Ein Interview mit Prof. Dr.-Ing. Thomas Bauernhansl, Institutsleiter am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, über die fortschreitende Digitalisierung und den Paradigmenwechsel in der Produktion im Zuge von Industrie 4.0.

Prof. Dr.-Ing. Thomas Bauernhansl, Institutsleiter am Fraunhofer IPA. © Fraunhofer IPA

Widmann: Industrie 4.0 wird sehr unterschiedlich interpretiert. Prof. Bauernhansl, was verstehen Sie darunter?

Prof. Bauernhansl: Industrie 4.0 steht für eine vollständige digitale Vernetzung aller Produktionsmittel, deren virtueller Repräsentanz, des sogenannten digitalen Schattens oder auch digitalen Zwillings, und der beteiligten Mitarbeiter. Dies ermöglicht revolutionäre Veränderungen in der Produktion, indem hochqualifizierte und flexible Mitarbeiter mit intelligenten cyberphysischen Systemen kooperieren und so smarte Prozesse ermöglichen. Industrie 4.0 ist noch nicht in jedem Unternehmen angekommen, aber ganz Deutschland beschäftigt sich damit und wir gehen davon aus, dass dadurch eine revolutionäre Veränderung der Wertschöpfung stattfinden wird – die 4. industrielle Revolution.

Widmann: Bislang ist Industrie 4.0 vorrangig ein Thema der großen Konzerne. Wie gelingt es dem Mittelstand mitzuhalten?

Prof. Bauernhansl: Das sehe ich nicht so: Die großen Konzerne beschäftigen sich vor allem aus der Risikosicht mit dem Thema, weil ihre tradierten Geschäftsmodelle bedroht sind und klassische Wettbewerbsvorteile schwinden. Zum Beispiel verändert sich der Marktzugang aufgrund des Internets vollkommen. Auch beim Thema Investition in Know-how muss es aufgrund von Open Source ein Umdenken geben. Gerade für innovative und schnelle Mittelständler bietet Industrie 4.0 sehr viele Chancen. Leider haben das bisher noch nicht alle erkannt, aber die Gruppe derjenigen, die Industrie 4.0 ernsthaft betreiben, wächst stetig und jeden Tag.

Widmann: Inwiefern profitieren der Mittelstand und seine Kunden von Industrie 4.0?

Prof. Bauernhansl: Industrie 4.0 stellt den Kunden in den Mittelpunkt und integriert ihn als Prosumer in die eigene Wertschöpfung. Das schafft Möglichkeiten, komplexe Aufgaben neu zu orchestrieren bzw. zu verlagern. Sprich: der Kunde übernimmt Aufgaben. Auch Mittelständler können Communities und entsprechende Dienstleistungen in ihr Wertschöpfungssystem integrieren. Das schafft eine hohe Produktivität, da die Transaktionskosten der Komplexität massiv sinken. Gleichzeitig kann die Qualität des Service massiv erhöht werden. Folgt der Mittelstand dieser Logik, verbessert er seine globale Wettbewerbsfähigkeit deutlich.

Widmann: Mit dem Applikationszentrum Industrie 4.0 ermöglicht das Fraunhofer IPA innovative Industrie 4.0-Lösungen in unmittelbarer Zusammenarbeit mit der Industrie. Welchen Benefit haben Unternehmen durch die Kooperation?

Prof. Bauernhansl: Das Motto unseres Applikationszentrums lautet: In Geschäftsmodellen denken – in Kooperationen handeln. Analysiert man die erfolgreichen Projekte im Mittelstand, sieht man rasch, dass sie nur aufgrund von Netzwerken möglich waren. Einzelne Unternehmen sind in einer vernetzten Welt nicht in der Lage, Lösungen so zuzuschneiden, dass sie den Kundenbedarf zu hundert Prozent treffen – das geht nur in Kooperationen. Um eine Plattform für Kooperationen zwischen Wissenschaft, Forschung und Industrie, aber auch unter den Industrieunternehmen zu ermöglichen, haben wir am Fraunhofer IPA das Applikationszentrum Industrie 4.0 aufgebaut. Damit schaffen wir die Voraussetzungen für die sogenannten Economies of Communication, das heißt für die Synergien, die notwendig sind, um Profitabilität einerseits und einen hohen Kundennutzen andererseits zu erzielen.

Widmann: Wird die Additive Fertigung in Bezug auf Losgröße 1 künftig eine Schlüsselrolle spielen?

Prof. Bauernhansl: Die Prozesse der Additiven Fertigung sind vielfältig und spielen ganz sicher zukünftig eine Schlüsselrolle. Allerdings wird sie die klassischen Verfahren nicht verdrängen, sondern ergänzen und ein ganz neues Segment von Produktionstechnologien eröffnen. Zusätzlich gibt es das Feld der hybriden Verfahren: Additive Fertigung wird dann mit klassischen Verfahren kombiniert. Ein Bauteil wird dann zum Beispiel per Fräsen bearbeitet und dann zusätzlich per Selective Laser Melting individualisiert, indem man zusätzliche Strukturen anbringt. Überall da, wo sehr kundennah in kleinen Stückzahlen mit hoher Flexibilität produziert wird, macht Additive Fertigung zurzeit Sinn. Aber sie breitet sich auch immer mehr aus. In der Automobilindustrie werden bereits erste additiv hergestellte Bauteile in Serienfahrzeugen eingesetzt. Zwar noch in kleinen Stückzahlen, aber sobald die Materialpreise sinken und die Prozessqualität und die Robustheit der Systeme weiter ansteigen, werden wir einen Siegeszug der additiven Verfahren in vielen Bereichen der klassischen Fertigung sehen.

Das Fraunhofer IPA wird in den nächsten Jahren acht Zentren im Bereich der Mass Personalization aufbauen. Die Themen reichen von der Additiven Fertigung, der digitalen Batteriezellproduktion und smarten Materialien über frugale sowie cyberphysische Produktionssysteme bis hin zur Cybercognitive Intelligence und dem Leichtbau.

Widmann: Industrie 4.0 verspricht Vorteile bei den Kosten. Welche konkreten Einsparpotenziale ergeben sich durch Digitalisierungstechnologien?

Prof. Bauernhansl: In fast allen Bereichen gibt es sehr große Potenziale zur Kosteneinsparung. Bestandskosten können beispielsweiseum 30 bis 40 Prozent gesenkt werden, weil man auf Basis von Echtzeitinformationen in der Lage ist, Sicherheitsbestände zu minimieren und vor allem Bestellmengen in der Lieferkette besser steuern kann. Die Lagerhaltungskosten gehen entsprechend nach unten. Insbesondere in der Planung und im Management erhöht sich die Produktivität. Die Fehlerrate sinkt. Weil man in Echtzeit auf Qualitätsdaten zugreifen oder sie unternehmensübergreifend austauschen kann und über augmentierte Realität entsprechend schneller zum Problem vordringt. So erfolgen dann auch Reparaturen von Systemen einfacher und schneller. Es gibt ein enormes Nutzenpotenzial. Viele Firmen, die Industrie 4.0 bereits umsetzen, bestätigen, je nach Komplexität des Produktionsfalls, bis zu 50 Prozent Produktivitätszuwachs.

Widmann: Industrie 4.0 und die menschenlose Fabrik werden häufig in einem Atemzug genannt. Welchen Einfluss hat die vernetzte Produktion auf die Zukunft der Arbeit?

Prof. Bauernhansl: Das wird nicht kommen, der Mensch bleibt im Mittelpunkt der Wertschöpfung. Er wird zum »Dirigenten« in der Produktion. Er trifft die strategischen Entscheidungen und wacht über den Fabrikbetrieb. Die menschliche Intelligenz wird – bei aller Autonomie der cyberphysischen Systeme – immer unerlässlich bleiben. Der Mensch entwirft und gestaltet das Produkt – das werden die Roboter so schnell nicht können. Wer aber eine Werkzeugmaschine bedient, der kann heutzutage ebenso die Maschinen programmieren, und wenn Not am Mann ist, kann er sie auch reparieren. Die Welten der Produktion verschmelzen mit den Welten der Planung, Steuerung und Optimierung. Die Fertigkeitseliten, also Facharbeiter, die über viel Erfahrung verfügen und ihr Handwerk verstehen, sind ja immer knapper auf dem Arbeitsmarkt. Deswegen sollten die Industrieunternehmen ihre Ausbildungskompetenz stärken, beispielsweise mit Lernfabriken und der Bereitstellung von mehr Ausbildern, so dass die Übernahmequote steigt.

Widmann: Vielen Dank für das Gespräch!

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