte bei den Ämtern anzufragen und diese an die Öffentlichkeit zu bringen. (Topfsecret 2020)

In China vertrauen die Gäste keinem Restaurant ohne Hygiene-Ampelsystem und Überwachungskameras in der Küche, denn Hygiene-Skandale gab es dort schon zu viele in der Vergangenheit. Um der Bevölkerung Klarheit und Sicherheit zu verschaffen, kommt das Gesundheitsamt öfters unangekündigt vorbei und überprüft die Sauberkeit des Restaurants. Für die perfekte Hygiene gibt es vom Gesundheitsamt einen Aufkleber mit der Farbe grün, im Mittelfeld der Sauberkeit ist die Farbe gelb zu sehen und zuletzt mit gravierenden Hygienemängeln die Farbe rot. Außerdem haben die meisten modernen und hochpreisigen Restaurants Überwachungskameras in ihrer Küche. Gäste können auf Bildschirmen stets beobachten, wie das Essen in der Küche zubereitet wird. Aus Datenschutzgründen ist es in Deutschland nicht möglich solche Aufnahmen öffentlich zu zeigen. (Powell 2013)

Personalmangel

In der Gastronomie ist es immer schwieriger Personal zu finden. Vor allem in Großstädten wie München, wo deutschlandweit die höchsten Mieten zu zahlen sind, aber die Gehälter gleichgeblieben sind, müssen Gastronomen einen Mehrwert bereitstellen, um Personal anzulocken. So bieten immer mehr Restaurantbesitzer Dienstwohnungen an, um Mitarbeiter an sich zu binden. Kleinere Restaurants können sich dies aber nicht leisten und müssen mehrere Ruhetage oder Ruhezeiten in der Woche einplanen, die infolgedessen wieder zu weniger Umsatz führen und das Restaurant möglicherweise ruinieren.(Kaufmann 2019) Trotz vieler Kunden und wirtschaftlichem Erfolg, müssen somit sehr gute Restaurants wie das Sternerestaurant Kaspars in Bonn wegen Personalmangel den Betrieb einstellen (Tageskarte 2019).

Nach einer Studie vom Start-up Gronda würden mehr als die Hälfte der Befragten (60 Prozent) die Gastronomiebranche nicht als Arbeitsumfeld weiterempfehlen. Die wichtigsten Motivationsfaktoren für sie waren eine gute Arbeitsatmosphäre, Respekt und Wertschätzung, noch vor Gehalt oder Aufstiegschancen. Gleichzeitig empfanden aber nur 12,4 Prozent der Befragten die Gastronomie als mitarbeiterorientiert. (ahgz 2019) So berichten Auszubildende aus der Gastronomie beispielsweise: „Der Chef ist alles, Azubi ist eine Made.“ oder „Man macht in der Gastronomie nur noch eine Ausbildung, wenn man kein Leben und keine Würde hat!“. Auch die ungünstigen Arbeitszeiten werden sehr kritisch gesehen, diese erinnern „an Sklaverei“. Ein Auszubildender zum Koch fasst zusammen: „Man macht in der Gastronomie nur noch eine Ausbildung, wenn man kein Privatleben hat.“ Das Leisten von Überstunden ist nichts Außergewöhnliches und diese werden zumeist nicht ausgeglichen. Zwar sind die Abbruchsquoten hoch, dennoch leben viele Auszubildende mit diesen Bedingungen aus Angst den Arbeitsplatz zu verlieren oder noch schlechter behandelt zu werden. Ein Auszubildender berichtet: „Wir sind ersetzbar. Jeder kann heutzutage unseren Job machen. Deswegen mache ich bei allem brav mit.“

Gleichzeitig wird das Gehalt der Auszubildenden als zu niedrig eingeschätzt. Im ersten Ausbildungsjahr bezahlen selbst großzügige Arbeitgeber nur 650 Euro brutto im Monat. Circa 90 Prozent der befragten Auszubildenden überlegen daher nach der Ausbildung im Ausland oder auf einem Kreuzfahrtschiff zu arbeiten, da sie sich dort höhere Löhne erhoffen. Der Mangel an Auszubildenden führt daher zu einem noch größeren Mangel an Fachkräften. (nomyblog 2017) Laut Berufsbildungsbericht 2019 blieben im Jahr 2018 36,5 Prozent der Ausbildungsplätze zum Restaurantfachmann/-frau unbesetzt und somit 3 Prozentpunkte mehr als 2017 (Bundesministerium für Bildung und Forschung 2019, S. 36). Dazu trägt auch der anhaltende Trend zum Studium und weg von der dualen Ausbildung bei. Deutschlandweit gab es im April 2019 in der Gastronomie 21.067 unbesetzte Stellen. Das ist für Arbeitgeber auch deshalb eine Herausforderung, weil sich kaum ein Gastronom mehr leisten kann auf Saisonkräfte zu setzen, wie es früher eher der Fall war, um im umsatzschwachen Winter Kosten zu sparen. Die Schwierigkeit jedes Jahr neues Personal zu finden zwingt die Arbeitgeber nun auf unbefristete Verträge umzuschwenken. (Lysk 2019)

2.1.3.2 Strategische Ausrichtung und Managementfehler

Die Zahlen der Systemgastronomie zeichnen ein deutlich erfolgreicheres Bild für größere Gastronomieketten als für klassische Restaurants. Allerdings zeigen in jüngerer Vergangenheit die Fälle Vapiano und Hans im Glück, dass nach einem starken Wachstum durch falsche strategische Ausrichtung und Fehlentscheidungen des Managements auch große Ketten in Bedrängnis kommen können. Zuletzt verbuchte beispielsweise Vapiano im Jahr 2018 bei einem Umsatz 372 Millionen Euro einen Verlust von 101 Millionen Euro. Die Gründe des Abstiegs von Vapiano lagen zunächst im Bereich mangelnder Hygiene. Diese wurde nach einem Wechsel des Vorstands zwar massiv verbessert, dafür zeigten sich Fehler bei der eigentlichen Kernkompetenz Vapianos. Bei der Entwicklung und Planung neuer Gerichte wurde deren Komplexität und Zubereitungszeit zu niedrig eingeschätzt. Die zu hohen Wartezeiten führten zu langen Schlangen an den Zubereitungsstationen und zu frustrierten Kunden. Wer in einem eigentlichen Schnellrestaurant länger in der Schlange steht als er sonst am Tisch warten muss, wird sich lieber nach einer Alternative umsehen. Anstatt diese Probleme zu thematisieren, reagierte das Vapiano-Management mit massiver Expansion und vergaß auch hier die früher an den Tag gelegte Sorgfalt bei der Auswahl neuer Standorte. (Slavik 2019)

2.1.3.3 Transparenz der Lebensmittel

In vielen Teilen der Gesellschaft gewinnt das Stichwort Transparenz immer mehr an Bedeutung. Das ist auch in der Gastronomie der Fall oder wird zumindest von den Gästen gewünscht. In einer Umfrage wünschten sich 78 Prozent der Befragten, dass Restaurants beispielsweise das Herkunftsland von Geflügelfleisch kenntlich machen müssten. Allerdings bekommt der Gast in kaum einem Restaurant Informationen wie Herkunftsland oder Tierhaltungsbedingungen für die verwendeten Zutaten. 74 Prozent ist die Herkunft sogar wichtiger als der Preis, jedoch ist nur dieser in der Speisekarte ersichtlich. Während der Handel die Herkunft von Geflügel meist angeben muss, gibt es in der Gastronomie keine entsprechende Vorschrift. (Kranz 2017) Der Geschäftsführer der DEHOGA Nordrhein bekräftigt, dass immer mehr Gäste sich umfassend über Herkunft, Aufzucht- und Anbaumethoden sowie Transportbedingungen informieren möchten. Das ist für Gäste der meisten Restaurants allerdings schwierig zu erfahren. (Brocks 2013)

2.1.3.4 Lebensmittelabfall

Im Jahr 2017 gab das statistische Bundesamt bekannt, dass 55,8 Millionen Tonnen an Abfällen aus Produktion und Gewerbe in Deutschland entstanden sind. Seit dem Jahr 2000 bis 2017 ist die Menge des Abfallaufkommens ziemlich konstant. (Statistisches Bundesamt 2019a) Allein die Lebensmittelabfallmengen der Landwirte, Lebensmittelverarbeiter, Handel und Gastronomie machten 2015 5,7 Millionen Tonnen aus. Laut Forschern wäre der Großteil davon theoretisch vermeidbar. (Zeit Online 2019)

„Zero Waste“ ist das erste Restaurant, dass sich zum Ziel gesetzt hat, so wenig Abfall bei der Zubereitung von Lebensmitteln wie möglich zu produzieren. Eine Kompostiermaschine hilft dem Besitzer, Lebensmittelreste zu Kompost zu verarbeiten. Der Kompost wird dann den ansässigen Bauern als Dünger für neue Anpflanzungen zur Verfügung gestellt. So sorgt dieses Restaurant für mehr Nachhaltigkeit und wirkt der Lebensmittelverschwendung entgegen. (Jungbauer 2019)

2.1.3.5 Steuern

Für das Essen zum Mitnehmen oder per Lieferservice muss ein Gastronom 7 Prozent Steuern an das Finanzamt abgeben. Dagegen muss er 19 Prozent Steuern für die im Restaurant gegessenen Speisen abgeben. Der Grund dafür ist, dass die Leistungen im Restaurant wie Sitzgelegenheiten, Toiletten und Bedienung als Dienstleistungen angesehen werden und nicht nur die verkauften Lebensmittel als Besteuerungsgrundlage gelten. (Schult 2018) Der DEHOGA Bundesverband betont auf seiner Webseite das Wirtshaussterben auf dem Land sowie das Verschwinden klassischer Restaurants aus der Innenstadt wegen Wettbewerbsnachteilen. Der Verband verlangt 7 Prozent Steuern nicht nur für das Essen zum Mitnehmen und sondern auch für das Speisen im Restaurant. (DEHOGA 2020)

In der Gastronomie gibt es neben der Umsatzsteuer von 7 oder 19 Prozent, auch die Gewerbesteuer, Einkommensteuer oder Körperschaftsteuer, Lohnsteuer, gegebenenfalls Schaumweinsteuer, Biersteuer, Branntweinsteuer und Tabaksteuer. Steuerberater sind deshalb für Restaurantbesitzer von größter Bedeutung und nur sie können eine Abmahnung vom Finanzamt verhindern. (Hegelund 2017) Nach Schätzungen der Deutschen Steuer-Gewerkschaft und des Bundesgerichtshofs verliert der Staat mindestens 10 Milliarden Euro wegen Steuerbetrug im Handel und in der Gastronomie. Durch manipulierte Ladenkassen oder verkaufte Speisen, die nicht in die Kasse eingegeben werden, ist der Betrug für Gastronomen sehr einfach, da in Deutschland viel in Bar gezahlt wird. Der Bundesfinanzminister Olaf Scholz will mit der Bonpflicht ab 01. Januar 2020 der Steuerhinterziehung entgegenwirken. Gastronomen sind aber skeptisch, da dies nur mehr nicht-recyclebaren Müll produziert und die meisten Kunden keinen Beleg mitnehmen wollen. (Horn 2019) In der Gastronomiebranche ist es üblich, dass Restaurants mit einem niedrigeren Gewinn und einem höheren Umsatz pro Quadratmeter im Vergleich zum Branchendurchschnitt beim Finanzamt unter besonderer Beobachtung stehen. (Book 2019)

2.2 Robotik

Das Robot Institute of America definierte einen Roboter im Jahr 1979 als einen umprogrammierbaren, multifunktionalen Manipulator, der Arbeitsmittel, Materialien, Teile oder Spezialvorrichtungen durch verschiedene vorher programmierte Bewegungen zur Erfüllung einer Menge von Aufgaben bewegen kann. (McKinnon 2015, Kap. 1)

Der Duden definiert einen Roboter als „(der menschlichen Gestalt nachgebildete) Apparatur, die bestimmte Funktionen eines Menschen ausführen kann oder Maschinenmensch". (Dudenredaktion (o. J.)) Der Begriff Robotik gilt als „Wissenschaft der Roboter und ihrer Technik“. (Duden)

Das aktuelle Konzept der Robotik entsprang aus Dampf und Strom während der industriellen Revolution, die beide den Weg für von ihnen angetriebene Motoren und Maschinen ebneten. Thomas Edison und Nikola Tesla leiteten mit ihren Erfindungen und Entdeckungen die Ära der Robotik ein. Im Jahre 1898 präsentierte Tesla sein funkferngesteuertes Boot, mit dem er sich rühmte, dass es das Erste in einem zukünftigen Rennen von Robotern war. Viele bezeichneten diese Begebenheit als die Geburtsstunde der Robotik. (White und Snook 2016)

Die Bezeichnung "Roboter" wurde jedoch erst später im Jahr 1921 verwendet, als der tschechische Dramatiker Karl Capek „R.U.R.“ - Rossums Universal Robots – schrieb; ein Stück, das die Geschichte der Roboter erzählte. In diesem Stück geht es zunächst um Roboter und deren Vorteile. Ironischerweise endet das Drama mit einer Dystopie in Form von sozialem Aufruhr aufgrund von Massenarbeitslosigkeit. Das Stück zeigt beispielsweise die Entmenschlichung des Menschen, der in einer hochtechnisierten und -automatisierten Zivilisation lebt und Roboter als geknechtete Fabrikarbeiter, die gegen ihre menschlichen Herren rebellieren (McKinnon 2015)

Bekannter noch, der Science-Fiction-Autor Isaac Asimov prägte den Begriff "Robotik" in seiner Kurzgeschichte „Runabout“ von 1942. Diese Geschichte charakterisierte optimistisch Roboter als hilfreiche Diener der Menschheit. Asimovs drei "Gesetze der Robotik" beeinflussen Literatur, Film und Wissenschaft bis heute und setzen sich in der Forschung der künstlichen Intelligenz fort. Wichtige Erfindungen des 20. Jahrhunderts, darunter der digitale Computer, Transistor und Mikrochip, ermöglichten es den Wissenschaftlern, elektronische, programmierbare Gehirne für Roboter zu entwickeln. Industrieroboter sind in der modernen Fabrik allgegenwärtig und werden für eine Vielzahl von Aufgaben vom Materialtransport bis zur Montage eingesetzt. Die Biomedizin-, Fertigungs-, Transport-, Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie nutzt Roboter in vielerlei Hinsicht. (White und Snook 2016, S. 17)

Der Umsatz der deutschen Robotik- und Automationsbranche betrug im Jahr 2019 15,7 Milliarden Euro. Zehn Jahre zuvor im Jahr 2009 lag der Umsatz bei 6,2 Milliarden Euro, das ist ein Zuwachs auf mehr als das Doppelte. (VDMA 2019) Im Jahr 2018 benutzten 16 Prozent der Unternehmen des verarbeitenden Gewerbes in Deutschland Roboter. (Brandt 2018) Das Versandunternehmen Amazon baut seinen Roboteranteil stetig aus und hat seit 2017 ca. 120.000 Roboter in seinen Logistikzentren. Roboter Kiva ist eigens von Amazon Robotics hergestellt, erreicht eine Geschwindigkeit von 5,5 Kilometer pro Stunde und ist 340 Kilogramm schwer. (Janson 2018)

Der Einsatz von Robotern zur Hilfe bei Stress, Einsamkeit oder anderen Emotionen scheint einer der neuesten Trends in der digitalen Gesundheit zu sein. Von den auf der CES 2020 angetroffenen Robotern waren die meisten auf eines oder eine Mischung aus drei großen Themen ausgerichtet: Service, Bildung und emotionale Betreuung oder Unterstützung. Nicht wenige von ihnen wurden so verpackt, dass sie so niedlich wie möglich sind. Dies könnte ein Weg sein, um die Menschen vergessen zu lassen, dass es sich um Roboter handelt. (Brown 2020)

2.2.1 Begriffliche Eingrenzung: Roboter und Robotik

Die Robotik hatte bereits um die 1980er Jahre ihren Beitrag zu einem tiefgreifenden Wandel geleistet hat, indem sie die mechanisierten "Montagelinien" der fordistischen Revolution und Produktionslinien des frühen 20. Jahrhunderts entscheidend umgeworfen und die Produktivität der Produktionsanlagen auf das Niveau der Gegenwart gebracht hat. Dies war die so genannte dritte industrielle Revolution, die in den 1980er Jahren stattfand und aus der Kombination verschiedener, aber stark miteinander verknüpfter Elemente - Mikroelektronik, Mechatronik, Robotik und Industrieautomatisierung - entstand. Um ihr kreatives Potenzial zu beschreiben, muss man sich mit einigen Begriffen vertraut machen. (Carrozza 2019, S. 5)

Robotik ist die Schnittstelle der Ingenieur- und Naturwissenschaften, des Maschinenbaus, der Elektrotechnik, der Informationstechnik und der Informatik. Sie beschäftigt sich mit dem Entwurf, dem Bau, dem Betrieb und der Nutzung von Robotern sowie mit Computersystemen zu deren Steuerung, sensorischer Rückmeldung und Informationsverarbeitung. (Built In 2019)

Ein Roboter ist eine Maschine, die Informationen über ihre Umgebung sammelt und diese Informationen verwendet, um Anweisungen zu befolgen und zu arbeiten. Außerdem ist er ein elektromechanisches oder bio-mechanisches Gerät oder eine Gruppe von Geräten, die wiederholte oder vorprogrammierte Aufgaben ausführen können. (Tirgul und Naik 2016, S. 1787 ff.) Der Roboter ist also im Grunde genommen ein intelligentes physikalisches System, das mit Aktoren und Sensoren ausgestattet ist. Er kann über künstliche Intelligenz verfügen, die mit Software und Lernsystemen verknüpft ist, die Informationen verarbeiten und einige Formen des Denkens ermöglichen kann, vor allem aber die Fähigkeit zu autonomen Entscheidungen ohne die direkte Kontrolle eines menschlichen Bedieners bietet. Sie nutzt die virtuelle Cloud, die sich auf entfernten Servern befindet und eine Bibliothek sowohl mit früheren Informationen als auch solchen, die von den Sensoren des Roboters gerade erfasst wurden, bietet. Dadurch kann die Wahrnehmungserfahrung sowohl gespeichert als auch mit einer Reihe von Robotern ausgetauscht werden. Durch die Weiterentwicklung der Telekommunikationstechnologien wie 5G wird die Cloud in Echtzeit zugänglich und ermöglicht so den Austausch von entscheidenden Informationen für die Bewegung in unstrukturierten und unbekannten Umgebungen. Hier kann der Roboter dank der Datenbibliothek, die ohne zeitliche Verzögerungen zugänglich ist, navigieren. (Carrozza 2019, S. 5)

Die Schwarmrobotik ist ein sehr interessanter Zweig der Robotik, der von der Intelligenz der Insektenschwärme in der Natur inspiriert ist. Komplexe Verhaltensweisen können aus den Interaktionen einer Reihe von einfachen Robotern aufgebaut werden. Die Roboter können über Wi-Fi oder über einen zentralen Computer miteinander kommunizieren. Alternativ kann den Robotern eine lokale Kommunikation über IR-LEDs und Empfänger ermöglicht werden, damit sie mit ihren Nachbarn kommunizieren können. (White und Snook 2016, S. 142)

Die Methode zur Implementierung von Modellen in Systemen, die das Verhalten biologischer Systeme nachahmen, ist sehr wirkungsvoll, da sie es uns ermöglicht, ihre Funktionsweise und die Arbeitsweise des biologischen Systems zu untersuchen, um sie anschließend zu replizieren. Die Kybernetik beschäftigt sich mit diesem Bereich und untersucht die Replikation des biologischen Systems in einem künstlichen System: Die menschliche Hand ist eines der kreativsten Beispiele der Robotik, das für zahlreiche Forscher über viele Jahre hinweg eine Herausforderung darstellte. (Carrozza 2019, S. 24)

2.2.2 Arten von Robotern

Die heutige Robotik kann als eine Wissenschaft beschrieben werden, die sich mit der intelligenten Bewegung verschiedener Robotermechanismen beschäftigt, die in die folgenden vier Gruppen eingeteilt werden kann: Robotermanipulatoren, Roboterfahrzeuge, Mensch-Roboter-Systeme und biologisch inspirierte Roboter. (Mihelj et al. 2019, S. 1)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 Roboterarten (Mihelj et al. 2019, S. 2)

Die am häufigsten anzutreffenden Roboter-Manipulatoren sind serielle Robotermechanismen. Der Roboter-Manipulator wird durch eine serielle Kette von starren Körpern, den sogenannten Robotersegmenten, dargestellt, die durch Gelenke miteinander verbunden sind. Parallele Roboter sind sowohl in der Wissenschaft als auch in der Industrie von großem Interesse, da Roboterbasis und -plattform durch parallele Segmente, sogenannte Beine, miteinander verbunden sind. Diese werden überwiegend für Pick and Place Aufgaben eingesetzt. Da die Roboter-Manipulatoren den menschlichen Bediener bei verschiedenen Produktionsaufgaben ersetzen, ähnelt ihre Größe oft der eines menschlichen Arms. Die Hersteller bieten aber auch bis zu zehnmal größere Roboter-Manipulatoren an, die in der Lage sind, beispielsweise komplette Karosserien zu manipulieren. Im Gegensatz dazu werden in den Bereichen Biotechnologie und neue Materialien Mikro- und Nanoroboter eingesetzt. Nanoroboter ermöglichen das Orientieren, Schieben, Ziehen, Aufnehmen und Platzieren, Biegen und Fräsen von Objekten auf der Skala von Molekülen und Partikeln. (Mihelj et al. 2019, S. 1)

[...]