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Industrie 4.0: Bezahlbare Einzelstücke aus der digitalen Fabrik

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Forscher der autonomen Fabrikation testen ihre Entwicklungen im Bremer Institut für Produktion und Logistik (Biba)

Rasanter Wandel

Neben die allgegenwärtige Kommunikation von Menschen mit Menschen tritt die noch viel umfassendere der Maschinen. Es geht um die totale Vernetzung von Bauteilen, Werkzeugen und Transportbehältern zum Internet der Dinge. Und dieser Wandel vollzieht sich rasend schnell: „Schon Ende des Jahrzehnts“, prognostiziert Dave Evans, Chef-Zukunftsplaner beim Netzausrüster Cisco, „werden weltweit 50 Milliarden Geräte mit dem Internet verbunden sein.“ Heute sind es erst rund zehn Milliarden.

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Wie oft etwa wurde er als Beispiel für die Zukunft bemüht: Der Kühlschrank, der Milch nachbestellt, wenn die Packung leer ist. Er wurde das Symbol der Hoffnung in Sachen heimischer Vernetzung. Was heute anders ist.

Kühlschränke, die Lebensmittel selbstständig nachbestellen, Smartphone-gesteuerte Zimmerbeleuchtung, das Tablet als Fernbedienung - Die Alltagselektronik von Morgen wird vor allem eins sein: vernetzt Quelle: dpa

Wie diese neue Wunderwelt der Produktion einmal aussehen kann, lässt sich in Deutschlands derzeit wohl modernster Fabrik schon besichtigen. Sie steht im Nordosten Bremens gleich neben der Universität und ist in einer Halle des Bremer Instituts für Produktion und Logistik (Biba) untergebracht. Hier unterziehen die Protagonisten der autonomen Fabrikation ihre Ideen dem Realitätscheck.

Zwar ist die Fabrik bisher nicht mehr als ein Prototyp – noch dazu einer, der kaum mehr Platz beansprucht als ein Badmintonfeld. Doch die Erwartungen an die kleine Anlage sind riesig: Die Biba-Forscher erproben dort das Konzept einer Fabrik, in der nicht mehr Produktionsplaner, sondern die Produkte selbst ihre Herstellung steuern. Es ist der endgültige Bruch mit dem etablierten, aber starren Konzept der Fließbandfertigung.

Die Forscher simulieren die Herstellung von Autorücklichtern in drei Varianten. Dafür haben sie die Reflektoren mit winzigen Chips bestückt, die an die fünf Montagestationen funken, ob sie mit hellen oder farbigen Birnen, mit weißen oder bunten Blenden ausgerüstet werden sollen.

Was, wo, wie produziert wird, hätte bisher ein Mensch entschieden. Nun aber handeln die Reflektoren im Dialog mit den Maschinen aus, welcher Automat den Zusammenbau übernimmt, weil er gerade frei ist und über die notwendigen Bauteile verfügt. Sind sie sich handelseinig, bringt ein Werkstückträger das Gehäuse zur jeweiligen Station. Veigt ist zufrieden: „Prinzipiell funktioniert die Selbststeuerung, das haben wir hier bewiesen.“

Für die Arbeitswelt bringt das radikale Veränderungen. Denn die Bediener künftiger, autonomer Produktionslinien müssten im Prinzip nicht einmal mehr im Werk anwesend sein, berichtet Biba-Projektleiter Marius Veigt schmunzelnd. „Theoretisch können sie die Produktion genauso gut per Smartphone oder Tablet-PC von zu Hause aus überwachen.“

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Acatech-Chef Kagermann hat keine Zweifel, dass sich die Prinzipien der Bremer Modellfabrik auf die gesamte Industrie übertragen lassen. Er erwartet sogar, dass die Selbststeuerung der Produktion je nach Branche Produktivitätssprünge von bis zu 50 Prozent auslösen kann, begleitet von massiven Material- und Energieeinsparungen.

Selbst beim Auto, heute schon Symbol für individualisierte Fließbandfabrikation, sehen Vordenker wie John Rogers noch Potenzial für eine Explosion der Produktvielfalt. Rogers ist Mitgründer von Local Motors (LM) im US-Bundesstaat Arizona und arbeitete zuvor für McKinsey als Unternehmensberater. Er setzt auf einen Trend, der heute schon die Innovationsfähigkeit der Internet-Welt bestimmt: die Idee der Open Innovation, in der die Zusammenarbeit von Kunden, internen Ingenieuren und externen Enthusiasten die Entwicklungsgeschwindigkeit hoch- und die Kosten nach unten treibt.

Wenn aber die Entwicklung eines Autos nurmehr wenige Millionen statt einer Milliarde Dollar kostet wie heute, rechnet Rogers vor, müssen die Hersteller nicht mehr Zehntausende Exemplare von einem Modell verkaufen, um ihre Investition zurückzuverdienen. „Das Geld, das heute in hohe Stückzahlen fließt, kann die Branche dann in die Bandbreite der angebotenen Produkte stecken“, sagt er.

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Dass das funktioniert, hat LM bereits bewiesen. Für die US-Regierung entwarf das Startup mit Unterstützung der Netzgemeinde einen leichten Militärtransporter. Nicht einmal sechs Monate brauchten die LM-Techniker dafür und nur einen Bruchteil üblicher Budgets.

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2 Kommentare zu Industrie 4.0: Bezahlbare Einzelstücke aus der digitalen Fabrik

  • Na ja. Ich erinnere mich noch an die Zeit Mitte der 80er. An einem Stuttgarter FhI wurde im Bereich CIM geforscht und der Versuch gestartet, die Forschungsergebnisse in Pilotprojekten zu implementieren. Dass sich CIM rasch zum Synonym für ChaosImMittelstand entwickelte, war kein Wunder. Was wurde da nicht vollmundig versprochen: Der Kunde liefert als Eingangsgröße seine Anforderungen und - Magic Magic - das fertige Produkt wird in Losgröße 1 als Ausgangsgröße geliefert. Wer z.B. einmal (praktisch) die Variantenvielfalt von Stücklistensystemen, Ausstattungscodes etc. miterlebt hat, für den ist Produktion 2.0/3.0/4.0 und weitere nur ein Buzzword-Bingo. Ganz abgesehen davon, wird das individuelle Kundenprodukt bzgl. Wartung und Service ganz neue Probleme aufwerfen (DfD, DfS), die aus meiner Sicht noch nicht gelöst sind (und auch nicht im Fokus der Forschungsanstrengungen liegen).

  • Vom Fraunhoferinstitut wurde gerade die, wie ich finde, sehr interessante Studie "Produktionsarbeit der Zukunft" zum Thema Industrie 4.0 veröffentlicht, für die 661 Unternehmen des produzierenden Gewerbes befragt wurden:

    http://www.iao.fraunhofer.de/lang-de/geschaeftsfelder/unternehmensentwicklung-und-arbeitsgestaltung/1143-leitstudie-zur-produktionsarbeit-der-zukunft.html

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