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Industrieroboter sind mechanisch flexible Maschinen, die mit dem richtigen Endeffektor ausgestattet flexible Fertigungsaufgaben übernehmen können. Allerdings werden Roboter nur selten eingesetzt, wenn es sich um die Fertigung kleiner Stückzahlen handelt. Ein Hauptgrund dafür sind die hohen Kosten der Programmierung, die den größten Anteil der Gesamtkosten an einem Robotersystem darstellen und für jede Adaption in hohem Umfang wieder anfallen. Die Wiederverwendung von Software bei der Programmierung von Roboterzellen ist eine zwingende Voraussetzung, um die Entwicklungskosten zu senken. Ziel muss es dementsprechend sein, dass sich Software für Roboterzellen modular aus wiederverwendbaren Komponenten zusammenstellen lässt. Eine hierfür zwingende Grundlage stellt die Entwicklung eines ganzheitlichen Ansatzes zur Modellierung und Implementierung modularer und flexibler Software für die Automatisierung von Roboterzellen dar. Das zentrale Ergebnis der vorliegenden Dissertation ist ein umfassendes Konzept zur serviceorientierten Automatisierung von Roboterzellen. Dazu wurde ein Modellierungsansatz mithilfe von SysML entwickelt, um die Software zu strukturieren und die relevanten Services zu identifizieren. Dabei werden die Services an den möglichen Handhabungs- und Fertigungsaufgaben der Roboterzelle ausgerichtet, um anschließend den Automatisierungsprozess aus diesen Diensten zu orchestrieren. Gemäß den Ideen von Industrie 4.0 steht das intelligente Bauteil im Mittelpunkt der Automatisierungssoftware. Es trägt das Wissen, wie es gefertigt werden muss, mit sich und beeinflusst so den Produktionsprozess maßgeblich. Durch ein objektorientiertes Modell der Bauteile, Roboter und Werkzeuge sowie ihrer geometrischen und semantischen Zusammenhänge kann die Roboterzelle vollständig in Software abgebildet werden. Die direkte Verwendung dieses Wissens in der Programmierung ermöglicht es, generische Programmfragmente zu erstellen, die universell einsetzbar sind. Dementsprechend kann die Automatisierungssoftware über Services aus wiederverwendbaren Komponenten nach dem Baukastenprinzip zusammengesetzt werden. Der hier vorliegende, neue Ansatz wurde anhand einer kooperativen Montageanwendung evaluiert.