Industrie 4.0 – Der Mensch in der Fabrik der Zukunft

Ahmet Degirmenciler

Deutschland befindet sich inmitten eines technologischen Sprungs. Der deutsche Maschinenbau beflügelt seit Jahren weltweit den industriellen Fortschritt. Der Begriff Industrie 4.0 steht für eine industrielle Revolution, doch ist es eine Revolution und in wie weit ist Deutschland auf diesen nächsten Schritt angewiesen?

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Bild: Roboter werden via MES gesteuert. ABB auf der SPS IPC Drives

Innovationen und technische Neuerungen sind der Kern des deutschen Maschinen und Anlagenbaus. So bevorzugen die mittelständischen Unternehmen in Deutschland eher den Begriff Evolution. Industrie 4.0 ist bereits Alltag in der deutschen Industrie. Schon heute sind in den großen Produktionswerken Roboter in Produktion involviert, die über ein komplexes MES (Manufacturing Executive System) gesteuert werden. In der Zukunft soll die Produktion allerdings effizienter und wirtschaftlicher ablaufen.

Deutsche Maschinen und Anlagen sind weltweit beliebt. Das wird durch einen Umsatz von über 200 Milliarden Euro jährlich und elf Prozent der Marktanteile in dieser Branche bestätigt, so eine VDMA-McKinsey-Studie. Weiterhin heißt es darin, dass rund eine Million Menschen in dieser Industrie beschäftigt sind. Damit dieser Standard gewahrt werden kann und das Wachstum weiter anhält, müsse man die Weichen neu stellen. Die deutsche Maschinenbauindustrie könne in Zukunft gefährdet sein, wenn die Unternehmen sich nicht weiterentwickelten, befürchtet der VDMA. Konkret heißt es, dass die Branche flexibler und effizienter in der Produktion werden müsse. Das Konzept Industrie 4.0 solle nun die Richtung angeben. Dazu gehören Smart Factories, in denen autonom arbeitende und adaptive Maschinenanlagen die Produktion ressourceneffizienter gestalten sollen.

 

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Bild: Miniatur einer intelligenten Fabrik von Bosch Rexroth auf der SPS IPC Drives

 

Intelligente Fabriken der Zukunft

„Smart Factory“ ist der Begriff für eine effizientere Form der Fertigungstechnik und gehört zur Hightech- Strategie der deutschen Bundesregierung in Zusammenarbeit mit der Plattform Industie 4.0.Auf der Webseite der Technologie- Initiative Smart Factory e.V. wird beschrieben, wie die Fertigungsanlagen von morgen aussehen werden. Die Posten Fertigung und Logistik sollen ohne menschliche Hilfe miteinander die Produktion koordinieren. Die Grundlage sind cyber-physische Systeme. Das bedeutet, die Fertigungsmaschinen kommunizieren mit dem Produkt, bis dieses fertig für den Absatzmarkt ist. Das Produkt oder Werkstück bringt seine eigenen Fertigungsinformationen in maschinell lesbaren Codes in Form eines RFID- Chips mit, in der alle Eigenschaften des Produkts gespeichert sind. Anhand der Daten auf dem Chip stellt das System fest, welche Fertigungsschritte noch zu durchlaufen sind, bis das Endprodukt fertig ist. Dieses System hat den Vorteil, dass der Kunde in Zukunft jedes individuelle Ersatzteil bestellen kann, ohne auf Masse zu setzen. Das ist nicht nur wirtschaftlich, sondern auch ökologisch gesehen ein Schritt in die umweltfreundliche Produktion von Morgen. Die Firma ABB spricht hierbei sogar von einer Produktivitätssteigerung von dreißig Prozent. Damit ein Rohling zu einem gewünschten Endprodukt gefertigt werden kann, werden Design und Eigenschaften noch vor der Produktion, über eine Software simuliert. Einzelne Maschinen werden zum Beispiel vorher am Rechner entworfen und virtuell getestet, bevor sie praktisch gebaut werden. Deshalb entfallen unter anderem bei Siemens fünfzig Prozent des Forschungs- und Entwicklungsbudgets auf Software. Das soll Zeit und Ressourcen sparen.

 

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Laut der Firma Festo, wäre das zwar wirtschaftlich gesehen eine Steigerung der Ressourceneffizienz. Logischerweise wäre das ein Argument für die Industriebranche, auf Industrie 4.0 umzusteigen. Da stellt sich die Frage warum dieses Konzept keinen großen Anklang in der freien Wirtschaft findet. “Die Umsetzung von Industrie 4.0 ist ein evolutionärer Prozess, der in den Fabriken mit unterschiedlicher Geschwindigkeit voranschreiten wird”, so Prof. Dr. Peter Post, der Leiter der Forschungsabteilung von Festo. Die Ursache besteht darin, dass nicht alle Unternehmen gleichermaßen positiv auf die Innovation Industrie 4.0 reagieren. Ein Grund dafür ist die Befürchtung vor möglichen Rationalisierungseffekten und hoher Arbeitslosigkeit als Folge. Anders als in Japan soll, laut den Verbänden, dabei nicht auf den Faktor Mensch verzichtet werden.

 

Der Mensch im Mittelpunkt

In der Fabrik der Zukunft muss sich der Mensch in einer immer komplexer werdenden Umgebung von Maschinen, Prozessen und Komponenten zurechtfinden. „Der Mensch wird vom einfachen Bediener zum Steuerer und Regulierer in einer komplexen Umwelt“, so Prof. Dr. Wolfgang Wahlster vom DFKI. Dennoch sind die Befürchtungen groß, dass zunehmend selbstständigere Maschinen immer mehr Arbeitsplätze auslöschen. Die Firma Festo schlägt jedoch einen Kurs ein, in der die Menschen klar im Vordergrund stehen sollen. „Der Mensch ist und bleibt ein wichtiger Bestandteil des Produktionsprozesses. Die Arbeitnehmer werden im gleichen Umfang gebraucht werden wie bisher, vielleicht sogar noch dringender. Was sich ändern wird, sind die Jobprofile.“, so Peter Post. Einfache Produktionsprozesse und Überwachungsaufgaben werden in Zukunft nicht von Menschen, sondern von intelligenten Maschinen erledigt. Unterm Strich bleiben Tätigkeiten, die mit größerer Verantwortung verbunden sind, wie komplexe und kreative oder analytischen Aufgaben. Das setzt natürlich eine höhere Qualifikation der Arbeitnehmer voraus. Es ist die Rede von einem vollkommen neuen Berufsfeld. Das soll durch eine neue Lernfabrik im Jahr 2015 umgesetzt werden. Neue Forschungsfelder sollen dadurch erschlossen werden, fachübergreifende Kooperationen werden unabdingbar. Festo denkt sogar an einen Hochschulabschluss mit dem Titel “Master of Industrie 4.0″. Das alles soll durch neue Bildungszentren forciert werden.