Sind High-Mix-Hersteller durch Automatisierung bedroht?

Industrielle Automatisierungslösungen werden meist High-Volume-, Massenmarkt-Herstellern oder Primärmaterialverarbeitern angeboten. Dies reicht von Unterhaltungselektronik und Automobilmontage bis zu Holz, Kunststoffen, Chemikalien und Metallprodukten. Obwohl diese Sektoren hinsichtlich der Endprodukte disparat sind, eint sie, dass sie eine relativ kleine Produktvielfalt in hohen Volumen fertigen.

Gleichzeitig haben Hersteller, die bereits Automatisierung nutzen, eine höhere Neigung, weitere Automatisierung einzuführen. Wenn Automatisierung in einem Business Case funktioniert, ist es wahrscheinlich, dass weitere Automatisierung auf dieselben wiederholten Prozesse und Produkte angewendet werden kann, ohne dass Tasks – außer jenen, die qualifizierte Arbeit erfordern – zum Flaschenhals werden oder die Produktion insgesamt ausbremsen.

Dies hat zu einer Automatisierungslücke geführt. Leider vermeiden High-Mix-Hersteller Automatisierung genauso stark – selbst wenn sie wesentliche Vorteile verpassen. Letztlich deshalb, weil die Kosten oft die Vorteile überwiegen, wenn eine größere Produktvielfalt gefertigt wird. Sie scheuen auch manchmal, ihre Prozesse neu zu denken, weil sie auf die Flexibilität qualifizierter Arbeitskräfte setzen.

Doch diese Ordnung neigt sich dem Ende zu. Hauptgrund: Qualifizierte Arbeitskräfte sind immer knapper. Nicht genug Arbeiter erwerben die nötigen Fähigkeiten, um ausscheidende Arbeitskräfte adäquat zu ersetzen, und Stückarbeitskosten sind im letzten Jahrzehnt stetig gestiegen, während High-Mix-Hersteller zunehmend zurückfallen. Autonome Fertigungssysteme können diese Lücke schließen – und kommen nicht einen Moment zu spät.

Inkrementelle Kosten fürchten

High-Mix-Hersteller lassen sich grob als jene klassifizieren, die mehr als 100 Produkte pro Jahr auf derselben Linie fertigen oder an Chargen unter 1000 arbeiten. Hier kann enorme Variation herrschen – bestimmte Hersteller verarbeiten viele tausend Teile, haben aber noch einen relativ hohen Wechselgrad, während andere viel kleinere Chargen mit weniger Wechseln fertigen, aber an komplexen oder hochkonformen Produkten arbeiten (häufig in Sektoren wie Luftfahrt).

Tatsächlich können Branchen, so vielfältig wie jene im „High-Volume“-Sektor, in den High-Mix-Bereich fallen: von Luft- und Raumfahrt über Erdbaugeräte, Blech und Büromöbel bis zu Stahlbau, Industriemaschinen und mehr. Sehr oft arbeiten High-Mix-Hersteller B2B und fertigen die Kern-Investitionsgüter, die die Wirtschaft am Laufen halten.

Dies mag tatsächlich eine Ursache für die „Angst“ sein, die High-Mix-Hersteller vor Automatisierung haben. Während bestimmte Güter mit langer Lebenserwartung produziert werden, sind sie oft praxisnah designed, zweckgebaut und sollen sehr spezifische Kundenanforderungen erfüllen. Die Bedürfnisse dieser Produkte können nicht nur von Charge zu Charge, sondern von Jahr zu Jahr wechseln, was eine Vielzahl unterschiedlicher Modelle für jeden Zielkunden erfordert, die generell keine schnellen Automatisierungssysteme zulassen.

Gleichzeitig bedeutet jede ausreichende Produktvielfalt, dass Automatisierungssysteme flexibel und anpassbar sein müssen – etwas, worin sie bisher nicht gut waren. Automatisierungssysteme verlassen sich oft auf niedrigere Präzision, um höheren Durchsatz zu erreichen. In Branchen mit High-Mix-Produkten gibt es möglicherweise schlicht keine Notwendigkeit für größeres Volumen, während Umrüstung oder Neuprogrammierung von Automatisierungssystemen letztlich mehr Arbeit kosten, als sie einsparen.

Offenbar spart das Bezahlen eines teuren Ingenieurs, Programmierers oder Beraters für Prozessneugestaltung alle paar Wochen weniger Kosten als das Bezahlen anständiger Löhne für qualifizierte Arbeiter, doch die Marktbedingungen heute bedeuten möglicherweise, dass keine dieser Optionen langfristig tragfähig sein wird.

Das Rad nicht neu erfinden wollen?

Hier wird die Zögerlichkeit von High-Mix-Herstellern gegenüber Automatisierung deutlich. Primär ist es die Starrheit vieler Automatisierungssysteme – ihr Bedarf an umfangreicher Neukonstruktion für jede Art von Wechsel –, die inkrementelle Kosten für High-Mix-Unternehmen schafft.

Fundamental bedeutet dies, dass jedes Automatisierungssystem, das High-Mix-Unternehmen optimal bedient, fundamental neue Technologie erfordert – und mit neuer Technologie kommen die üblichen Bedenken, durch eine „unbewiesene“ Investition verbrannt zu werden (erfahren Sie mehr über die versteckten Kosten der Automatisierungsvermeidung hier).

Gleichzeitig sind High-Mix-Hersteller mit vielen ihrer aktuellen Produktionsprozesse einigermaßen zufrieden. Im Q3 2020 waren Hersteller primär besorgt über schwache Umsätze, Erhalt qualifizierter Belegschaft, Versicherungskosten, Handelsunsicherheiten und mehr. Technische Kapazität wurde selten als geschäftliche Herausforderung gesehen.

Während große Firmen endlich optimistischer in die Zukunft blicken als kleinere und der COVID-Kater abklingt, bleibt die Tatsache: Herausforderungen bei Lohnkosten, Qualität, Versicherung, Unsicherheiten und unvorhersehbarer Nachfrage laufen alle auf eines hinaus: technische Effizienz.

Technische Effizienz mit der richtigen Automatisierungslösung zu steigern, ist der Schlüssel – und ein profitabler Prozess, der zudem das Potenzial hat, viele weitere großartige Jobs zu schaffen.

Sinkender Arbeitsproduktivität begegnen

Durch Offshoring und Konzentration der Massenfertigung in China, Südostasien und Mexiko ist die verbleibende Fertigungsbasis in Nordamerika High-Mix geblieben. Während Massenfertiger eine höhere Neigung zur Automatisierung und Konzentration um bestimmte Geografien, Materialressourcen oder neue Arbeitskräftepools haben, haben High-Mix-Hersteller selten die Möglichkeit, dieselben Vorteile ohne Prozess-Technologie-Vorteil zu nutzen.

Während das Arbeitskräfteangebot in Nordamerika weiter schwindet, ist das qualifizierte Arbeitskräfteangebot besonders gefährdet. Mit dem Beginn der Babyboomer-Renten ab 2010 (die ersten Boomer wurden 1945 geboren) haben wir bereits einen dramatischen Anstieg der Stückarbeitskosten und einen relativen Niedergang der US-Fertigung erlebt – bis zu 25 Punkte über dem Index ohne nennenswerte Verlangsamung.

Diese Trends sind schwer zu vermeiden, aber leicht anzupassen – man muss daran denken, technische Kapazität und Flexibilität zu wachsen, nicht nur auf den nächsten Zyklus zu warten, der das Geschäft wieder aufrichtet. Es wird nicht lange dauern, bis es wieder flach fällt.

Mit diesem Gedanken kann robotische Konsistenz und Produktivität helfen, die verbleibende qualifizierte Belegschaft dort zu ergänzen, wo ihnen schlicht die Bandbreite fehlt, die Arbeit heute zu erledigen. Die verbesserte Konsistenz und Qualität der Arbeit sowie die damit einhergehende Reduktion von Nacharbeit helfen nicht nur, die Produktivität bestehender Fachkräfte zu verbessern, sondern auch deren Zufriedenheit mit ihren Jobs.

Tatsächlich zeigen Studien auch, dass die Einführung von Robotik tatsächlich neue Jobarten und Rollen eröffnet – solche, in denen Menschen mehr Freiheit und Autonomie haben, zu entscheiden, wie sie arbeiten und ihre Ziele erreichen, während gleichzeitig sowohl Profitabilität als auch Beschäftigungsrollen der heutigen führenden Hersteller steigen. Mit der aktuellen wirtschaftlichen Unsicherheit dienen solche Lösungen tatsächlich dazu, eine Kerze anzuzünden, statt „zu sitzen und die Dunkelheit zu verfluchen“.

Wie Autonomie – nicht nur Automatisierung – helfen kann

Für Industrieunternehmen kann Automatisierung manchmal mehr Energie verbrauchen, als sie erfordert. Für High-Mix-Hersteller gilt dies am meisten – die Variation der Teile und die Zeit, die zur Programmierung von Automatisierungslösungen nötig ist, hemmen oft den ROI erheblich.

In dieser Situation jedoch bieten autonome Fertigungslösungen neue Möglichkeiten für Hersteller, Gesamtkosten zu senken und endlich von flexiblen Automatisierungslösungen zu profitieren. Addiert man Steigerungen der Arbeitsproduktivität, Einsparungen bei Verbrauchsmaterialien und die Gesamteinsparungen bei fixen und variablen Kosten, ist es schwer zu sehen, wo eine autonome Fertigungslösung nicht einfach „Table Stakes“ für viele Industrieunternehmen in der Zukunft sein wird.

Ob Roboter, Maschine oder reines Materialhandling – Lösungen zu finden, die autonom funktionieren – primär durch Lokalisierungs- oder Sensormechanismen und KI-basierte Entscheidungsfindung – ist kritisch. Damit können menschliche Fähigkeiten imitiert, während menschliche Produktivität selbst für kleine Chargen substanziell erhöht werden. All dies ist ein großer Gewinn für High-Mix-Hersteller.

Omnirobotic bietet autonome Robotertechnologie für Sprühprozesse, die Industrierobotern ermöglicht, Teile zu sehen, ihre eigenen Bewegungsprogramme zu planen und kritische industrielle Beschichtungs- und Veredelungsprozesse auszuführen. Mit 3D-Vision und KI in der radikal neuen Shape-to-Motion™-Technologie können High-Mix-Hersteller endlich von der Kraft der Robotik an nie zuvor gesehenen Teilen profitieren – mit NULL manueller Programmierung. Sehen Sie, welche Amortisation Sie daraus ziehen können.