Zukünftige Fabriken werden die Welt weit über die Fabrikhallen hinaus beeinflussen

Manager und Arbeitnehmer setzen auf digitale Technologien, während die vierte industrielle Revolution die Weltwirtschaft neu formt.

Der Trend hat zur Verschmelzung von Internet und Fabriken geführt, wodurch intelligente Fabriken und eine effizientere und kostengünstigere Fertigung entstehen. Neue datengesteuerte Produktionssysteme haben eine um 20 bis 50 Prozent höhere Leistung und verändern die Art und Weise, wie wir Waren transportieren und Lieferketten betreiben. Und anstatt Arbeitsplätze zu schaffen, in denen Roboter Menschen ersetzen, können neue Technologien die Arbeit weniger repetitiv, ansprechender und abwechslungsreicher machen.

Maschinen, Software und Produkte in Industrie-4.0-Fabriken kommunizieren an jedem Punkt des Fertigungsprozesses miteinander. Sie produzieren und tauschen Daten untereinander und mit Arbeitern durch Technologien wie Sensoren, Datenanalyse, das Internet der Dinge (IoT), Cloud Computing, Robotik und künstliche Intelligenz (KI) aus. So können sich Smart Factories in Echtzeit an Kundenwünsche anpassen und hochgradig personalisierte Produkte anbieten. Darüber hinaus können sich Maschinen automatisch über das Internet aktualisieren und einen Spezialisten kontaktieren, um Fehler zu beheben. Intelligente Sensoren ermöglichen eine erweiterte Produktverfolgung und schnelle Rückrufe im Fehlerfall. Eine solche Fülle an Daten ermöglicht es Unternehmen, ihre Betriebsabläufe weiter zu optimieren, was das Wachstum des Smart Factory-Marktes antreibt, der bis 2024 244,8 Mrd. USD erreichen soll.

Mit der Umstellung der Produktionsprozesse geht auch die Ära der großen Lagerbestände zu Ende. Digitale Technologien ermöglichen es Unternehmen, vernetzte Lieferketten zu schaffen und Teile nur nach Bedarf zu produzieren und zu versenden. Roboter können Bestellungen effizienter kommissionieren, sortieren und bearbeiten als menschliche Arbeiter, während Ingenieure Predictive Analytics verwenden können, um Risiken und Kundenverhalten vorherzusagen. IoT-Geräte wie Sensoren können KI-gestützte Software mit den Daten versorgen, die sie zur Minimierung der Lieferzeiten benötigt. Und eines Tages könnten wir sogar autonome Lkw auf Autobahnen sehen, die Produkte in die ganze Welt liefern. Kein Wunder also, dass 70 Prozent der Führungskräfte davon ausgehen, dass digitale Innovationen die Zukunft der Lieferketten maßgeblich beeinflussen werden.

Wie effektiv intelligente Fabriken sein können, hat Procter &Gamble, ein multinationaler Konsumgüterkonzern, bewiesen. Im tschechischen Werk Rakona werden Geschirrspülmittel und Weichspüler hergestellt. Im Zeitraum von 2010 bis 2016 gab es erhebliche Veränderungen, wobei das Management die Produktionskapazitäten für flüssige Produkte erhöhen, Kosten senken und Neugeschäft gewinnen musste. Eine Reihe innovativer Technologien wurde eingeführt, einige beeindruckender als andere.

So wurde beispielsweise ein neues digitales Tool eingeführt, mit dem Manager Aufgaben planen und deren Ausführung verfolgen können. Außerdem zeigt das System jetzt Live-Leistungskennzahlen von Arbeitern an, was die Zuverlässigkeit von Prozessen und die Effektivität von Maschinen erhöht hat. Sensoren überwachen automatisch pH-Wert, Farbe, Viskosität und andere Produktdetails, was eine manuelle Probenahme überflüssig macht und es Mitarbeitern ermöglicht, Qualitätsabweichungen rechtzeitig zu erkennen. Ein neues Verpackungssystem, das mit Sensoren, Kameras, Scannern und einem Wrapper-System betrieben wird, wurde ebenfalls eingesetzt, um Rezeptänderungen an der Verpackung selbst bei laufender Linie zu ermöglichen.

Das Werk in Rakona profitierte insbesondere von einer webbasierten End-to-End-Software zur Synchronisation der Lieferkette, mit der Manager testen können, wie sich unterschiedliche Bedingungen auf die Lieferkette auswirken, Engpässe in den Fertigungsabläufen erkennen und Produkte schneller auf den Markt bringen. Als Ergebnis all dieser Maßnahmen reduzierte die Fabrik den Lagerbestand um 43 Prozent und die Gesamtkosten der Anlage um 20 Prozent. Darüber hinaus konnte die Produktivität um 160 % und die Kundenzufriedenheit um 116 % gesteigert werden.

Termintreue und Rapid Prototyping sind ebenfalls wichtige Elemente der Smart Factory. Das US-Startup Fast Radius beispielsweise hat sich diese Prinzipien zu eigen gemacht, als es seine 3D-Druckanlage in UPS WorldPort platzierte, der weltweit größten Verpackungsanlage, die täglich 300 Flüge abfertigt. Das Unternehmen bietet seinen Kunden nicht nur Lösungen für die additive Fertigung, sondern auch traditionellere CNC-Bearbeitung und schnelle Spritzgussfähigkeiten. Und dank der Partnerschaft und finanziellen Unterstützung von UPS, einem Logistik- und Paketzustellunternehmen, verfügt Fast Radius über die schnellsten Lieferzeiten der Branche und kann eine echte Just-in-Time-Produktion verfolgen. 2018 wurde sie unter anderem aufgrund ihres innovativen Geschäftsmodells in die Liste der Fabriken der Zukunft des Weltwirtschaftsforums aufgenommen.

Innovationen in der Fertigung zwingen auch Unternehmen zum Umdenken beim Transport von Produkten. Zu diesem Zweck sind Pläne von Unternehmen wie Uber und Tesla, selbstfahrende Sattelschlepper zu entwickeln, ein Zeichen für die Zukunft, und diese Fahrzeuge könnten eines Tages autonom Waren liefern und Kunden aufladen. Die Technologie bekämpft auch die Ineffizienzen globaler Lieferketten, da intelligente Fabriken einen schnellen Warentransport erfordern. Zu diesem Zweck haben IBM und der Schifffahrtsriese Maersk TradeLens entwickelt, eine Blockchain-basierte Plattform, die Verlader, Häfen, Banken und Zollämter in einem einzigen Netzwerk vereint. Das Ziel besteht darin, diesen Akteuren zu ermöglichen, Informationen in manipulationssicheren digitalen Aufzeichnungen aufzuzeichnen und Waren schneller zu verfolgen, zu besteuern und zu bewegen als papierkrambasierte Lieferketten.

Die Vorteile intelligenter Fabriken liegen auf der Hand, aber die Bereitstellung modernster Lösungen in der Fabrikhalle ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Über 70 Prozent der Unternehmen, die in Technologien wie Big Data, KI oder 3D-Druck investieren, schaffen es nicht, das Projekt über die Pilotphase hinaus zu führen. Einer der Gründe für diese miserable Erfolgsbilanz ist, dass die derzeitigen Mitarbeiter nicht nur weitergebildet werden müssen, sondern das Unternehmen auch eine Reihe von Software- und Engineering-Experten einstellen muss, die oft schwer zu finden sind.

Außerdem ist die Anzahl der technischen Lösungen, die ein Unternehmen bereitstellen sollte, begrenzt. Frank Piller, Experte für Industrie 4.0, warnt Unternehmen davor, „[ihre] Belegschaft zu Cyborgs zu machen oder sich von der Technologie leiten zu lassen, sondern [ihre] Belegschaft mit einem Werkzeugkasten auszustatten, um ihre eigene Arbeit effizienter und unterhaltsamer zu gestalten.“ Und in Zukunft wird es immer wichtiger, dass Unternehmer ihre Erfahrungen beim Bau effektiver, technologiegetriebener Fabriken teilen und häufige Fallstricke vermeiden.

Zukünftige Fabriken sind mehr als nur ein Umdenken im Produktionsprozess. Sie stellen einen radikalen Wandel in der Art und Weise dar, wie viele Fertigungs- und Lieferkettenunternehmen ihre Geschäftsmodelle aufbauen. Intelligente Fabriken minimieren Abfall, maximieren den Gewinn und machen Kunden glücklich. Ihr Betrieb basiert auf digitalen Technologien, die die Arbeit interessanter und unterhaltsamer machen und zu neuen Möglichkeiten führen.

Die Anpassung an Veränderungen ist jedoch nicht einfach. Für Hersteller bedeutet es, neue Geschäftsmodelle zu implementieren und alte Praktiken aufzugeben. Aber die Belohnung für die Pioniere der Vierten Industriellen Revolution ist beeindruckend, denn sie werden ihre Unternehmen zukunftssicher machen und für viele Jahre Wachstum sichern.

Richard van Hooijdonk ist ein internationaler Keynote-Speaker, Trendbeobachter und Zukunftsforscher.