5 wegweisende Fertigungstechnologie-Trends für 2019 enthüllt

Stetiges Branchenwachstum war 2018 ein Trend für Hersteller. Laut einem aktuellen Forbes-Bericht hat sich die US-Fertigung seit der Großen Rezession erholt, mit einem Zuwachs von 1,1 Millionen Arbeitsplätzen in den letzten acht Jahren. Diese Zahlen sollen 2019 weiter steigen.

Neue Technologien und Innovationen schaffen weiterhin Fertigungsjobs. Beispielsweise verbessern Fortschritte bei CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) Output- und Effizienzkennzahlen und ebnen das Produktivitätsspielfeld für kleine und mittlere Hersteller (SMMs).

Nutzen Hersteller diese technologischen Fortschritte voll aus? Laut einem Bericht des McKinsey Global Institute könnten US-Hersteller ihren Gesamtwert bis 2025 um 20 Prozent – bis zu 530 Milliarden $ – steigern. McKinsey warnt jedoch, dass die Branche insgesamt (einschließlich SMMs) neu verfügbare Technologien und Prozesse nutzen muss, um diese Zahlen zu erreichen.

Von additiver Fertigung bis zu kollaborativen Robotern nutzen Hersteller landesweit bereits viele dieser High-Tech-Fortschritte – oft dank Verbindungen, die sie über ihre lokalen MEP-Center zum MEP National Network™ geknüpft haben.

Basierend auf diesen Engagements sind hier einige heiße Chancen, die wir SMMs für 2019 empfehlen, im Auge zu behalten.

1. Additive Fertigung

Fortschritte in der additiven Fertigung können SMMs helfen, Energiekosten zu senken, Abfall zu begrenzen und die Produktion zu steigern. Zudem werden diese Technologien zunehmend erschwinglicher, so die California Manufacturing Technology Consulting (CMTC), das MEP Center in Kalifornien.

Letztes Jahr kooperierte NIST MEP mit einem anderen NIST-Programm, dem Measurement Science for Additive Manufacturing (MSAM) Program, um Vor- und Nachteile der additiven Fertigung zu untersuchen. Die Zusammenarbeit ergab, dass Hersteller, um die Vorteile des 3D-Drucks zu nutzen, diese „Fakten“ beachten sollten:

• Sie müssen keine additiven Fertigungsmaschinen kaufen, um es auszuprobieren. Lokale Service-Bureaus können Hersteller beim Testen unterstützen, bevor sie in Ausrüstung investieren.
• Wenn Sie bereits Computer-Aided Design (CAD) nutzen, sind Sie möglicherweise nur einen Schritt davon entfernt, additive Fertigung einsetzen zu können. Wenn Ihre Daten bereits digital vorliegen, ist es ein einfacher Prozess, Ihre Daten mit additiven Fertigungsgeräten zu verknüpfen, um Prototypen zu erstellen.
• Die NIST MSAM-Datenbank stellt Herstellern die Daten zur Verfügung, die NIST-Forscher bei der Probenahme verschiedener Materialien, Laserleistungen, Lasergeschwindigkeiten und anderer Faktoren beim Bau gesammelt haben.
• Scheuen Sie sich nicht, mit additiver Fertigung zu experimentieren. Hersteller, die mit MEP-Centern kooperieren, testen bereits Prototypen mit vielversprechenden frühen Entwicklungen.
• Additive Fertigung wird bereits im Formenbau eingesetzt und ersetzt traditionelle Sandformen für Metallguss.

2. Kollaborative Roboter

Die Robotics Industries Association (RIA) definiert kollaborative Roboter, auch „Cobots“ genannt, als Roboter, die speziell dafür entwickelt wurden, Seite an Seite mit Menschen in einem definierten kollaborativen Arbeitsbereich zu arbeiten. Neben der additiven Fertigung kann Cobot-Technologie ein mächtiger Verbündeter für SMMs sein, die mit größeren Betrieben konkurrieren wollen. Die RIA prognostiziert, dass Cobot-Verkäufe bis 2026 34 Milliarden $ erreichen werden, da immer mehr Hersteller diese Technologie nutzen.

In Erwartung dieser wachsenden Nachfrage führen Forscher an der NIST Robotics Test Facility laufende Robotikforschung durch – einschließlich der Implementierung von Sicherheitsstandards und der Untersuchung der Feinheiten der Zusammenarbeit zwischen Menschen und Cobots. NIST-Wissenschaftler dokumentieren sowohl das Sicherheits- als auch das Produktivitätspotenzial von Cobots für Fertigungsaufgaben wie Montage, Maschinenbedienung, Qualitätsinspektionen und mehr.

3. Smart Manufacturing

Dank maschinellem Lernen und Analytics, die nun über CNC-Maschinen leichter verfügbar sind, können Hersteller Smart Manufacturing nutzen, um Produktivität und Effizienz zu verbessern. In einem aktuellen MEP National Network Artikel wird „Smart Manufacturing“ definiert als: „Die Praxis, Informationen über Fertigungsprozesse dann und dort verfügbar zu machen, wo und in der Form sie benötigt werden, damit kluge Entscheidungen über den Verlauf kritischer Geschäftsabläufe getroffen werden können.“

Technologie allein lässt kein Geschäft wachsen. Der Artikel schlägt vor, dass Hersteller langfristige und kurzfristige Ziele für Unternehmenswachstum festlegen, Margen zur Messung dieses Wachstums definieren und erst dann bestimmen, welche Maschinen und Technologien sie benötigen, um diese Ziele zu erreichen.

4. Cybersicherheit

Dank leicht verfügbarer Cybersicherheits-Richtlinien von NIST können SMMs, die keinen Cybersicherheitsplan haben, beginnen, ihre Abläufe und vertraulichen Kundendaten zu schützen. Zwar haben CNC-Maschinen Herstellern beim Wachstum geholfen, doch sie bieten auch mehr Computerzugriffspunkte für potenzielle Hacker – die Zeit ist gekommen, diese Schwachstellen anzugehen.

Das Verteidigungsministerium (DoD) hat Cybersicherheitsstandards für alle ihre Auftragnehmer (OEMs) festgelegt, und diese Regeln gelten auch für kleinere Hersteller, die Teil der DoD-Lieferkette sind. Der Defense Federal Acquisition Regulation Supplement (DFARS) definiert grundlegende Informationssicherheitskontrollen und Schlüsselbegriffe wie „angemessene Sicherheit“, „proprietäre Information“ und „kontrollierte technische Information“.

Diese DoD-Standards spiegeln sich im „NIST MEP Cybersecurity Self-Assessment Handbook For Assessing NIST SP 800-171 Security Requirements in Response to DFARS Cybersecurity Requirements“ wider, das von NIST MEP entwickelt wurde. Es legt einen Rahmen für Hersteller fest, die DFARS-Anforderungen erfüllen müssen, um (oder um zu bleiben) Verteidigungsauftragnehmer zu werden, sowie für kommerzielle Lieferketten, die eine Cybersicherheits-Roadmap für das Management ihrer Organisationsrisiken suchen.

5. Personalentwicklung

Technologische Fortschritte bieten zahlreiche Chancen für die Zukunft der Personalentwicklung. Schon jetzt entwickeln sich Mitarbeiter, die früher repetitive Montage- oder Inspektionsaufgaben ausführten, die nun von Robotern übernommen werden, in höherwertige Positionen weiter, die Problemlösungskompetenzen erfordern.

Gleichzeitig benötigen Hersteller weiterhin eine große Zahl qualifizierter Arbeitskräfte für offene Stellen. Laut einer aktuellen Studie von Deloitte und The Manufacturing Institute könnten qualifizierte Produktion, digitale Talente und operatives Management in den nächsten drei Jahren dreimal so schwer zu besetzen sein, mit 2,4 Millionen unbesetzten Stellen in der Fertigung zwischen 2018 und 2028.

Fertigungsingenieure – auch als Werksingenieure oder Prozessingenieure bezeichnet – werden 2019 stark nachgefragt sein, um Kosten-Nutzen-Analysen durchzuführen, Produktionsprobleme zu lösen und CAD-Software zur Konstruktion und Produktion von Produkten und Systemen zu bedienen. Digital Twin Engineers, die Kommunikationsnetzwerke zwischen der physischen und digitalen Welt über die gesamte Fertigungswertschöpfungskette managen, werden laut der Deloitte/Manufacturing Institute-Studie ebenfalls stark nachgefragt sein.

Um Talente zu gewinnen und diese neuen High-Level-Positionen zu besetzen, bietet das MEP National Network gut recherchierte Personalentwicklungslösungen und kann Ressourcenverbindungen, Branchenpartnerschaften, Karrierepfade und weitere Beratung zur Gewinnung bestehender und aufstrebender Talente bereitstellen.

Die Zukunft ist jetzt

Während 2019 ein spannendes Jahr für die Fertigung verspricht, repräsentieren all die oben genannten Themen Facetten der größeren Dynamiken, die die Fertigung in den kommenden Jahrzehnten prägen werden. Tatsache ist: Wir befinden uns mitten in einer industriellen Revolution, die verändert, wie Produkte entworfen, gefertigt, genutzt und gewartet werden. Die Implikationen sind besonders aufregend für kleinere Hersteller, da die Zutaten für gesteigerte Produktivität und Rentabilität nie zugänglicher waren. Wenn Ihr Unternehmen bereit ist, die Chance zu ergreifen, ist die Zukunft jetzt.