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Neue Herausforderungen in der Werkhalle

Fertigungssteuerung im Industrie 4.0-Zeitalter

Die Vernetzung von Maschinen und die intelligente Fertigung nimmt mit dem Wandel zu einer Industrie 4.0 Gestalt an. Manufacturing Execution- Systeme und Advanced Planning & Scheduling-Lösungen stehen hierbei vor neuen Herausforderungen. Mit der technologischen Umstrukturierung ergeben sich organisatorische Veränderungen. Wie gestalten sich künftig die Strukturen in den smarten Fabriken und welche Rolle spielt der Mensch?

Die Weichen für die sich selbst organisierende, flexible Produktion im Sinn einer Industrie 4.0 sind gestellt. Künftig werden Produktion und Logistik wohl eng miteinander verzahnt und mit dezentraler Intelligenz ausgestattet sein. Aber wie gestaltet sich dieser Prozess konkret in der Praxis? Das Enterprise Resource Planning-System (ERP) vereinnahmt Kundenbedarfe beziehungsweise Bestellungen und sendet diese Informationen an das Manufacturing Execution-System (MES). Das MES vereinzelt diese Bedarfe und generiert mit dem Advanced Planning & Scheduling-Feinplanungstool (APS) über einen Manufacturing Resource Planning-Lauf (MRP) die Produktionsaufträge. Diese werden über die Stücklisten und Arbeitspläne mit ihren Arbeitsgängen vom Produktionsleitsystem – das ein Teil des MES darstellt – an die Maschinen und Werker übergeben und platziert.

Das Produkt entscheidet

Mit dem Start eines Auftrages beginnt das intelligente Produkt entlang des Arbeitsplanes zu wachsen und wird über die diversen Stufen eines Halbzeuges zum Fertigprodukt. Künftig teilt sich das Produkt dabei mit, denn es führt relevante Daten mit. Es repräsentiert den Produktionsstatus und trifft Entscheidungen. In Zukunft dürften Cloud-basierte MES-Lösungen an Bedeutung gewinnen, da diese mit verteilten Anlagen sprechen können. Die Anlagen wiederum werden gefüttert mit Roh- und Halberzeugnissen, die sich selbst identifizieren. Die Maschine oder das Produkt sind dann in der Lage, mit dem MES zu kommunizieren, so dass sich daraus schließen lässt: Kennen wir das Produkt? Zu welchem Auftrag gehört es? Wie sieht der nächste Arbeitsschritt aus? Dies kann schließlich in der Feinplanung referenziert werden und der Verantwortliche weiß, wann die Ausführung stattfinden muss.

Fortgeschrittene Automatisierung

Bisher waren zahlreiche Schritte im Produktionsprozess erforderlich, die von den Mitarbeitern durchgeführt werden mussten und die nun automatisiert möglich sind. So muss der Mitarbeiter beispielsweise das Produkt nach einem fertigen Arbeitsgang nicht mehr manuell in die nächste Maschine einlegen, sondern das Erzeugnis weiß, welcher Prozess als nächstes zu erfolgen hat. Das MES identifiziert dabei beispielsweise, dass der nächste Schritt der Transport ist und löst beispielsweise den Eingriff eines fahrerlosen Transportsystems aus. Das Produkt versetzt demnach das MES in die Lage, automatisch Transporte zu generieren. Dies verspricht eine erhebliche Beschleunigung des Prozesses und eine Entlastung des Mitarbeiters. Das könnte dazu führen, dass Unternehmen durch die optimierten Logistikprozesse in der Lage sind, verstärkt mit Mitarbeiter-Pools zu arbeiten und weniger mit Key-Usern.

Veränderte Arbeitswelt

Viele Basistechnologien von Industrie 4.0-Szenarien sind bereits verfügbar und können zu vereinfachten und beschleunigten Prozessen führen. So werden Mitarbeiter etwa bei sich wiederholenden, operativen Prozessen entlastet. Gleichzeitig findet eine Verschiebung der Aufgabenfelder statt. Entgegen den Prognosen der ‚menschenleeren Fabrik‘ nimmt der Mensch dabei eine Schlüsselrolle ein. Denn obwohl Produkte künftig über ein Gedächtnis verfügen, sind sie nicht fähig, bestimmte Entscheidungen zu treffen oder Kreativität zu entfalten. Daraus ergeben sich Chancen, aber auch Lernprozesse. Die tiefere Durchdringung der Produktionsprozesse mit Informations- und Kommunikationstechnologien erfordert eine durchdachte Mensch-Maschine-Integration.

Unternehmen und Mitarbeiter müssen sich im Zuge der vierten industriellen Revolution auf eine deutlich höhere Flexibilität einstellen. Kurze Produktzyklen, geringe Losgrößen und Just-in-time-Konzepte verlangen nach kurzen Reaktionszeiten und Anpassungsfähigkeit auf allen Ebenen. Das Spektrum der unterschiedlichen Arbeitsinhalte wird demnach wohl weiter wachsen. Hier sind standardisierte Arbeitsstrukturen gefragt. Das Sozialgefüge in Unternehmen sollte sich daher analog zu den technologischen Entwicklungen der Industrie 4.0 verändern. Der Weg zur Nutzung und dem Abschöpfen der Vorteile kann nur über eine Umstrukturierung in der Organisation erfolgen. Es muss klare Prozessketten und Weiterbildungen geben, damit sich die Vorteile der gesteigerten Wertschöpfung und Effizienz voll entfalten können. Denn die Industrie 4.0 lebt nicht von der Technologie allein.

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