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Digitalisierung

Auf dem Weg zur Qualitätssicherung 4.0

Der Trend zur vollständigen Digitalisierung im Fertigungsbereich bringt auch neue Anforderungen an die Qualitätssicherung mit sich. Um das Label ‚Made in Germany‘ auch zukünftig mit Wert zu füllen, bietet sich eine automatisierte, datenreiche und prozessübergreifende Qualitätssicherung an.



Bild: ©fotohansel / Fotolia.com

Die Digitalisierung schreitet in der Wirtschaft rasant voran. Auch wenn das Konzept der Industrie 4.0 noch nicht vollständig ausgereift ist, ist klar: klassische Ansätze greifen in den digitalisierten Produktionsszenarien nicht mehr. Innovative Geschäftsmodelle und -strukturen treiben die Produktion in der Fabrik der Zukunft an. Big Data und cyber-physische Systeme ermöglichen die Herstellung individualisierter Produkte in höchster Qualität. Dabei werden neue Anforderungen an die Qualitätssicherung gestellt. Der gesamte Qualitätsprozess muss dem digitalen Umfeld angepasst werden. Durch automatisierte, datenreiche und prozessübergreifende Qualitätssicherung können deutsche Unternehmen den Status des Labels ‚Made in Germany‘ auch in der digitalen Ära halten und weiterentwickeln. Die Fabrik der Zukunft ist eigentlich ein großer, selbstlernender Automat. Materialien wissen, was sie später werden sollen. Werdende Produkte steuern sich selbst individuell – also in Losgröße Eins – durch die Maschinen und Anlagen.

Simulationen haben zuvor die Qualitätsfähigkeit des Produktes und der Prozesse sichergestellt. Alle Prozesse sind hochgradig transparent, da viele integrierte Sensoren und Messmittel alle qualitäts- und steuerungsrelevanten Daten in Echtzeit erfassen. Fehler am Produkt entstehen nur noch selten, weil die Vorabsimulationen selbstlernend immer besser werden und das vernetzte System bereits fehlerrelevante Abweichungen im Prozess sofort erkennt und korrigiert. Die Planungs- tätigkeiten, die klassische Arbeitsvorbereitung oder Qualitäts-vorausplanung sind automatisiert und wären auch mit Computerunterstützung durch Menschen in der nötigen Differenziertheit und Schnelligkeit gar nicht mehr zu leisten.

Chancen und Herausforderungen

Mit den Techniken der Industrie 4.0 ist die Produktqualität signifikant zu steigern. Eine Null-Fehlerproduktion ist zunehmend möglich und dabei auch ökonomisch. Eine außerordentliche Datentransparenz über Produktmerkmale, Fertigungsparameter und Felddaten – sowohl über Einsatzbedingungen als auch Produktperformance und Kundenverhalten – lässt sich für Produkt- und Fertigungsdesign nutzen. Darauf gestützt, lässt sich das Produktdesign immer kundenanforderungsgerechter und gemäß der Einsatzbedingungen optimieren. Auch die Fertigungsparameter sind immer weiter optimierbar – sowohl hinsichtlich Produktqualität als auch Fertigungseffizienz. Die Investitionen in eine Industrie 4.0-taugliche Infrastruktur sind jedoch – je nach Unternehmen – erheblich. Hier ist genau abzuwägen und zu berechnen, wann welche Ausbaustufe eine sich angemessen verzinsende Investition ist.

Einzelne Industrie 4.0-Bausteine sind bereits serienreif, andere stellen heute noch überteuerte High-Tech-Pionierlösungen dar. Vielfach fehlen die Kompetenzen für den Ausbau der Industrie 4.0. Manager stehen ihr noch skeptisch und zögerlich gegenüber, Ingenieurwissen ist noch nie so schnell veraltet. Und wo sind heute die Mathematiker, deren Algorithmen aus unbeherrschbaren Big Data nützliche Smart Data machen? Auch klassische Qualitätssicherungsansätze und -strukturen werden obsolet. Die heute noch zahlreichen Medienbrüche und Insellösungen gilt es zugunsten integrierter IT-Systeme zu überwinden. Die Systeme sind – auch aus Qualitäts-sicherungserwägungen – gegen ungewollte Eingriffe zu schützen.

Digitalisierung verändert ein Berufsbild

Qualitätsmanagement (QM) und Qualitätssicherung (QS) sind künftig deutlich zu differenzieren. Qualitätsmanager sein bedeutet mehr und mehr das Agieren als Organisationsentwickler, der die Qualitätsfähigkeit der Gesamtorganisation optimiert. Qualitätssicherung hingegen wird noch technischer und immer IT-lastiger. Die Digitalisierung verändert das Berufsbild der Qualitätsingenieure erheblich. Sie benötigen mehr mathematische und mehr IT-Kompetenz. Die QS-Organisationen verändern sich ebenfalls. Es wird immer sinnvoller, die Qualitätssicherung in die Entwicklung und in die Fertigung zu integrieren und gar nicht als eigenständige Funktion oder Teilorganisation zu belassen. Die Deutsche Gesellschaft für Qualität (DGQ) arbeitet in Fachkreisen aus Praktikern und Wissenschaftlern sehr intensiv daran, die Q-Berufsbilder für die kommenden Entwicklungen auszurichten. Gestützt auf mehrere Studien und Experten-befragungen hat sie moderne, Industrie 4.0-taugliche Berufsprofile für Qualitätsmanager, Managementsystemadministratoren, Auditoren, Qualitäts-ingenieure und Qualitätsprüfer erarbeitet. Sie fließen aktuell in modernisierte und neue Ausbildungskonzepte der DGQ ein.

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Unternehmen vorbereiten auf Qualitätssicherung 4.0

Zunächst einmal muss das Management klären, wie die Digitalisierung sich grundsätzlich auf ihren Markt und ihr Geschäftsmodell auswirken wird. Müssen sie ihre Strategie, ihr Geschäftsmodell verändern? Reicht es aus, Produzent zu sein, oder muss das Unternehmen beginnen, Nutzen aus den eigenen und den Kundendaten zu ziehen? Eine Roadmap für Investitionen in die Infrastruktur ist zu entwickeln und rollierend zu aktualisieren. Sie projiziert, ab wann welche Investitionen in den Ausbau der Infrastruktur erfolgen. Dabei kommt es darauf an, vernetzt zu denken, da die technische Infrastruktur durch Anpassungen der Ablauf- und Aufbauorganisation zu flankieren ist. Viele der mit den Geschäftsmodellentwicklungen und dem Infrastrukturausbau verbundenen Neuerungen und ihre Folgen haben den Charakter massiver Veränderungen und sind durch ein angemessenes Change Management zu begleiten. Die neuen Mitarbeiterkompetenzen müssen entwickelt oder beschafft werden, was wiederum Personalentwicklungs- und Schulungsprogramme erfordert. Die Qualitätssicherung muss auf Digitalisierung und digitale Datennutzung umgeschaltet werden, sich Möglichkeiten der Simulation und dafür geeignete Expertensysteme verschaffen. Sie muss einige alte Zöpfe abschneiden, sich in Entwicklung und Fertigung hochgradig integrieren und viele der neu entstandenen Techniken für sich aktivieren.


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