Herausforderungen der Industrie 4.0

Automatisiert, flexibel und dezentral wird die Produktion der Zukunft sein – so sieht es zumindest die Vision Industrie 4.0 vor. Die Umsetzung stellt sowohl die Technik als auch die Organisation eines Unternehmens vor Herausforderungen. [...]

INTELLIGENTE SYSTEME
CPS oder auch CPPS (Cyber-Physische Produktionssysteme) stellen die Basistechnologie für die Fertigung der Zukunft dar. Das sind intelligente und vernetzte Systeme, die Informationen aus der physischen Umwelt einer Fertigung mittels Kameras, Mikrofonen, Drucksensoren, Durchflussmessung oder anderen Geräten erfassen und mit vorliegenden Daten kombinieren, um über Aktoren wie Greifarme, Werkzeuge oder andere Maschinen auf die Produktion einzuwirken. Sie werden wie sämtliche anderen an einer Produktion beteiligten Geräte (Host, Server, PC, Tablet, Smartphone, etc) vernetzt. Oder anders formuliert: „Im Mittelpunkt von Industrie 4.0 steht die echtzeitfähige, intelligente, horizontale und vertikale Vernetzung von Menschen, Maschinen, Objekten und IKT-Systemen zum dynamischen Management von komplexen Systemen.“ (Zitat aus der Studie „Industrie 4.0 – Volkswirtschaftliches Potenzial für Deutschland“, 2014).

VERÄNDERUNGEN IN DER SYSTEMLANDSCHAFT
Die IT-Systemlandschaft eines Industriebetriebes wird sich in den nächsten Jahren stark verändern müssen, um das Potenzial von Industrie 4.0 zu nutzen. Die Veränderung betrifft sowohl die Standardprodukte als auch die Art und Weise, wie mit Informationen umgegangen wird. Typische IT-Systeme in der heutigen Produktion sind beispielsweise das ERP für die Produktionsplanung, das PLM für die Produktverwaltung und das SPS für die Produktionssteuerung. Sie alle sind für eine stückzahlenorientierte und zentral gesteuerte Produktion ausgelegt. Eine auftragsorientierte und dezentral gesteuerte Produktion wird diese Produkte verändern und einen anderen Funktionsumfang aufweisen. Es ist nicht unbedingt gesagt, dass diese Funktionen in ein separates MES (Manufacturing Execution System) ausgelagert werden können. Die bestehende Systemlandschaft wird umgebaut werden müssen.

Die zweite – vielleicht sogar wichtigere Veränderung – betrifft  den Umgang mit Informationen. Wertschöpfungsketten über Firmengrenzen hinweg bedeuten den abgesicherten und schnellen Austausch großer Datenmengen. Die Datenlogistik wird damit zur wichtigsten Aufgabe der IT eines Unternehmens werden.

FLEXIBLE FERTIGUNG BRAUCHT FLEXIBLE ORGANISATION
Die Flexibilität oder genauer die Kapazitätsflexibilität eines Industrie-4.0-Unternehmens ist nur dann zu erreichen, wenn die Mitarbeitenden auch vernetzt und flexibel arbeiten können. Das können sie nur, wenn auch die Organisationsstrukturen der neuen Produktionsphilosophie angepasst werden. Also sollten an die Stelle zentral gesteuerter und klar strukturierter Hie­rarchien gut vernetzte dezentrale und relativ autonome Einheiten treten.

Die Entwicklung in Richtung Industrie 4.0 ist eine Entwicklung, die eine Reihe von grundlegenden Veränderungen auf organisatorischer Ebene mit sich bringt. Beispielsweise die Notwendigkeit einer stärkeren Interaktion zwischen Management und Mitarbeitenden über Shopfloor Management oder die Tendenz zur Flexibilisierung der Arbeitseinsätze aufgrund schwankender Nachfragesituation und die Vergrößerung des Anteils menschlicher Arbeiten wie Planung, Steuerung, Überwachung und Analyse in der Produktion. Das alles gilt es mit organischen und technischen Hilfsmittel zu unterstützen.

* Daniel Liebhart ist Dozent für Informatik an der Züricher Hochschule für Angewandte Wissenschaften und Solution Manager bei Trivadis.