Industrie 4.0 – die schöne, neue Welt?

Von: Thorsten Karbach
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Produktionstechnik entwickelt sich rasant: Der Mensch wird zunehmend zum Qualitätsgaranten. Anderes läuft automatisch. Foto: Herrmann

Aachen. Diese Entwicklung ist nicht mehr zu bremsen. Den neuen BMW 7er gibt es in zehn Varianten. Der Kunde hat die Wahl, der Hersteller die Qual, weil er die Fertigung entsprechend abstimmen muss. Hohe Flexibilität ist gefordert, und damit steht der Automobilhersteller wie all seine Konkurrenten, wie die Maschinenbauer und überhaupt alle produzierenden Unternehmen, erst am Anfang einer Entwicklung – oder besser: einer Revolution.

So schätzen es die Institutsdirektoren des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen ein. Am 22. und 23. Mai wird das 28. Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloqium (AWK) des WZL und des Fraunhofer IPT stattfinden. Überschrieben ist es mit „Industrie 4.0 – Aachener Perspektiven“, Experten aus Forschung und Industrie werden über die anstehende Revolution sprechen. Schlagwörter wie Globalisierung, Virtualisierung, Prozessverständnis, Vernetzung und Mittelstand stehen im Raum.

Mit weniger Getöse

Wenn dies die vierte industrielle Revolution ist, die sich gerade abzeichnet, dann läuft sie mit deutlich weniger Getöse ab als die drei vergangenen: 1712 war es die Erfindung der Dampfmaschine, die für die erste Revolution steht. 1913 begann die Produktion auf dem Fließband und damit die zweite industrielle Revolution. Die dritte wird wahlweise auf 1969 oder 1973 datiert, in jedem Fall aber mit dem Einsatz von Robotern beschrieben. Und nun? Dampf ist Geschichte, Fließbänder und Roboter bewegen sich weiter. Was ist nun so neu, dass Professor Christian Brecher, einer der Institutsdirektoren des WZL, von einer vierten industriellen Revolution spricht?

Es geht um so nie dagewesene Flexibilität und Individualisierung von Produktionsabläufen – in einem Maß, dass die Experten von einer Revolution sprechen. Nach Mechanik, Elek-trik und Automatisierung geht es nun um Vernetzung von Menschen, Maschinen und Systemen. Und gleichzeitig um eine Chance für Hochlohnländer, denen es längst schwer fällt, mit Massenprodukten Geld zu verdienen, weil die Konkurrenz in Fernost und anderswo weit günstiger produzieren kann. Seit 2006 gibt es an der RWTH Aachen dazu das passende Exzellenz-Cluster „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“.

Beobachter, Kontrolleur, Garant

Ein gutes Beispiel baut auf Legosteine und ist doch weit mehr als Gedankenspielerei. In einer Werkhalle des WZL steht eine Produktionslinie, in der Klötzchen zusammengesetzt und mittels Druck gestaltet werden. Noch ist es ein wissenschaftlicher Mitarbeiter, der auf seinem Tablet-Computer Gestaltung und Anordnung von vier Steinen in Auftrag gibt – er könnte auch der Endkunde sein. Die Daten gehen direkt an die Maschinen, in einem ersten Schritt wird den Bausteinen ein Chip eingesetzt, anschließend erkennt jeder Roboterarm der Produktionslinie, was mit dem Stein geschehen soll.

Alles läuft schnell, effizient, vollkommen reibungslos an. Der Mensch bleibt Beobachter, Kon-trolleur, Garant für die Qualität des Endproduktes und damit unverzichtbar. Er wird auch mit dieser Automatisierung nicht auf der Strecke bleiben. „Wir reden hier nicht von der mannlosen Fabrik“, versichert WZL-Institutsdirektor Professor Robert Schmitt. Es werden zwar weniger Fachkräfte gebraucht; aber in dieser Zukunft gibt es angesichts des gegenwärtigen Mangels ja auch weniger.

Auf die reale Welt projiziert, sitzt der Kunde auf dem heimischen Sofa, er schaut TV, vielleicht eine Kochsendung, er trinkt ein Glas Rotwein und gestaltet dabei an seinem Laptop einen Lampenschirm oder eine Blumenvase, die er kaufen will. Seine Vorstellungen werden als Daten direkt an die herstellende Maschine – wo auch immer sie steht – übertragen, und wenig später ist das gewünschte Produkt versandfertig. Der Kunde ist nicht mehr nur König, er ist Auftragsgeber und Produktgestalter. Auch wenn dies vereinfacht dargestellt ist: So funktioniert Industrie 4.0. Schöne, neue Welt?

Die Herausforderung einer individualisierten Produktion und Auftragsannahme wurde von Hochschulen wie Unternehmen angenommen. Die Hochschulen sind dabei wesentlicher Antrieb der Revolution. „Damit wir alle Potenziale einer vierten industriellen Revolution nutzen können, müssen nicht nur Wirtschaft und Wissenschaft hervorragend zusammenarbeiten. Auch die Politik muss die Wege in die Hochschulen offen gestalten, damit die Industrie 4.0 kein Forschungsthema bleibt“, erklärte Ralf Kersting, Vizepräsident der Industrie- und Handelskammer NRW, während des „Innovationstages 2014“. Thema der Veranstaltung: Industrie 4.0.

Es sind alle Voraussetzungen da, um industrielle Abläufe von der Auftragsannahme über die Produktion bis zur Auslieferung und Kundenpflege maximal zu vernetzen: Rechner-Hardware und Internet sind nahezu überall verfügbar. In der Automatisierung werden bereits gewaltige Datenmengen bewältigt. Die Digitalisierung schreitet rapide voran. Maschinen können miteinander kommunizieren. Gleichzeitig steigen die Qualitäts-, Leistungs- und Terminanforderungen der Kunden. „Die Produktion von morgen wird intelligent und virtuell ablaufen. Die physikalische Welt verschmilzt mit dem Internet der Dinge“, sagt Brecher. Das ist die Aachener Perspektive auf Industrie 4.0. „Es geht um ein disziplinübergreifendes, integratives Verständnis von Produktionstechnologie.“

Veränderungen sind ohnehin gefordert. Entwicklungszyklen in der Industrie werden kürzer, Stückzahlen neuer Produkte kleiner. Produzenten müssen die Kostenseite drücken. Der Markt wird dynamischer, Absatzentwicklungen werden schwieriger zu prognostizieren. Maschinen müssen also flexibler arbeiten. Mit dieser Situation werden Unternehmen – Autobauer wie Triebwerkhersteller – längst konfrontiert und suchen Hilfe an Hochschulen.

Es ist eine Welt der (fast) unbegrenzten Möglichkeiten, die beim AWK vorgestellt wird. Dank Satelliten interagieren riesige Roboterarme auf engstem Raum, ohne einander in die Quere zu kommen, und setzen Windschutzscheiben auf Lkw-Führerhäuser. „Die reale Welt muss mit der virtuellen kontinuierlich abgeglichen werden“, erklärt Robert Schmitt. Und Christian Brecher sagt: „Wir glauben an die revolutionären Strukturen für die Produktionstechnik der Zukunft.“

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