Die digitale Vernetzung verändert die Automobilbranche

Allein kann niemanderfolgreich sein

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Industrie 4.0 | Beim „Technology Forum 2015“ des Maschinen- und Anlagenbauers Eisenmann entwarfen Experten aus Forschung und Industrie mit dem Wissenschaftsjournalisten Ranga Yogeshwar Szenarien für die fortschreitende Digitalisierung der Produktion.

Werner Bruckner

„Industrie 4.0 – diesen Begriff haben sich Menschen ausgedacht, die erkannt haben, dass sich ein grundlegender Wandel vollzieht. Andere nennen das Industrial Internet oder Internet of things“, sagt Prof. Dr. Wilhelm Bauer, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO). Industrie 4.0 umfasse die physische Welt, also Fabriken, Maschinen und Anlagen, intelligente Roboter, Fahrzeuge und Produkte. Alles was die Menschen umgibt, stehe sensorisch, digital und zunehmend datengetrieben in Verbindung. Diese sogenannte vierte industrielle Revolution stelle die logische Weiterentwicklung der Wertschöpfungskette dar. Sie generiert laut Bauer neue Geschäftsmodelle wie ‚Sharing Economy‘ oder ‚Predictive Maintenance‘‚ die die Gesellschaft zukünftig enorm verändern.
Umgekehrt stoßen gesellschaftliche Trends solche Entwicklungen gleichzeitig auch an. So erwarten immer mehr Kunden speziell nach ihren Wünschen angefertigte Produkte. „Porsche integriert schon jetzt solche Individualprozesse in seine Serienprozesse. Mit dem Zeitalter der Einzelanfertigung wächst natürlich die Komplexität der Prozesse“, sagt Rudolf Betz, Leiter der Lackiererei von Porsche in Zuffenhausen. Deshalb fragt Moderator Rangar Yogeshwar: „Verschwinden die Standards der Großserienfertigung ganz von der Bildfläche, wenn jeder eine ganz individuelle Innenausstattung, technische Spezifikation und Lieblingsfarbe wählt?“
Individuelle Fertigung mit Großserieneffizienz
Schon heute baut der Sportwagenhersteller im Serienprozess möglichst viele Schichten seiner drei-, vier- oder fünfschichtigen Lacksysteme auf. So kann Porsche theoretisch noch einen Tag vor der Auslieferung besondere Wünsche wie etwa die Farbe berücksichtigen. „In der Vergangenheit haben wir solche Verfahren, Prozesse und Techniken schrittweise aufeinander aufgebaut, weiterentwickelt und laufend optimiert“, so Betz. „Jetzt müssen wir solche Verfahren schon in der Entwicklung simulieren.“
Die steigende Nachfrage nach individuellen Produkten bringt kleinere Losgrößen und im Extremfall sogar die Einzelanfertigung mit sich, mit der Folge einer schier unüberschaubaren Produkt- und Prozesskomplexität. Maschinen- und Anlagenbauer reagieren darauf zunehmend damit, ihre Anlagen stärker danach zu konzipieren, dass die Automobilindustrie damit viele unterschiedliche Werkstücke produziert. Dieses Ziel lässt sich jedoch nur dann wirtschaftlich umsetzen, wenn die Industrie auch kleine Losgrößen zu Bedingungen der Serienproduktion realisieren kann. So stellen Kleinserien im Lackierbetrieb eine besondere Herausforderung dar, da sich die Lackierroboter aufgrund fehlender Produktdaten oft nur mit großem Aufwand programmieren lassen. Hinzu kommen noch die häufigen Umrüstzeiten.
Flexibles Produktionsleitsystem
Dafür hat LacTec, ein Unternehmen von Eisenmann, das Konzept der ‚Losgröße 1‘-Roboterlackierung entwickelt. Das In-Line-Programmierkonzept erfasst das Werkstück mittels Bildverarbeitung als 3D-Modell. Alternativ verwendet das Off-Line-Konzept vorhandene 3D-CAD- Daten aus einer Datenbank. Beide Konzepte stellen die genaue Oberflächenform des Werkstücks dem automatischen Bahnplanungstool zur Verfügung. In Verbindung mit dem Lackierroboter und dem Lackierstrategierechner erfolgt dann die Bahnplanung. Dieser vollautomatische Prozess läuft ab, ohne dass ein Bediener noch eingreifen muss. Generell sollten OEMs und ihre Partner bei kleinen Losgrößen zwei zentrale Aufgaben lösen: Die komplette Fertigung vernetzen und sie gemeinsam mit dem Materialfluss flexibilisieren.
„Immer kompaktere und leistungsstärkere Sensorik, Speichermedien und ‚Mobile Devices‘ treiben die Vernetzung von Anlagen, Werkstücken und Menschen voran“, so Bruno Geiger, COO/CTO bei Eisenmann. „Dabei bildet die komplette Transparenz der Fertigung die Basis für die integrierte Analyse und Nutzung von Daten in Echtzeit. Solche Informationen brauchen wir, um sehr flexible und hocheffiziente Industrie 4.0-Produktionsverfahren zu ermöglichen.“ Beim Thema Vernetzung der Produktion sieht sich der Maschinen- und Anlagenbauer aus Böblingen als Vorreiter. Als flexibles Produktionsleitsystem vernetzt das eigene Eisenmann Manufacturing Execution System (E-MES) die gesamte Fabrik. Damit lässt sich die automatisierte Fertigung und Logistik überwachen und übergreifend steuern. Das betrifft alle horizontalen Fertigungsprozesse, als auch die vertikalen Prozesse vom ERP bis zur Feldebene.
Verantwortung bei Datentreuhändern
„Wir alle müssen daran arbeiten, komplexe Datenströme noch besser zu beherrschen. Deswegen verstärkt Eisenmann auch seine Softwarekompetenz“, betont Geiger. „Schon heute haben wir Prozess- und Produktionsleitsysteme, mit denen Kunden ihre gesamten horizontalen und vertikalen Abläufe überblicken und die Komplexität beherrschen.“ IT-Verständnis zu haben, bedeutet dabei nicht zwingend zu programmieren, aber zumindest zu konfigurieren und bestehende Daten zu analysieren, um die richtigen Schlüsse daraus zu ziehen. Solche Leitsysteme wirken umso effizienter, je stärker die Beteiligten die gewonnenen Daten schon in frühen Entwicklungsphasen einsetzen und umso mehr Partner solche Systeme auch nutzen. Das setzt jedoch Vertrauen zwischen jenen OEMs, Lieferanten und Partnern voraus, die sich am Datenaustausch beteiligen.
„Eines der Kernprinzipien von Industrie 4.0 lautet: Alleine kann niemand mehr erfolgreich sein“, betont Nils Herzberg, verantwortlich bei SAP fürs Internet der Dinge. Aber: „Wir sehen eine ganz massive Verantwortung bei Datentreuhändern. Denn wir wissen oder ahnen auch nur, wie Google & Co. mit Daten umgehen. Selbst Wettbewerber können sich aber einigen, um bestimmte Daten auszutauschen und so einen gemeinsamen Vorteil zu generieren.“ Laufend entstehen so neue Geschäftsmodelle, die auf solchen Daten basieren – etwa Uber, Airbnb oder Kaeser Kompressoren, die Druckluft zum Festpreis anbieten. „Sollte die deutsche Automobilbranche nicht schnellstens eine Art Datentreuhänder etablieren?“, regt Yogeshwar an. „Wir fungieren schon als Datentreuhänder für jeden, der hier im Raum sitzt. SAP weiß wahnsinnig viel, aber wir kommerzialisieren die Daten nicht. Damit verbessern wir nur den Betrieb der Software – das hilft uns allen“, so Herzberg.
Verschmelzung von Mensch und Maschine
Ein weiter Aspekt fällt bei Industrie 4.0 regelmäßig unter den Tisch, denn meistens dominieren Begriffe wie Automatisierung, Datenzugriff oder Vernetzung das Thema. Manfred Stern, Präsident und CEO bei Yaskawa Europe, erläutert: „Noch kommt die Integration zwischen Anlagen und Menschen zu kurz. Als Hersteller haben wir im letzten Jahr weltweit 300 000 neue Roboter installiert. Die meisten von ihnen arbeiten aber hinter Gitter, etwa in einer Schweiß- oder Lackierzelle. Wir trennen also noch strikt zwischen der Automatisierung und den Menschen.“ Auch in der Intralogistik dürften in Zukunft mehr Roboter arbeiten, die sich nicht nur im Käfig bewegen, sondern auch mobil sein müssen. Damit rückt die Zeit näher, in der Mensch und Maschine als sich perfekt ergänzende „Kollegen“ kooperieren.
Freier Journalist in Tübingen


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