STAEDTLER: Fertigungswert durch Automatisierung maximieren

1. Was sind die aktuellen Trends in der Automatisierung für die Fertigung?

Der Fertigungssektor unterliegt einem strukturellen Wandel. Der Fertigungsbereich von den 1970ern bis Ende des 20. Jahrhunderts war durch Automatisierung durch Elektronik und Informationstechnologien geprägt (oft als Industrie 3.0 bezeichnet). Erfindungen wie der Modicon 084, der erste programmierbare Logikcontroller, ermöglichten massive Effizienzgewinne durch den Einsatz automatisierter Maschinen zusammen mit Robotern, die mit Vision und anderen Sensorsystemen ausgestattet waren. Aufgrund von Skaleneffekten sinken die Preise für Robotik und damit der Einsatz von Robotik weltweit stetig (siehe IFR-Zahlen). Aktuell entwickelt sich der Fertigungsbereich in Richtung der Anwendung cyber-physischer Systeme – was bedeutet, die physische mit der virtuellen Welt zu verbinden, Menschen, Maschinen und Produkte zu vernetzen, um stärker automatisierte, selbstgesteuerte Wertströme anzustreben (inkl. Engineering, Supply Chain, Instandhaltungsprozesse im Fertigungsbetrieb). Diese Evolution entsteht aus Notwendigkeit, als Folge des Individualisierungstrends als Antwort auf die Massenindividualisierung von Produkten.

2. Welchen Wert hat Automatisierung in der Fertigungsindustrie?

Heutige Fertigungs- (und Unternehmens-)Umgebung ist von schnellem Wandel geprägt, meist getrieben durch Globalisierung, Individualisierung und Digitalisierung. Bedingungen ändern sich schnell und umfassend. Es ist bereits Voraussetzung, anpassungsfähig zu sein und einen hohen Grad flexibler Prozesse zu haben. Automatisierung kann Flexibilität erheblich steigern. Additive Fertigung reduziert Durchlaufzeiten durch schnelleres Prototyping, Produktion und Reparatur. Simulationsverfahren (z. B. Digitaler Zwilling) wirken sich stark auf Leistung, Effektivität und Qualität von Fertigungsanlagen aus, was zu kürzeren Durchlaufzeiten führt. Flexible Automatisierung (Anlagendesign, Robotik) verkürzt Rüstzeiten, was ebenfalls Durchlaufzeiten reduziert.

Erhöhte Arbeitssicherheit, gesteigerte Produktivität und verbesserte Produktqualität ermöglichen reduzierte Fertigungskosten neben den Durchlaufzeiteffekten. Damit unterstützt die Fertigung die Wettbewerbsfähigkeit oder hebt sie auf ein neues Niveau.

3. Die Herausforderungen bei der Einführung von Automatisierungstechnologie in der Fertigung?

Herausforderungen bei der Einführung von Automatisierungstechnologien sind vielfältig. Generell führt mehr Automatisierung zu Bedarf an weniger, aber anders qualifizierten Arbeitskräften (Programmierung, Zusammenarbeit mit Cobots usw.). Diese sich wandelnde Belegschaft braucht eine aufgeschlossene Organisation für die Einführung neuer Technologien; Problemlösung, Kreativität, Datenanalyse, Risikobereitschaft werden wichtigere persönliche Eigenschaften. Dies wirkt sich auch auf Standortentscheidungen aus, da Verlagerung in Niedriglohnländer weniger Priorität hat. Ein höherer Automatisierungsgrad bedeutet auch erhöhtes Cybersecurity-Risiko. Sich verändernde Ökonomien der Wertschöpfungskette führen zu einer verschwimmenden Grenze zwischen traditionellen Herstellern, Händlern und Dienstleistern. Das sind nur wenige Beispiele für ein sich wandelndes Umfeld, das Unternehmen agil und cross-funktional adressieren müssen, um wettbewerbsfähig zu bleiben.

4. Wie können Organisationen den Wert der Automatisierung in der Fertigung freisetzen, und was sind Ihrer Meinung nach die wichtigsten Prioritäten für Hersteller bei der Einführung von Automatisierungstechnologien?

Um den vollen Wert zu heben und Transformation für greifbare Geschäftseffekte zu erzielen, müssen Organisationen die Chance verstehen und frühzeitig handeln. Es ist imperativ, die Chance cross-funktional, wertstrombasiert zu verstehen, wobei Mitarbeiter von Anfang an durch Definition von High-Impact-Use-Cases eingebunden werden müssen. Dies ermöglicht organisatorisches Lernen. Diese Use Cases müssen auf Quick Wins basieren und Teil einer breiteren Vision sein, fundiert auf Technologie-Monitoring, da die meisten Effekte aus der Technologieanpassung durch rasante Technologiewandel resultieren. Um den vollen organisatorischen Wert zu erfassen, müssen betroffene Jobs neu gestaltet und organisatorische Veränderungen (End-to-End-Prozesse) gemanagt werden. Das bedeutet auch, Technologieverbesserungen in die Kernfunktionen zu integrieren, um eine kontinuierliche Verbesserungskultur auf Basis von Datenerfassung und -analyse für informierte Entscheidungen zu ermöglichen.

5. Wie sieht die Zukunft der Automatisierung in der Fertigung aus?

Die Zukunft der Automatisierung in der Fertigung schreitet stark voran auf den neu entstehenden Fertigungstechnologien und rasanten Technologiewandel. Besonders die durch IIoT entstehenden Chancen werden neue ökonomische Regeln treiben, die auch ökologische und soziale Belange beeinflussen. Technologie dient als primärer Treiber für Innovation. Im Detail werden Control-System-Trends die Zukunft der Automatisierung antreiben, indem sie die Einführung neuer Systeme und Netzwerkarchitekturen ermöglichen und auf Interoperabilität von Geräten und Systemen abzielen. Integration und Konnektivität werden einfacher, Intelligenzen werden fortschrittlicher.

6. Wie hat COVID-19 die Automatisierung in der Fertigung beeinflusst?

Die Fertigung stand vor massiven Störungen durch gravierende Verhaltensänderungen der Verbraucher, die zweifellos zu mehr Automatisierung/Virtualisierung in der Zukunft führen werden (um nicht-remote Belegschaften besser zu befähigen, kritische Funktionen remote zu überwachen, Kunden-, Lieferanten- und Fertigungspartner-Besuche remote via Datenbrillen durchzuführen …). Andererseits wurden die meisten Investitionen und Ausgaben für Forschung & Entwicklung durch die volatile Umgebung gestoppt oder zumindest verzögert. „Volatil“ ist das Schlagwort der aktuellen Zeit, was für Unternehmen unterschiedliche Geschäftsmodelle und Charakteristika bedeutet! Industrie 4.0 (und Automatisierung als ein Pfeiler) formte die Fertigung bereits vor der Pandemie. Sicherlich wird sie nicht aufhören, mit noch besserer Time-to-Market und Service-Effektivität durch Fertigungseffizienzverbesserungen, Produktindividualisierung und neue Geschäftsmodellkreation zu beschleunigen.

Christian Haupt, Head of Group Business Development Technology und Global Director Continuous Improvement, STAEDTLER

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