Die Hannover Messe 2017 stand ganz im Zeichen der Digitalisierung. In der Fabrik der Zukunft ist alles vernetzt und Roboter arbeiten Seite an Seite mit menschlichen Mitarbeitern. Die wirtschaftliche Fertigung individueller Produkte rückt in den Bereich des Machbaren und virtuelle Modelle erlauben es, komplette Produktionsanlagen zu planen und virtuell in Betrieb zu nehmen.
Aufbruch in die vernetzte Industrie
Einen Ansturm von IT-Unternehmen verzeichnet die Hannover Messe Industrie 2017 (HMI). Denn IT-Anbieter und Industrieunternehmen arbeiten gemeinsam an der Digitalisierung der produzierenden Industrie. Damit verschwimmen die Grenzen zwischen IT-Unternehmen und klassischen Fertigungsbetrieben. Komponenten, Maschinen, Werkstücke und Prozesse sind in der Industrie 4.0 vernetzt und vereinigen Elemente aus beiden Welten. Das Konzept ist eng verwoben mit dem Internet der Dinge (IoT).
Digitalisierer haben es leichter
Unternehmen, die schon heute ihre kaufmännischen und fertigungstechnischen Prozesse mit Software abbilden und automatisieren, haben sich alleine dadurch bereits auf die Überholspur gesetzt. Sie werden es in Zukunft leichter haben, das Potenzial der Industrie 4.0 auszuschöpfen. Denn kaufmännische und technische Software werden in Zukunft stärker verzahnt. Zum Beispiel, wenn sinkende Lagerbestände Bestellvorgänge im ERP-System auslösen. Oder wenn ein Auftragseingang die Bereitstellung von Ressourcen just-in-time veranlasst. Oder wenn die Projektmanagement-Software Produktions- und Montagetätigkeiten triggert.
Hoher Mehrwert
Wer heute noch in den Arbeitsweisen der Vergangenheit verharrt, hat schlechte Karten. Denn der Mehrwert, den die Industrie 4.0 absehbar schaffen wird, ist gigantisch. Eine Studie des McKinsey Global Institute schätzt diesen im Zeitraum bis 2025 auf bis zu elf Billionen Dollar! Und 90 Prozent davon sollen den Anwendern – Unternehmen und Verbrauchern – zugute kommen.
Das größte wirtschaftliche Potenzial sieht McKinsey in der Fertigung. 3,7 Billionen Dollar sollen durch Produktivitätsgewinne, Ressourceneinsparungen und – man höre und staune – sicherere Arbeitsplätze erwirtschaftet werden.
Rasantes Wachstum
Die Aussichten für die Industrie 4.0 sind hervorragend: Das Beratungsunternehmen PAC prognostiziert, dass der Markt für IT-Lösungen im Zusammenhang mit der Industrie 4.0 im Jahr 2017 um 21 % auf 5,9 Milliarden Euro und 2018 noch einmal um 22 % auf 7,2 Milliarden Euro wachsen soll.
Kein Wunder, dass sich IT-Firmen auf der HMI drängeln – und umgekehrt Industrieunternehmen das Terrain der IT betreten. Kooperationen entstehen, wie die zwischen dem Roboterspezialisten Kuka und der Softwareschmiede SAP. Beide wollen Synergien ausnutzen, zum Beispiel Kuka-Roboter über die Leonardo-Plattform von SAP steuern. Wird man bald die HMI mit der CeBIT zusammenlegen?
Smart Factory auf der Hannover Messe
In der Fabrik der Zukunft tauschen Werkstücke und Fertigungsanlagen Informationen aus und rufen Techniker zur Hilfe, falls etwas nicht funktioniert.
Unternehmen integrieren smarte Maschinen in ihre Produktionsprozesse. Die so genannte Open Integrated Factory ist eine autonome Prozesskette, in der Werkstücke die Maschinen darüber informieren, wie sie zu bearbeiten sind. Maschinen können dadurch verschiedene Produktvarianten herstellen und neue Fertigungsprozesse lernen.
Dank KI ist diese Fabrik ein selbstlernendes System. IoT-Plattformen vernetzen Fertigungsanlagen, Werkteile, Logistikabläufe und menschliche Beteiligte. Produktions- und Logistikprozesse und alle vor- und nachgelagerten technischen und betrieblichen Abläufe werden miteinander verknüpft.
Hemmschuh Sicherheitsfragen und Facharbeitermangel
Sicherheitsbedenken lassen viele, vor allem kleinere Unternehmen bei der Digitalisierung ihrer Fertigungsprozesse noch zögern. Hier arbeitet das Fraunhofer Institut derzeit an Lösungen. Angriffsszenarien werden in virtuellen Testlabors nachgestellt, um die Sicherheit zu optimieren und Abwehrstrategien gegen Hacker-Attacken zu entwickeln.
Qualifizierte Facharbeiter sind Mangelware. IT-Kenntnisse sind erforderlich. Mit Datenbrillen werden Arbeiter angelernt, z. B. Schritt für Schritt durch die Reparatur einer Anlage geleitet. Smarte Handschuhe melden dem Arbeiter, wenn ein Bauteil falsch montiert ist.
Vernetzte Fertigung und integrierte Prozesse
Unter dem Dach der HMI stellt die Leitmesse Industrial Automation für Fertigungs- und Prozessautomation, Systemlösungen und Industrial IT aus. Hier werden die starren Muster früherer Automatisierungen aufgebrochen. Maschinen, die früher getrennt arbeiteten, werden vernetzt.
Starre Abläufe werden flexibel. Sie definieren sich ständig neu in einem Netzwerk autonomer Komponenten. Ja mehr noch: Zunehmend werden Fertigungsprozesse auch mit betriebswirtschaftlichen Prozessen – Stichwort ERP – integriert. Und für Sonderanfertigungen wird ein 3D-Drucker mit vernetzt.
Zu der hochflexiblen, transparenten Fertigung kommt ein umfassendes Echtzeit-Monitoring. Sensoren liefern laufend Statusdaten und Predictive Analytics – vorausschauende Analysemethoden – erkennen Probleme rechtzeitig, ehe eine Maschine ausfällt. Aus diesem Wissen entstehen neue Geschäftsmodelle.
Innovative Cloud-Lösungen
Auch Cloud-Anwendungen kommen auf der HMI nicht zu kurz. Zum Beispiel Siemens: Der Konzern ruft eine Online-Plattform ins Leben, auf der Hersteller aus aller Welt Produkte On Demand herstellen und 3D-Druck nutzen können. Dieser neue Marktplatz soll eine globale Zusammenarbeit von Fertigungsunternehmen ermöglichen. Einkäufer können mit Micro Factories ins Geschäft kommen, die das gewünschte Produkt dort drucken und ausliefern, wo es benötigt wird. Damit wird die Losgröße eins Realität. „Additive Manufacturing“ heißt diese neue, auf 3D-Druck gestützte Produktionsmethode auf Neudeutsch.
Eine weitere Leitmesse namens Digital Factory konzentriert sich auf integrierte Prozesse und IT-Lösungen.
Aus Robotern werden Androiden
Neue Robotergenerationen machen die Mensch-Maschine-Interaktion einfach, effizient und sicher. Heutige Roboter (Cobots) stimmen ihr Arbeitstempo und Verhalten auf die menschlichen Arbeiter ab und stellen sich auch sonst auf diese ein. Mussten frühere Industrieroboter ihr Werk noch quasi hinter Gittern verrichten, um menschliche Mitarbeiter nicht zu gefährden, so stehen heutige Roboter dem Menschen buchstäblich zur Seite.
Da Menschen ihre Umwelt mit Seh- und Tastsinn wahrnehmen, wurden diese Sinne bei den Cobots nachgeahmt. Ihre Außenhaut enthält berührungsempfindliche Sensoren und ein Sichtsystem zeigt ihm ein visuelles Bild der Arbeitsstätte. Das bedeutet: Die Roboter können sehen und fühlen; meist auch hören. Die Verletzungsgefahr sinkt damit auf Null, während die Arbeitseffizienz bedeutend zunimmt.
Den diesjährigen Hermes Award für besonders innovative Produkte gewann die Firma Schunk , Spezialist für Greif- und Spannsysteme, für ihre Entwicklung eines Zweikomponenten-Greifers, der mit kapazitiven und taktilen Sensoren ausgestattet ist.
Fazit
Vernetzte Produktion, Automatisierung und Roboter werden die Fabrik der Zukunft prägen. Denn alles, was digitalisiert werden kann, wird auch digitalisiert werden. Der Wettlauf um die Smart Factory hat längst begonnen. Und kein Fertigungsbetrieb kann es sich heute noch leisten, bei diesem Rennen auf der Strecke zu bleiben.
Video 1: Hannover Messe
Video 2: Jens Fleischhacker
