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Metav 2016

Industrie 4.0 beflügelt das Qualitätsmanagement

| Autor / Redakteur: Nikolaus Fecht, Fachjournalist aus Gelsenkirchen / Lisa Hohmann

Prof. Robert Schmitt
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Prof. Robert Schmitt (Foto: WZL)

Die Integration der Qualitätssicherung (QS) in die Produktion ist für Professor Robert Schmitt mit Blick auf Industrie 4.0 von besonderer Bedeutung. Der Vorstand der Deutschen Gesellschaft für Qualität (DGQ), Frankfurt am Main, entwirft ein Bild der QS-Zukunft und erklärt, warum sich die DGQ und sein Lehrstuhl an der Quality Area auf der Metav 2016 in Düsseldorf engagieren.

Herr Prof. Schmitt, was bedeutet Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung: Brauchen wir QS 4.0 oder reicht die bereits vorhandene computerunterstützte QS aus?

Robert Schmitt: Durch die Umwälzungen der Industrie 4.0 werden mehr Daten anfallen, die schneller miteinander verknüpft werden: Das Spiel wird schneller. Lebte das bisherige Qualitätsmanagement von sorgfältig begründeten Kausalketten, so führt morgen vermutlich die Korrelation zahlreicher, zunächst scheinbar nicht zusammenhängender Größen zu schnelleren QS-Maßnahmen. Industrie 4.0 wird das Qualitätsmanagement auf jeden Fall beschleunigen.

Qualitätsmanagement ist wichtiger Bestandteil jeder Führungsaufgabe

Ihre Vita zeigt, dass Sie ein besonders enges Verhältnis zur Messtechnik und Qualitätssicherung in der Produktion besitzen. Was hat Sie mit Blick auf Ihr Berufsleben besonders bewegt und inspiriert?

Robert Schmitt: Qualitätsmanagement darf nicht in zusätzlicher Kontrolle erstarren. Vielmehr sollte es den Menschen helfen, in der Wertschöpfungskette ihre Aufgaben gut zu erfüllen und insgesamt die Produktion zu verbessern. Ein so organisiertes Qualitätsmanagement ist Bestandteil jeder Führungsaufgabe.

Wenn die Werkzeugmaschine und die Produktion mit Hilfe von Sensorik mehr Daten erfassen kann: Was bedeutet das für die Signalverarbeitung mit Blick auf Echtzeitfähigkeit und das Bewältigen der dabei entstehenden enormen Datenmengen – Stichwort „Big Data“?

Robert Schmitt: Es könnte uns erstmals gelingen, derzeit lückenhafte Regelkreise durch Rückkopplung technologisch zu schließen. Wir arbeiten eng mit Informatikern in Projekten zusammen, in denen es darum geht, Informationen nach Bedarf auf so genannte „Wearables“, z. B. Brillengläser, zu projizieren. Dazu bedarf es echtzeitfähiger Systeme. Was technologisch so faszinierend erscheint, lässt Soziologen von der „Ironie der Automatisierung“ sprechen. Wenn ich der Rechenleistung eines modellgestützten Systems mehr Aufgaben übertrage, muss ich ein großes Fachwissen modellieren. Wenn das System steht, benötigt die Fabrik kurzfristig für exzellente Ergebnisse eigentlich weniger qualifizierte Mitarbeiter. Um ein Unternehmen aber auf der technologischen Höhe der Zeit zu halten, bräuchte es aber im Gegenteil eigentlich immer mehr Fachkräfte. Doch wegen der Automatisierung fehlen diese: eine zukunftsgefährdende Abwärtsspirale trotz hoher kurzfristiger operativer Exzellenz.

Selbst wenn nun datengetrieben sehr schnelle Qualitätsverbesserungen möglich sind – z. B. durch ein automatisiertes „Six Sigma in Minuten“ (Six Sigma ist eine in den USA entwickelte Methode des Qualitätsmanagements, die statistische Methoden mit einem dezidierten Projektmanagementansatz verbindet. Ein Niveau von sechs Sigma bedeutet weniger als vier Fehler pro einer Million Möglichkeiten: Das entspricht praktisch einer Null-Fehler-Produktion (Anm. des Redakteurs) –, sollte ein Unternehmen das spezifische Wissen über den Kundennutzen der eigenen Produktion verstehen und Kunden tief in die Wertschöpfung integrieren können. Wenn es das nicht macht, wenn es sich nur auf operative Exzellenz verlässt, wird es sein Wissen verlieren und austauschbar sein. Forschungseinrichtungen wie das Werkzeugmaschinenlabor in Aachen können Ideen liefern, damit es nicht so weit kommt.

Wie können die verschiedenen Welten – also Shop Floor (Werkzeugmaschinenindustrie), Vernetzung (Web) sowie Hard- und Software (Messtechnik-Branche) – zusammen wachsen?

Robert Schmitt: Das Besondere an Industrie 4. 0 ist das Erstellen von Modellen als Abbild der realen Welt als digitaler Schatten. Dazu ein Beispiel aus der Praxis: Ein Hersteller, dessen Produkte scheinbar austauschbar sind, tut vielleicht gut daran, eine Datenschnittstelle zum Planungssystem seines Kunden zu haben. Automatisiertes Auflösen der Stückliste nach Plan, Zusammenführen der Teile, Vormontage, automatisiertes Prüfen nach automatisch generierten Prüfplänen, Logistik und Hilfestellung bei der Endmontage mittels App: Das ist keine Zukunftsmusik mehr: Findige Unternehmen haben es schon erfolgreich umgesetzt. Macht man das gut, verschwimmen die Grenzen zwischen physikalischer und virtueller Welt. Hier können Hersteller in der Zusammenarbeit mit dem Kunden höheren Nutzen schaffen. Erfolgreich werden daher langfristig die Messgerätehersteller sein, die sich mit ihren Produkten nahtlos in die Anforderungen und Modellwelten ihrer Kunden einfügen lassen.

Lässt sich eine Werkzeugmaschine in eine Messmaschine verwandeln?

Robert Schmitt: Vielleicht nicht so, dass die Werkzeugmaschine zur Messmaschine wird, aber wir und die Kollegen vom WZL und Fraunhofer IPT arbeiten an der Sensorintegration. Es kommt darauf an, den Großteil potenzieller Messfehler inline zu bestimmen und zu korrigieren. Allerdings muss hier auch etwas bei den Steuerungen geschehen, die bisher noch nicht für Messstrategien ausgelegt sind und strukturell keine Messaufgabenübernehmen können. Aber auch hier werden Apps auf leistungsfähiger Hardware die Landschaft verändern.

Was raten Sie einem Hersteller von Werkzeug- oder Messmaschinen?

Robert Schmitt: Orientieren Sie sich bei Ihren Maschinen und Geräten an der Systematik der RAMI 4.0, der neuen Referenzarchitektur für Industrie 4.0. Wenn es uns nicht gelingt, dadurch auch in der Normung schnell am Markt zu sein, werden eben andere Player wie Suchmaschinenanbieter das „internet of things“ maßgeblich beeinflussen. Denn diese verfügen dann über einen gigantischen Datenschatz, der sich vermarkten lässt – einzigartige Expertise ist dann für jeden erschwinglich und reproduzierbar. Mit Blick auf die zahlreichen Funktionen eines Smartphones wird bald tendenziell kaum jemand noch hohe Preise für messtechnische Hardware, sofern sie nicht gerade hochgradig spezifisch ist, akzeptieren. Was zählt, ist Funktionalität – und die kommt aus den Daten.

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