2. Das digitale Unternehmen

Die Digitalisierung durchdringt alle Funktionen eines Unternehmens und macht vor keiner Branche halt. Wir stellen Ihnen in diesem Kapitel einige ausgewählte Unternehmensbereiche vor, die sich durch Industrie 4.0 besonders stark verändern können – mit Beispielen aus der Praxis.

2.2 Produktion

Die digitale, vernetzte Produktion ist ein zentraler Bestandteil der Vision Industrie 4.0. In der intelligenten Fabrik sind die Maschinen und Anlagen, Bauteile und Behälter eigenständige und intelligente Dinge, die miteinander vernetzt sind, kommunizieren und selbstständig Aufträge durch die gesamte Wertschöpfungskette steuern. Die eigene Identität erhalten die „Dinge“ z.B. durch maschinenlesbare Codes (Barcode, EAN, QR-Code) oder durch RFID-Transponder und Sensorknoten. Durch Sensoren analysieren sie die Umwelt oder werden von anderen „Dingen“, z.B. Maschinen, wahrgenommen. Die intelligenten Bauteile und Behälter sind Teil der Logistik- und Produktionsprozesse. Sie sind Informationsträger und -empfänger, die sich direkt mit den Anlagen und Maschinen austauschen. Objekte, Maschinen und Anlagen sind weltweit zu Cyber-Physischen-Systemen (CPS) vernetzt.

Serviceroboter – Mensch und Roboter Hand in Hand

Moderne Robotik ist eines der zentralen Themen von Industrie 4.0. Waren Roboter bisher in den großen Fabrikhallen durch Schutzzäune von Arbeitnehmern getrennt, sollen sie nun Seite an Seite mit Menschen arbeiten. Roboter, die im gleichen Raum wie Menschen arbeiten, benötigen besondere Schutzeinrichtungen. An Gelenken und Greifvorrichtungen befinden sich beispielsweise Sensoren, damit der Roboter bei einer unvorsichtigen Bewegung durch den Menschen seine Arbeit abbricht und kein Arbeitsunfall passiert. Fragestellungen, in welchem Abstand Mensch und Roboter beispielsweise optimal zusammenarbeiten, ohne dass sich der Mensch gestört fühlt, oder wer der beiden bei einer drohenden Kollision ausweichen soll, gehen derzeit sowohl Wissenschaft als auch Wirtschaft auf den Grund und erarbeiten immer ausgereiftere Systeme.

Zusätzlich dazu werden Roboter entwickelt, die ortsunabhängig eingesetzt werden können. Diese sollen bspw. als Ersatz für einen erkrankten Arbeitnehmer spontan seine Rolle einnehmen können und sich schnell und einfach in das Umfeld einfügen.

 Aus der Praxis
BMW setzt, wie andere Fahrzeughersteller auch, bereits seit 2013 Leichtbauroboter ein, um Schallisolierungen auf Türinnenseiten mit einem gleichmäßig hohen Druck anzurollen oder um den Klebstoff auf die Frontscheibe aufzutragen. Hier unterstützt der Roboter zum einen, indem er den Mitarbeiter von unergonomischen Tätigkeiten entlastet, zum anderen liefert er auch über einen 24h-Tag die immer gleiche Qualität.

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BMW Werk Spartanburg, Produktion, Montage, Ergonomische Mensch Roboter Kooperation. Bild: BMW

Assistenzsysteme

Assistenzsysteme unterstützen Mitarbeiter bei ihren Aufgaben. Sie sind mobil einsetzbar und bilden die Schnittstelle zwischen dem Menschen und den Elementen der intelligenten Fabrik, indem sie ihm beispielsweise den Zugriff auf spezielle Daten ermöglichen. Die Arbeitsassistenzsysteme müssen in die Arbeitsumgebung und -aufgabe integriert werden. Die relevanten Informationen müssen möglichst einfach aufbereitet und das Gerät / der Assistent muss für den Mitarbeiter intuitiv bedienbar sein. Wichtig ist, dass bei der Gestaltung der Mensch und die Ergonomie im Mittelpunkt stehen. Als Vorbild gilt in diesem Bereich oftmals die heute sehr einfache und intuitive Bedienung von Smartphones oder Tablets.

 Aus der Praxis
Die BMW Group setzt in Pilotprojekten in ihren Werken in München und Leipzig in der Produktion Smartwatches ein. Ein Bildschirmsignal und Vibrationsalarm signalisieren dem Mitarbeiter am Band, wenn ein Fahrzeug mit besonderen Anforderungen naht.

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Smartwatch unterstützt die Montagearbeit. Bild: BMW

Additive Fertigungsmethoden

Rapid Prototyping und 3D-Drucken sind grundsätzlich seit vielen Jahren bekannt. Seit 3D-Drucker in der Lage sind, so unterschiedliche Materialien wie Metalle, Kunststoffe und Baumaterialien zu verwenden, ist jedoch die Vision, ganze Häuser und Autos mit 3D-Druckern zu bauen, greifbar geworden. So wurde in China bereits der Rohbau eines 5-stöckigen Hauses mit einem 3D-Drucker hochgezogen und das amerikanische Startup Local Motors hat binnen 44 Stunden ein Auto gedruckt, das nach dem Einbau weiterer ca. 100 Teile (z.B. Motor) fuhr. Additive Fertigungsverfahren wie 3D-Druck oder auch Lasersintern sind Zukunftstechnologien in der Fertigung: einerseits um z.B. Ersatzteile in entfernten Regionen schnell vor Ort und bedarfsorientiert zur Verfügung zu stellen und andererseits ist die Technik mittlerweile so ausgereift, dass Teile von Produkten oder ganze Produkte in einem Zug gedruckt werden können. Airbus hat angekündigt, künftig bis zu 10% seiner Bauteile, die bisher von Zulieferern gefertigt wurden, selber herzustellen – mit 3D-Druckern (z.B. Turbinenschaufeln).

Tipp: Der MakerSpace der unternehmerTUM verfügt über mehrere 3D-Drucker und eine Lasersinterkabine, die Unternehmen für eigene Tests zur Verfügung stehen.

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