Marginale Spalte

Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. mult. Alexander Verl

ist seit April 2014 Vorstand Technologiemarketing und Geschäftsmodelle der Fraunhofer-Gesellschaft. Zuvor leitete er das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) und war Lehrstuhlinhaber für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen an der Universität Stuttgart.

Foto: Prof. Alexander Verl

"Menschen werden die Steuerung nicht aus der Hand geben"

Juli 2014

 

Prof. Alexander Verl über die Bedeutung von Automatisierung, Kompetenz und Arbeitsethik bei der Beschleunigung der Produktionsprozesse im Maschinenbau.

 
 

Welche Marktanforderungen bestehen für den Maschinenbau in Sachen Time-to-Market?

In der Fertigung ist das Fernziel die personalisierte Massenproduktion. Der Umgang mit Komplexität ist dabei ein großes Thema: Abläufe, Maschinen, Bedieninterfaces werden immer anspruchsvoller. Doch eigentlich sollte jede Maschine mit zwei bis drei Griff en bedienbar sein. Steuerungstechnisch sollte uns daher eher der Gedanke treiben, elegantere Lösungen zu finden.

Denn im Maschinenbau geht es darum, die Kundenanforderungen möglichst genau, nutzerfreundlich und kostengünstig umzusetzen. Deshalb läuft es auf einen Automatisierungsgrad hinaus, der so hoch ist, dass der Kunde das von ihm gewünschte Produkt ohne die Hilfe eines Experten konfigurieren und direkt in die Produktion einspielen kann und dabei die volle technische und Kostenkontrolle behält.

Einige Autohersteller bieten ja bereits Apps an,mit denen Sie Ihr Wunschfahrzeug zusammenstellen können. Am Ende bekommen Sie einen Preis und gehen damit zum Händler. So sollte das in Zukunft auch mit Maschinen möglich sein. Die Maschinenbauer müssen auf diesen Wunsch der Kunden reagieren. Dazu müssen sie die Konfiguratoren bereitstellen und ihre Produkte modularisieren. Wenn mit den einzelnen Konfigurationen auch hinterlegt ist, wie das Produkt automatisiert zu fertigen ist, beschleunigt das den gesamten Produktentstehungsprozess.

Wie können Simulation und Vernetzung bei dieser Verkürzung helfen?

Automatisierungshersteller haben die Fähigkeiten zur Vernetzung und Selbstorganisation schon lange. Die Fleißarbeit besteht nun darin, aus dieser Vernetzung auch Nutzen zu ziehen. Denn der Endausbau von „Industrie 4.0“ wird nicht heißen, dass jedes Gerät mit jedem anderen spricht und Hierarchien in der Automatisierung verschwunden sind.

Derjenige, der das richtige Maß zwischen Selbstkonfiguration, Vernetzung und Bereitstellung von Produktionsdaten findet, wird Vorteile haben. Simulationstechnik hilft im gesamten Prozess. Im Ideallfall nutzt der Vertrieb die Simulation bereits im Kundengespräch, um zu klären, ob die Vorstellungen des Kunden verstanden wurden.

Zudem wird so auf die besten bereits verfügbaren Komponenten zurückgegriffen und der Entwicklung unnötiger Aufwand erspart. Der Entwickler wiederum kann sich anhand der Simulation vergewissern, ob sich sein Pflichtenheft mit den Kundenanforderungen deckt. Ist die Simulation dann genau genug, verhält sie sich wie eine echte Maschine. Wenn eine Steuerung also mit der Simulation reibungslos funktioniert, läuft sie auch ohne Probleme mit der echten Maschine.

Inzwischen sind viele Maschinen so komplex, dass sie ohne Simulation überhaupt nicht mehr wirtschaftlich zum Laufen zu bringen sind. Der Einsatz von Simulationen lässt sich dann bis zur Inbetriebnahme und späteren Wartung durchziehen. Hat der Service ein genaues Modell der Kundenanwendung zur Verfügung, kann er auch aus der Ferne sehr genau Probleme oder Veränderungswünsche des Kunden analysieren.

Welche Rolle spielt dabei die menschliche Dimension, zum Beispiel die Zusammenarbeit zwischen Kunde und Lieferant?

Beim Beschleunigungsprozess hängt vieles davon ab, wie weit der Kunde sich in seine Daten schauen lässt. Mit Software ließen sich Maschinen schon heute nahezu ausfallsicher machen. Allerdings würde die Software dabei auch sehr genau erheben, wie der Mensch die Maschine tatsächlich nutzt. Das ist natürlich ein Spannungsfeld.

Im Kundengespräch selbst spielt das Thema Kompetenz eine wichtige Rolle. Vor allem, wenn es um den vorhin angesprochenen Idealfall mit der Simulation geht – also eine Art von Automatisierung des Vertriebs. Dazu gibt es eine interessante Studie des Weltverbands der Robotiker (IFR)*, die aufzeigt, dass in Ländern, in denen mit Robotik besonders viel automatisiert wird, die Arbeitslosigkeit besonders niedrig ist. Denn hat man bereits einen hohen Automatisierungsgrad, spielen die Lohnkosten eine immer geringere Rolle. Hersteller, die bislang eher auf niedrige Lohnkosten setzten, können nicht einfach auf diesen Zug aufspringen, weil dafür die Investitionen zu hoch sind. Mit diesem Wissen lässt sich auch der Vertrieb mit den passenden Softwarewerkzeugen digital so optimieren, dass andere Hersteller erst eine Menge investieren müssten.

Wie schätzen Sie die Entwicklung auf diesem Gebiet ein: Wo stehen wir hier in fünf Jahren?

International gesehen wird es eine Annäherung geben, aber in Asien wird das Thema Vernetzung und Losgröße 1 in den kommenden fünf Jahren noch kein großes Thema sein. Dafür ist auch die Mitarbeiterfluktuation in Asien viel zu groß – Know-how wandert ständig ab und muss neu vermittelt werden. Denn das staatlich geplante Wachstum in Hightechbereichen funktioniert nicht so einfach.

Das kann man auch in Deutschland beobachten, wo die geplante Energiewende nicht so funktioniert, wie man sich das gedacht hat. Was den Maschinenbau angeht, werden wir in Europa aber noch immer führend sein. China wird uns vielleicht in anderen Bereichen bereits überholt haben.

Gibt es neue Technologien, die das Thema in Zukunft revolutionieren werden?

Augmented Reality kann man dafür sinnvoll einsetzen. Am Institut filmen wir beispielsweise Menschen bei der Arbeit und erstellen daraus Avatare. Die erledigen dieselben Tätigkeiten in einer virtuellen Umgebung. Daraus können wir die körperlichen Belastungen sehr genau ermitteln und Arbeitsabläufe optimieren.

Auch Exoskelette werden in Zukunft ein Thema sein. Im Kleinen zum Beispiel, indem sie eine Krankenschwester beim körperlichen Umgang mit Patienten dabei unterstützen, sich richtig zu bewegen. Auch Kognition, also künstliche Intelligenz, wird irgendwann kommen, aber es ist momentan noch nicht absehbar, dass wir Menschen die Steuerung aus der Hand geben.


* „Positive Impact of Industrial Robots on Employment“, International Federation of Robotics, London 2011