Digitalisierung in der Produktion: Komplexes in kleiner Auflage

Digitalisierung in der Produktion: Komplexes in kleiner Auflage

, aktualisiert 30. April 2016, 15:44 Uhr
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Unternehmen prüfen, wie man die Produktion individualisieren kann.

von Manuel HeckelQuelle:Handelsblatt Online

Unternehmen suchen nach Wegen, um die Vorteile von Industrie und Manufaktur zu verbinden. Die Vision sind automatisiert hergestellte Unikate, die sich zu einem höheren Preis verkaufen lassen.

KölnDie Welt der unbegrenzten Möglichkeiten - Verbraucher kennen das schon: Mit einem Konfigurator dürfen sie ihre Turnschuhe individuell gestalten, nur ein kleiner Aufpreis wird fällig. Auch Müslifreunde haben die freie Wahl und mixen ihr Produkt nach Gusto - in 566 Billiarden Varianten.

Der Trend erreicht nun auch die Industrie: Ein B2B-Kunde klickt sich sein Wunschprodukt zusammen, und der Lieferant serviert es. „Es geht darum, den Kunden noch individueller und effizienter bedienen zu können“, sagt Frank Piller, Professor für Technologie und Innovationsmanagement an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) in Aachen. Das Fernziel hört auf das Schlagwort „Losgröße 1“: die automatisierte Fertigung von Einzelstücken.

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Der Automatisierungsspezialist Phoenix Contact geht in diese Richtung: Seine Kunden können im Onlinekonfigurator zwischen 98 verschiedenen Trennverstärkern wählen - und dann je nach Anforderung noch die Ein- und Ausgangssignale definieren. Insgesamt ergeben sich so mehr als 1.000 Kombinationen für das sechs Millimeter schmale Bauteil, das in Schaltkästen zum Einsatz kommt.

Eine neue Qualität für Einkäufer von technischen Komponenten: Bisher blieb ihnen meist die Wahl zwischen zwei Extremen - entweder kostengünstige Massenware oder teure Einzelanfertigung. Ermutigt durch Pilotversuche, befassen sich immer mehr Industriefirmen mit dem Konzept Losgröße 1.

Digitale Produktionstechniken wie die additive Fertigung nähren die Hoffnung, tatsächlich eines Tages Unikate so effizient wie Massenprodukte herstellen zu können. Aktuell stößt die Technik aber schnell an Grenzen. „Die Losgröße 1 bringt noch unglaublich viel Aufwand für die produzierenden Unternehmen mit sich“, sagt Roman Dumitrescu, Direktor der Fraunhofer-Einrichtung für Entwurfstechnik Mechatronik (IEM) und Geschäftsführer des aus Bundesmitteln geförderten Clusters „Intelligente Technische Systeme Ostwestfalen-Lippe“.

Viele Unternehmen konzentrieren sich darauf, nicht individuelle, aber immerhin individualisierte Produkte anzubieten: Kunden haben bei der Bestellung so viele Optionen, dass das Endprodukt - obgleich kein Einzelstück - genau ihren Anforderungen entspricht. Die passende Variantenzahl festzulegen, ist indes herausfordernd. „Den produzierenden Unternehmen ist nicht immer klar, wie stark sie ihr Portfolio in Zukunft ausdifferenzieren müssen”, sagt Dumitrescu.


Ein digitaler Zwilling für jedes Produkt

Technische Voraussetzung dafür, immer mehr Auswahlmöglichkeiten anbieten und kleine Chargen effizient produzieren zu können, ist eine modular aufgebaute Produktion. Schon 2015 präsentierten 16 Industriepartner eine solche Fertigungslinie auf der Hannover Messe. In diesem Jahr wird der Automobilzulieferer SEW-Eurodrive auf der Industrieausstellung mehrere Montageinseln zeigen, die nach dem Baukastenprinzip fertigen. Besucher können die Getriebe nach den eigenen Wünschen konfigurieren.

Die Unternehmen setzen dabei auf das „Plug & Produce“-Prinzip: Zusätzliche Maschinen können an die Produktionsanlagen angekoppelt oder zwischengeschaltet werden, ohne dass sie aufwendig einzeln konfiguriert werden müssen. Ingenieure bemühen den Vergleich zu einem USB-Stick. Auch der funktioniert dank einer Standardisierung an jedem Computer und ist nach dem Einstöpseln innerhalb von Sekunden einsatzbereit.

Ähnlich wie die Getriebe bei SEW-Eurodrive entstehen gleichfalls die Trennverstärker bei Phoenix Contact in einer modular aufgebauten Fertigung. Schon Chargen zwischen fünf und 200 Stück können so in der Fabrik im niedersächsischen Bad Pyrmont wirtschaftlich produziert werden.

Entscheidend sind die kurzen Umrüstzeiten: Die Mitarbeiter verbinden die Module unkompliziert an „Docking-Stationen“ mit Strom, Druckluft und dem IT-Netzwerk. „Wenn man Maschinen schneller umrüsten will, braucht man physikalische und semantische Adaptivität und somit ein gut abgestimmtes Schnittstellensystem“, fasst Johannes Kalhoff zusammen, im Unternehmen zuständig für das Technologiemanagement.

Eine wachsende Bedeutung kommt dem durchgängigen Datenaustausch zu. „Es ist wichtig, dass ein digitales Gesamtmodell vorliegt“, sagt IEM-Direktor Dumitrescu. „Wenn wir dahin kommen, kann auch die Losgröße 1 tatsächlich wirtschaftlich sein.“ Firmen müssen aber nicht nur die Produktion umstellen, sondern schon in der Konstruktion alle Prozesse aufeinander abstimmen. Heute sind oft noch Dutzende verschiedene Entwicklungs- und Konstruktionsprogramme im Einsatz - und diese kommunizieren oft nicht in derselben Sprache.

Die Idee: Künftig bekommt jedes zu fertigende Produkt einen „digitalen Zwilling“, der von den ersten Entwürfen bis zur Fertigungslinie kontrolliert und angepasst werden kann. Die Digitalisierung mache die steigende Komplexität beherrschbar, sagt Kalhoff. Gemeinsam mit dem Software-Dienstleister Eplan und dem Schaltschrankspezialisten Rittal arbeitet Phoenix Contact bereits an solch einer durchgängigen digitalen Artikelbeschreibung.


Passgenaue Produkte rechtfertigen hohe Preise

Firmenübergreifende Netzwerke und Kooperationen gelten als Schlüssel für immer kleiner werdende Losgrößen. Denn das Thema geht schnell über die Grenzen eines einzelnen Unternehmens hinaus: Verschiedene Varianten eines Endprodukts erfordern auch unterschiedliche Vorprodukte von Zulieferern. Ohne gemeinsame IT-Systeme ist das kaum lösbar.

Die unternehmensübergreifende Vernetzung könnte bald schon Lieferketten ganzer Branchen verändern. „Bestellungen werden in Echtzeit von den Herstellern an die Lieferanten und Sublieferanten durchgeroutet und Lieferengpässe frühzeitig erkannt”, beschrieb die Technologie-Beratung Detecon die Vision im vergangenen Jahr am Beispiel der Automobilindustrie. So sei zukünftig auch eine Produktion von kleinen Stückzahlen möglich, bei der individuelle und standardisierte Teilstücke zum richtigen Zeitpunkt in der Produktion aufeinandertreffen.

Gelingt diese Annäherung an die Losgröße 1, kann sich das für Unternehmen mehrfach auszahlen. Zum einen lassen sich für passgenaue Produkte Preisaufschläge rechtfertigen. Vor allem aber hält man mögliche Wettbewerber auch aus verwandten Branchen auf Abstand: „Hersteller fürchten sich davor, dass die reine Hardware zu einem austauschbaren Rohstoff wird und die Wertschöpfung auf einer anderen Ebene stattfindet“, sagt RWTH-Professor Piller.

Die flexiblere Fertigung hilft im besten Fall auch bei der Produktion von Standardware. Wer modulare Produktionslinien an verschiedenen Standorten besitzt, kann flexibler Kapazitäten bei Lastspitzen hochfahren. Auch eine Erweiterung des eigenen Angebots ist schneller möglich. Die Anbieter stellen so sicher, kurzfristig auf Markttrends und neue Kundenbedürfnisse reagieren zu können, erklärt Piller: „Wer Komplexes meistern kann, der hat einen großen Wettbewerbsvorteil.”

Quelle:  Handelsblatt Online
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