Wandel wo immer man auch hinblickt. Viele Veränderungen, die branchenübergreifend ein Management-of-Change erforderlich machen, wurden von der Digitalisierung hervorgerufen. Sie hat bereits einen soziokulturellen Wandel ausgelöst, das kann nicht geleugnet werden. Doch die Digitalisierung kann nicht alleine für eine fortschreitende Individualisierung der Kundenwünsche verantwortlich gemacht werden. Feststeht: Das Individuum genießt immer mehr Möglichkeiten sich selbst und seinen gewünschten Lebensstil frei auszuleben. Da erscheint es als kaum verwunderlich, dass diesen anspruchsvollen Kunden die in Massenfertigung hergestellten Waren und Produkte immer weniger ansprechen.

Die Individualisierung der Gesellschaft – also der Übergang von der Fremd- zur Selbstbestimmung – hat zwar bereits lange vor der Digitalisierung begonnen, aber erst jetzt ermöglicht der technische Fortschritt dem Wunsch des Kunden nach individuellen Gütern im großen Maßstab nachzukommen. Betrachtet man die von Henry Ford eingeführte Fließbandfertigung als einen Paradigmenwechsel, dann befinden wir uns gerade kurz vor einem weiteren. Individualisierte Lifestyle-Apps, auf die Kundenbedürfnisse zugeschnittene Versicherungen, Finanzdienstleistungen und sogar Stromverträge; die Dienstleistungsbranche ist schon sehr stark individualisiert – jetzt ist die Fertigungsindustrie an der Reihe!

 

Konvergierende Technologien ermöglichen CPPS

Die Entwicklung von nicht linearen Produktionsstätten, die eine schnelle und kosteneffiziente Fertigung von individualisierten Produkten in hoher Stückzahl ermöglichen, ist erst durch die 5G-Mobilfunktechnologie – größere Bandbreite und niedrigere Latenzzeiten – und die voranschreitende Umwandlung zur Industrie 4.0 möglich geworden. Ohne diese technologischen Fortschritte wäre es unmöglich auf die geänderten Kundenbedürfnisse einzugehen.

Das cyber-physische Produktionssystem (fluide Produktion) setzt eine auf IIoT-Technologie basierende Orchestrierung der gesamten Werkshalle voraus. Eine zentrale Rolle spielt hierbei der „Digital Twin“. Dieser entsteht, indem das physische Produkt in der digitalen Welt abgebildet wird, und dient als Brücke zwischen der digitalen und der physischen Welt. Der digitale Zwilling enthält alle Informationen über das Produkt und seinen Produktionsprozess, und ermöglicht damit die Disruption der klassischen Fertigungsmethode.

Es ist nicht mehr der Fertigungsingenieur, der den nächsten Arbeitsschritt einleitet. Das Produkt weiß selbst, was es am Ende sein wird, kennt jeden einzelnen zu durchlaufenden Produktionsschritt, und leitet diesen selbstständig ein, indem es mit dem jeweiligen Roboter kommuniziert. So durchläuft das Produkt keine lineare Fertigungsstraße, sondern bewegt sich innerhalb wenigen, flexibleren Produktionszellen und lässt die benötigten Roboter, Cobots (Kooperationsroboter) und fahrerlosen Transportfahrzeuge (FTFs/AGVs) zu sich kommen.

 

Digitaler Zwilling ist wichtig für Produktion und After-Sales Management

Der digitale Zwilling ermöglicht nicht nur eine nahtlose Zusammenarbeit von Mensch und Cobot bei der Produktion, sondern spielt eine essentielle Rolle während des gesamten Produktzyklus. So erleichtert er beispielsweise Rückrufaktionen, indem anhand des digitalen Zwillings alle Produkte, die eine fehlerhafte Komponente enthalten, automatisch zur Nachbesserung einbestellt werden können. Das Auslesen von Störungen oder die langwierige Suche nach Fehlern und Defekten bei einem Werkstattbesuch entfallen ebenfalls. Noch bevor der Defekt einen ernsthaften Schaden anrichten kann und noch bevor der Wagen in der Werkstatt ist, kann über den digitalen Zwilling bereits der Fehler identifiziert und die für die Reparatur benötigten Ersatzteile können bestellt werden.

 

Interaktion eines Mitarbeiters mit cyber-physischen Produktionssystem (CPPS)
Arbeiter interagiert mit cyber-physischem Produktionssystem (CPPS).

 

CPPS ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal

Die neue Produktion mittels eines CPPS wird zwar erst in fünf bis zehn Jahren vollständig möglich sein, doch das bedeutet nicht, dass Unternehmen nicht bereits heute beginnen sollten, die Basis für diese Produktionsmethode zu schaffen. Es handelt sich hier nicht um eine Investition, die sich kurzfristig auszahlt. Langfristig betrachtet wird sie aber ein wichtiges Differenzierungsmerkmal sein, das über langfristigen Erfolg entscheidet.

Differenzierungsmerkmale:

  • Personalisierung von Kundenprodukten und -erfahrungen in nachhaltiger Produktionsumgebung.
  • Kosteneffiziente Herstellung einer Fülle von verschiedenen Produkten mit unterschiedlichen Eigenschaften an einem einzigen Standort.
  • Steuerung der Echtzeit-Produktion hinsichtlich der Business-Prioritäten.

 

Um CPPS erfolgreich umzusetzen, müssen Fertigungsunternehmen ihre gesetzten „Grenzen“ überwinden und Teil eines Ökosystems werden, das weit über die eigenen Firmengrenzen und klassischen Lieferanten- und Kunden-Beziehungen hinausgeht. Das Forschungsprojekt Arena 2036 in Stuttgart ist ein gutes Beispiel für ein Ökosystem, in dem verschiedene Unternehmen Seite an Seite innovative Lösungen für ein übergreifendes CPPS entwickeln.

Neben der Teilnahme an einem Ökosystem sollten Sie auch mit kleinen Projekten starten, um die smarte Fertigung nach dem Prinzip „learning-by-doing“ zu erlernen. All diese erwähnten Fähigkeiten – die zum großen Teil noch erworben werden müssen – können zu einem disruptiven Weg führen, um Kunden und Märkte zu bedienen. Es darf jedoch nicht vergessen werden, dass nicht nur in Technologien und Produktionsmethoden investiert wird, sondern auch in die entsprechenden Mitarbeiter, die für neue Arbeitsweisen geschult werden müssen.

 

CPPS_Grafik_Fokus für Arbeiter
Die Arbeitnehmer werden sich an neue Arbeitsweisen anpassen müssen.

 

Eine wichtige Frage zum Schluss, die jedes Unternehmen für sich selbst beantworten muss: Macht es Sinn zu warten und in eine erprobte und skalierte Technologie zu investieren oder soll man zu experimentieren anfangen und die neuen Lösungen sofort nutzen?

Besuchen Sie uns doch auf unserer Webseite! Hier können Sie das White Paper „Your next co-workers are cobots“ herunterladen und sich noch ausführlicher zu cyber-physischen Produktionssystemen informieren.