8 Experten zum Thema Industrie 4.0 – Teil 3 Smart Factory - was kommt da auf uns zu?

Autor / Redakteur: Ines Näther / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Internet of Things, Smart Factory und Industrie 4.0: Selten haben Schlagworte solch hohe Aufmerksamkeit erzielt. Das Prinzip: eine global vernetzte Produktion zu schaffen, über alle Grenzen hinweg. Dabei müssen verschiedene Teildisziplinen intelligent und einwandfrei zusammenarbeiten. Wie weit sind die deutschen Automatisierer? Ein Zwischenstand.

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Smart Factory: Die besten Chancen sind gleichzeitig die größten Herausforderungen.
Smart Factory: Die besten Chancen sind gleichzeitig die größten Herausforderungen.
( © fotohansel - fotolia)

Nachgefragt: Wie wird aus Ihrer Sicht, neben der Umsetzung der technischen Konzepte, Industrie 4.0 die industrielle Arbeitswelt verändern?

Dr. Ursula Frank, Projektmanagement Forschung & Entwicklung bei Beckhoff: „Industrie 4.0 wird erheblichen Einfluss auf unsere Arbeitswelt haben.“
Dr. Ursula Frank, Projektmanagement Forschung & Entwicklung bei Beckhoff: „Industrie 4.0 wird erheblichen Einfluss auf unsere Arbeitswelt haben.“
(Bild: Beckhoff)

Dr. Josef Papenfort, Produktmanager Twincat bei Beckhoff: „Bestehende Wertschöpfungsprozesse werden aufgebrochen und es werden noch stärker vernetzte und flexibler anpassbarere Prozesse entstehen.“
Dr. Josef Papenfort, Produktmanager Twincat bei Beckhoff: „Bestehende Wertschöpfungsprozesse werden aufgebrochen und es werden noch stärker vernetzte und flexibler anpassbarere Prozesse entstehen.“
(Bild: Beckhoff)

Dr. Ursula Frank, Projektmanagement Forschung & Entwicklung und Dr. Josef Papenfort, Produktmanager Twincat bei Beckhoff: Industrie 4.0 wird erheblichen Einfluss auf unsere Arbeitswelt haben. Bestehende Wertschöpfungsprozesse werden aufgebrochen und es werden noch stärker vernetzte und flexibler anpassbarere Prozesse entstehen. Das erfordert ein Umdenken bei allen an den Wertschöpfungsprozessen beteiligten Personen – angefangen vom Management bis zu den Mitarbeitern in der Produktion – aber auch entsprechende IT-Lösungen zu deren Umsetzung. Für den Menschen in der Produktion werden vor allem neue Formen der Interaktion zwischen Mensch und Maschine entstehen. Beispielsweise passt die Maschine ihr Verhalten individuell an unterschiedliche Bediener an oder der Bediener interagiert über Smart Watches mit der Produktion. Diese Veränderungen tragen nicht nur zu effizienteren und ressourcenschonenderen Produktionsprozessen, sondern auch zu besseren Arbeitsbedingungen bei.

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Andreas Huhmann, Strategy Consultant Connectivity + Networks bei der Harting Technologiegruppe: „Was aber sicher ist, Industrie 4.0 lässt sich nicht verhindern. Aber erst einmal müssen wir entsprechend des Hype Cycles durch das Tal der Tränen.“
Andreas Huhmann, Strategy Consultant Connectivity + Networks bei der Harting Technologiegruppe: „Was aber sicher ist, Industrie 4.0 lässt sich nicht verhindern. Aber erst einmal müssen wir entsprechend des Hype Cycles durch das Tal der Tränen.“
(Bild: Harting)

Andreas Huhmann, Strategy Consultant Connectivity + Networks bei der Harting Technologiegruppe: Es fängt gerade erst alles an. Alles Beschriebene kommt erst. Industrie 4.0 ist, auch wenn viele es behaupten, noch Vision. Immer wieder behauptete vollständige Industrie 4.0-Lösungen sind alle proprietär und damit definitiv nicht Industrie 4.0. Daher sind die Folgen zum großen Teil nicht vollständig abzusehen. Was aber sicher ist, Industrie 4.0 lässt sich nicht verhindern. Aber erst einmal müssen wir entsprechend des Hype Cycles durch das Tal der Tränen.

Und die Auswirkungen auf die Arbeitswelt? Die Digitalisierung wird bewirken, dass es kein reines Handeln in der physikalischen Welt mehr gibt. Alles wird mit der Cyber-Welt also dem Internet verbunden sein. Das CPS, Cyber Physical Systems, wird der Standard sein. Meine Prognose: Egal welche Tätigkeit es betrifft, im Prinzip wird nichts mehr ohne das Internet funktionieren, auch die Produktion.

Harald Nehring, Prokurist E-Kettensysteme bei Igus: „Was tatsächlich hinter dem Potenzial von Industrie 4.0 steckt, das wird sich erst in einigen Jahren herausstellen.“
Harald Nehring, Prokurist E-Kettensysteme bei Igus: „Was tatsächlich hinter dem Potenzial von Industrie 4.0 steckt, das wird sich erst in einigen Jahren herausstellen.“
(Bild: Igus)

Harald Nehring, Prokurist E-Kettensysteme bei Igus : Im Bereich der Datenübertragung werden vor allem LWL-Leitungen immer wichtiger, weil man hierbei systemunabhängig ist, größere Übertragungsstrecken realisieren kann und einen absoluten EMV-Schutz sicherstellen kann. Ganz wichtig ist hierbei vor allem eine höhere Übertragungsgeschwindigkeit, da alles immer schneller gehen wird. Hier liefert Igus schon heute mit ‚Motion Plastics‘ Produkte aus Hochleistungs-Kunststoffen für die Bewegung. Denn die daraus resultierende Flexibilität wird ebenfalls ein wichtiger Bestandteil in Smart Factory sein.

Die einzelnen Komponenten in einer Fertigungskette – feste und bewegliche – werden mehr und mehr mit Datenleitungen ausgestattet werden, damit zu jedem Zeitpunkt eine Kommunikation untereinander möglich ist. Dies ist Grundlage für eine präzise Messtechnik zur kontinuierlichen Datengenerierung und einer intelligenten Vernetzung der Maschinen untereinander.

Zusätzlich müssen Komponenten haltbar auf der einen und leicht zu verbauen auf der anderen Seite sein, um Prozesskosten zu senken.

Was tatsächlich hinter dem Potenzial von Industrie 4.0 steckt, das wird sich erst in einigen Jahren herausstellen. Igus hat dabei den Anspruch durch umfangreiche Tests und neue Leitungskonzepte mit Chainflex-Leitungen und E-Ketten immer einen Schritt voraus zu sein und die benötigten und sicheren Leitungen direkt anbieten zu können, wenn die Kunden sie benötigen.

Ralf Moebus, Leiter Produktmanagement Automation und Netzwerk bei U.I. Lapp: „Für die Automatisierer bedeutet der vermehrte Einsatz von IT-Technologien eine Änderung des Know-how-Anforderungsprofils.“
Ralf Moebus, Leiter Produktmanagement Automation und Netzwerk bei U.I. Lapp: „Für die Automatisierer bedeutet der vermehrte Einsatz von IT-Technologien eine Änderung des Know-how-Anforderungsprofils.“
(Bild: Lapp)

Ralf Moebus, Leiter Produktmanagement Automation und Netzwerk bei U.I. Lapp: Die Menschen in der Fertigung werden mehr Technologien, die sie heute bereits aus ihrem privaten Umfeld kennen, nutzen wollen. Zum Beispiel werden wir vermehrt mobile Geräte wie Tablets oder Smartphones wiederfinden. Ein Instandhalter mit einem Tablet ausgerüstet, kann sich dann direkt an der Maschine vor Ort Diagnosedaten zur Fehlersuche anzeigen lassen und dann sofort zum Beispiel das defekte Kabel nachbestellen. Werker werden durch intelligente Assistenzsysteme wie Leichtbauroboter bei ihrer Arbeit entlastet. Die Fertigungswelt der Zukunft wird flexibler wechselnde Produktionsgüter fertigen können. Diese wird auch eine höhere Flexibilität vom Fertigungspersonal fordern.

Für die Automatisierer bedeutet der vermehrte Einsatz von IT-Technologien eine Änderung des Know-how-Anforderungsprofils. Kenntnisse in den gängigen SPS-Programmiersprachen reichen nicht mehr aus. Die klassischen Feldbusse werden durch Ethernet ersetzt. Nun werden auch Netzwerkplanung, Kommunikationsprotokolle und Security wichtige Themen.

Frank Knafla, Master Specialist Industrie 4.0 bei Phoenix Contact Electronics: „So wird eine Voraussetzung geschaffen, um den Arbeitnehmer in der Rolle des Entscheiders und Problemlösers in den Herstellungsprozess zu integrieren.“
Frank Knafla, Master Specialist Industrie 4.0 bei Phoenix Contact Electronics: „So wird eine Voraussetzung geschaffen, um den Arbeitnehmer in der Rolle des Entscheiders und Problemlösers in den Herstellungsprozess zu integrieren.“
(Bild: Phoenix Contact)

Frank Knafla, Master Specialist Industrie 4.0 bei Phoenix Contact Electronics: Die Anpassung, Veränderung und Steuerung von Abläufen werden in die Verantwortung des Maschinenbedieners übergehen. Aufgrund der Vernetzung der Assistenzsysteme stehen kontextbezogene Daten und Informationen zur Verfügung, die der Bediener in der aktuellen Situation benötigt. Als Beispiel seien Arbeitsanweisungen an Handarbeitsplätzen, Handlungsempfehlungen für den effizienten Betrieb der Fertigung oder Anleitungen zur Störungsbeseitigung und Wartung genannt.

Die Interaktion erlaubt es, Arbeitsweisen und Handlungen des Benutzers zu erfassen, auszuwerten und nachfolgend situationsbedingt als Information anzubieten. So wird eine Voraussetzung geschaffen, um den Arbeitnehmer in der Rolle des Entscheiders und Problemlösers in den Herstellungsprozess zu integrieren. Er handelt also eigenverantwortlich.

Darüber hinaus kommt der Zusammenarbeit eine größere Bedeutung zu. Deshalb ist es notwendig, dass die Mitarbeiter über das eigene Kompetenzfeld hinaus denken und ihre Arbeit im Kontext der kompletten Wertschöpfungskette sehen. Neben den fachlichen müssen sich die Beschäftigten folglich prozessorientierte Qualifikationen aneignen, welche die Grundlage einer gemeinsamen und vernetzten Planung der Arbeits- und Prozessabläufe bilden. Eine zunehmende Teamorientierung führt zur gleichberechtigten Beziehung der Mitarbeiter untereinander.

Die funktionale Arbeitsteilung wird durch die Notwendigkeit einer prozessorientierten übergreifenden Zusammenarbeit abgelöst. Das bedeutet, dass die Beschäftigten die Prozessabläufe gemeinsam planen und optimieren. Der Leitgedanke Industrie 4.0 bezeichnet die Parallelität und integrative Vernetzung des Entwicklungs- und Fertigungsprozesses mit dem Begriff „Collaboration“.

Die prozessorientierte übergreifende Zusammenarbeit beginnt somit bereits während der Entwicklungsphase. Die Konzeption von Produkten und die Planung der Produktion bedingen hier eine erweiterte Form der teamorientierten Kooperation und stellen damit hohe Ansprüche an die soziale Schnittstellen-Kompetenz. Erfordert das Miteinander der Beschäftigten soziale Kompetenzen, werden auf technischer Seite die Verschmelzung von IT-Technologien und industrieller Kommunikation sowie die Entwicklung zukunftsfähiger Automatisierungskonzepte benötigt. Durch die Umsetzung des Leitgedankens Industrie 4.0 werden die Menschen also nicht aus der Fabrikhalle verdrängt. Allerdings wandeln sich die Anforderungen an die Mitarbeiter und ihre Rolle. In Zukunft stehen Fähigkeiten zur Problemlösung in komplexen Systemen im Vordergrund. Das bedeutet, dass die Ansprüche an die Lernfähigkeit und Flexibilität der Beschäftigten steigen. Dem Überblickswissen und dem Verständnis für die Wertschöpfungsprozesse kommt eine genauso große Bedeutung zu wie dem Expertenwissen in den Disziplinen Maschinenbau, Elektrotechnik, Automatisierung und Informatik.

Reiner Wippermann, Business Manager Integrated Architecture bei Rockwell Automation: „Es geht darum, neue Ansätze und Technologien in organisch gewachsenen Strukturen zu etablieren. Dies setzt neben technischen Herausforderungen, vor allen Dingen ein Umdenken des Managements sowie der Mitarbeiter aller Ebenen voraus.“
Reiner Wippermann, Business Manager Integrated Architecture bei Rockwell Automation: „Es geht darum, neue Ansätze und Technologien in organisch gewachsenen Strukturen zu etablieren. Dies setzt neben technischen Herausforderungen, vor allen Dingen ein Umdenken des Managements sowie der Mitarbeiter aller Ebenen voraus.“
(Bild: Rockwell Automation)

Reiner Wippermann, Business Manager Integrated Architecture bei Rockwell Automation: Es geht darum, neue Ansätze und Technologien in organisch gewachsenen Strukturen zu etablieren. Dies setzt neben technischen Herausforderungen, vor allen Dingen ein Umdenken des Managements sowie der Mitarbeiter aller Ebenen voraus. Auch Lösungsanbieter und Berater müssen ihre Komfortzonen verlassen und über neue Wege nachdenken und diese dann auch umsetzen. Insbesondere die Festlegung von Standards spielt eine wichtige Rolle. Hier stehen sich Forderungen der produzierenden Industrie nach einheitlichen Standards und Interessen der Lieferanten einander gegenüber. Dies lässt sich auch auf den Maschinenbau übertragen. Produkte und Maschinen benötigen Alleinstellungsmerkmale, sollen aber auch einfach in eine bestehende Umgebung integrierbar sein. Diese Interessenkonflikte gilt es zu lösen.

Wir unterstützen unsere Kunden mit einem speziell konzipierten Schulungsangebot. Zusammen mit unserem Strategic Alliance Partner Cisco haben wir ein Programm entwickelt, bei dem Anwender das Fachwissen erhalten, das sie benötigen, um ihr Unternehmen auf den zukünftigen Technologiewandel vorzubereiten. In einer praxisorientierten Schulung zur Verwaltung von industriellen Netzwerken mit Netzwerktechnologie (IMINS) werden Grundkenntnisse für die Installation und Verwaltung von industriellen Netzwerksystemen vermittelt. Damit erhalten Steuerungs- und Netzwerkingenieure im Maschinenbau, in der Prozesssteuerung sowie in den unterschiedlichsten Industrien ein besseres Verständnis für Netzwerktechnologie. Diese Kenntnisse sind essentiell für die Realisierung eines vernetzen Unternehmens und damit möglich werdende Echtzeitentscheidungen.

Oliver Merget, Leiter Geschäftsbereich Automation Systems bei Turck: „Für Deutschland bedeutet dies, dass wir heute schon verstärkt in unsere Mitarbeiter investieren müssen, um diese für die bevorstehenden Anforderungen zu schulen.“
Oliver Merget, Leiter Geschäftsbereich Automation Systems bei Turck: „Für Deutschland bedeutet dies, dass wir heute schon verstärkt in unsere Mitarbeiter investieren müssen, um diese für die bevorstehenden Anforderungen zu schulen.“
(Bild: Turck)

Oliver Merget, Leiter Geschäftsbereich Automation Systems bei Turck: Industrie 4.0 wird die Flexibilität hochgradig verbessern und die Vernetzung von Produktionsstätten unterstützen, um so eine bedarfsorientierte globale Produktion zu ermöglichen. Durch die immer weitere Automatisierung von Anlagen und die eigenständige Optimierung von Fertigungsprozessen wird der Mensch als Arbeitskraft in modernen Produktionsanlagen eine nicht mehr so große Rolle spielen.

Bisher konnten gerade Hersteller, die viele kundenspezifische Anforderungen und eine große Produktvielfalt hatten, bei kleinen Stückzahlen nur gering automatisierte Produktionsstrecken einsetzen. Die dadurch verursachten hohen Personalkosten haben viele durch die Verlagerung der Fertigung in Niedriglohnländer auszugleichen versucht – was aber längst nicht immer in der erforderlichen Qualität realisiert werden konnte. Dies wird sich mit den heute in Entwicklung befindlichen Konzepten und Technologien maßgeblich verändern, was aber neue Herausforderungen mit sich bringt: Die Anforderungen an die Arbeitskräfte steigen, sowohl an diejenigen, die diese Technologien und Produkte entwickeln, aber auch an das Personal in den einzelnen Produktionsstätten. Es werden dort mehr qualifizierte Mitarbeiter benötigt.

Dieser Wandel musste in jeder einzelnen der drei vorhergehenden industriellen Revolutionen vollzogen werden. In der vierten Revolution ist die Globalisierung eine weitere Herausforderung. Für Deutschland bedeutet dies, dass wir heute schon verstärkt in unsere Mitarbeiter investieren müssen, um diese für die bevorstehenden Anforderungen zu schulen.

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