Metav digital Die smarte Fabrik bedarf einer neuen Unternehmenskultur

Redakteur: Peter Königsreuther

In Zeiten von Industrie 4.0 fragt man sich, welche Rolle die Mitarbeiter spielen werden – auch die Führungskräfte! Die Metav digital zeigt vom 23. bis 26. März, was Sache ist. Hier ein Ausblick...

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Digitalisierung und KI ängstigen viele. Die Metav digital will nun aufklären. Denn der Mensch ist alles andere als obsolet. Hier ein Beispiel für Vernetzung und zentraler Steuerung von Bosch.
Digitalisierung und KI ängstigen viele. Die Metav digital will nun aufklären. Denn der Mensch ist alles andere als obsolet. Hier ein Beispiel für Vernetzung und zentraler Steuerung von Bosch.
(Bild: Bosch)

„In den vergangenen acht Jahren haben wir bei Industrie 4.0-Projekten festgestellt, dass technologisch und planerisch alles gut ist – aber es muss vom Mitarbeiter auch akzeptiert werden“, gibt Prof. Gisela Lanza, Leiterin des wbk Instituts für Produktionstechnik im Karlsruher Institut für Technologie und Mitglied der WGP (Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik), zu bedenken. Das Thema Arbeit 4.0 habe sich wie selbstverständlich auf die Agenda gesetzt. Die Wissenschaftler mussten dabei über Akzeptanz, Motivation und neue Rollenverteilungen in der digitalisierten Fabrik sinnieren. Dabei kam heraus, dass rund 100 Mio. Euro für Förderprogramme freigeschaufelt wurden, die in Sachen Autonomie und in Smart Services, in genau 26 Mittelstands-Kompetenzzentren und in über 300 Anwendungsbeispiele in der Produktion gesteckt wurden. Das bedeute, dass auch im Zeitalter von Algorithmen und künstlicher Intelligenz die 2500 Jahre alte Weisheit des griechischen Philosophen Protagoras noch gilt: Der Mensch ist das Maß aller Dinge.

Motivierte Mitarbeiter, durch intelligente Systeme im täglichen Ablauf

In der Produktion erfordern vor allem die Steuerung der Istzeit und die durch Algorithmen gestützte Überwachung schnelle Entscheidungen, heißt es weiter. Deshalb hat etwa die ifp-Software GmbH aus Aachen ein Programm für die Vernetzung und Optimierung von Produktionsstraßen anzubieten. Das Unternehmen wird die Metav digital gerne dafür nutzen, um potenziellen Anwendern die Möglichkeiten für die Praxis zu erklären. Mithilfe von Zeitreihen errechnet ein Algorithmus wahrscheinliche Fehlerquellen und sendet das Ergebnis sekundenschnell zum Mechaniker. Das System bringe eine um 30 % höhere Anlagenleistung – das motiviere auch die Mitarbeiter. Jörn Steinbeck, Mitgründer von ifp-Software, erläutert die Wirkung auf den Alltag im Shopfloor: „Wir arbeiten in Istzeit! Und ein gut trainierter Algorithmus kann Sekunden später Lösungsvorschläge machen. Wenn aber der Arbeiter mit dieser Information erst zum Meister laufen müsste, um Anweisungen zu erhalten, dann sei der Zeitvorsprung wieder verspielt.“ Im Klartext: Um die Möglichkeiten von KI-Anwendungen (Künstliche Intelligenz) in der Praxis voll auszuschöpfen, muss der Mitarbeiter weitreichender entscheiden dürfen, aber auch mehr vom Gesamtsystem verstehen, erklärt Steinbeck. Er schlussfolgert: „Wir kommen so weg von der Kontrolle, hin zum Kontext“. Oder in den Worten von Prof. Lanza: „Der Mitarbeiter braucht mindestens so viel Eigenverantwortung, dass er einen Fehler selbst sofort behebt.“

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Der Werker muss mehr verantworten, darf aber auch mehr entscheiden

Sebastian Weski ist Vertriebsleiter der Exapt Systemtechnik GmbH, ebenfalls in Aachen. Er pflichtet dem zuvor gesagte bei. Das Unternehmen entwickelt und vertreibt seit 1967 CAM-Systeme und bietet auch eine intelligente Betriebsmittelverwaltung für die zerspanende Industrie an. Das komplexe Programm greift dabei auf smarte Arbeitsabläufe zurück, so dass Werkzeuganforderungen, Lagerbewegungen und Rüstoptimierungen automatisch ablaufen können. So erreiche Exapt bereits eine um 30 % erhöhte Produktivität. Auf der Metav digital kann man sich deshalb auch diese Idee näher bringen lassen.

Man bedenke: auch hochmoderne CAM-Anwendungen laufen nur dann effektiv, wenn der Mensch an der Maschine eine größere Verantwortung und unmittelbare Entscheidungsbefugnis hat. „Unser System erlaubt einen Probelauf per digitalem Zwilling. Der Anwender sieht schnell, ob die eingesetzten Werkzeuge beispielsweise die Werkstückberfläche verkratzen oder ob der Vorschub zu hoch ist“, führt Weski dazu aus. Im Falle dessen, meldet der Mitarbeiter das Problem sofort an die CAD-Programmierer zurück. „Wir verbinden mit unserer Software die Menschen an den unterschiedlichsten Stationen im Zerspanungsprozess“, so Weski. Und das heißt für ihn mehr Verantwortung, mehr Kompetenz und mehr Entscheidungsgewalt für den Werker an der Maschine.

Wie wird die Stückzahl-1-Produktion wirtschaftlich?

Tausende verschiedener Produkte und Varianten bis zu Losgröße eins zu fertigen – ohne teures Umrüsten – das ist die thematisch passende Vision von Bosch Rexroth. Die Bosch-Gruppe steigerte 2019 ihren Umsatz nicht umsonst um 25 % (rund 750 Mio. Euro) mit vernetzten Industrie-4.0-Produkten für Fertigung und Logistik. Dieser Anspruch sei nur mithilfe von intelligenten Assistenzsystemen zu erreichen.

Doch auch die neueste Generation von kollaborierenden Industrierobotern (Cobots) verlange ein Umdenken in puncto Unternehmenskultur, hin zu flacheren Entscheidungsstrukturen. Und die Müller Maschinentechnik GmbH aus Düren vertreibt Leichtbauroboter, die in den unterschiedlichen Bereichen die Anwender unterstützen. Rund um diese smarten Apparate habe sich bereits ein „Ökosystem“ aus verschiedensten Werkzeugen entwickelt. Und die elektromechanischen Helfer laden, palettieren, schweißen, fräsen und schleifen heute, je nach Anforderung. Auch diese Expertise gibt es auf der Metav digital zu erleben. Pascal Klee, Verkaufsleiter Automation bei Müller Maschinentechnik, erklärt: „Ein Cobot soll mit dem Menschen zusammenarbeiten. Nur gemeinsam können sie dann statt nur eine Maschine eine ganze Produktionseinheit bedienen.“ Es gehe quasi um ein ganz spezielles „Networking“, und nicht darum, den menschlichen Kollegen zu ersetzen. Im Gegenteil: Die Möglichkeit, in Kooperation auch kleine Losgrößen profitabel herzustellen, gibt den Unternehmen den entscheidenden Impuls, um sich Wettbewerbsvorteile zu sichern.

Auch die Arbeit von Chef & Co. wird sich ändern...

Doch nicht nur der Produktionsmitarbeiter, auch sein Vorgesetzter sieht sich mit grundsätzlich neuen Anforderungen konfrontiert, heißt es weiter. Im interdisziplinären Verbundprojekt „teamIn“ versuchen deshalb Forscher der WGP in Kooperation mit zwei Industrieunternehmen herauszufinden, wie digitale Technologien und KI sinnvoll in den Produktionsprozess integriert werden könnten. Die Wissenschaftler haben vor allem die neue Rolle der Führungskraft im Fokus und verfolgen dabei folgende Teilziele:

  • 1. Es gilt, geeignete digitale Leitungsinstrumente zu entwickeln, also eine Art KI-Agenten, der Vorgesetzte von alltäglicher Routine entlastet;
  • 2. Zudem hat sich das Team vorgenommen, moderne Führungssysteme zu gestalten;
  • 3. Die Auswirkungen auf Rollenbilder und Kompetenzanforderungen gilt es zu untersuchen;
  • 4. Im letzten Schritt entwerfen die Wissenschaftler einen kompletten Transformationsprozess.

Ohne Boss ist trotzdem produktiv was los...

Die Ergebnisse werden in Lernwerkstätten eingespielt und sind dann allen in Deutschland ansässigen Unternehmen zugänglich. Prof. Lanza erläutert: „Unternehmensvertreter können hier mit den Pilotfirmen in den Austausch gehen und sich inspirieren lassen.“ Im Rahmen eines Best-Practice-Beispiels sieht man dabei, welche Elemente und Tools es gibt, um sie dann an die eigene Problemstellung anzupassen, führt Lanza weitera aus. Und in den Werkstätten simulieren die Forscher sogar in einer Spielumgebung neue Hierarchiemodelle, die berücksichtigen, wenn zum Beispiel gar kein Chef mehr da ist und die Mitarbeiter den Shopfloor selbst organisieren müssen.

Fachwissen wird demokratisiert und der Chef wird zum Coach

Die Systemgrenzen für den Einzelnen werden etwa ausgeweitet. „Der Werker, der bisher nur eine Maschine bedient hat, wird in Zukunft die ganze Linie orchestrieren“, fasst Lanza zusammen. Der Meister werde statt nur der Linie, gleich das ganze Werk betreuen und der Werksleiter ist dann für die gesamte Supply Chain verantwortlich, so die Prognose. Jörn Steinbeck steuert dazu Erfahrungen aus der Praxis bei: „Unsere intelligenten Systeme sammeln Erfahrungswissen an, das früher beim Meister angesiedelt war. Ein gut trainierter Algorithmus ist so in der Lage, Fachwissen quasi zu demokratisieren.“ Das wirke sich natürlich automatisch auf die Unternehmenskultur aus. Klassische Top-Down-Entscheidungswege und komplexe Hierarchien sind dann für agile, von Algorithmen und intelligenten Assistenzsystemen unterstützte Produktionsgruppen zu schwerfällig und nutzlos. Schon die Qualitätssicherung, sagt Steinbeck, bringt herkömmliche Instrumentarien an ihre Grenzen – denn Monatsreports taugten wenig, wenn die Software Fehler und Anomalien in Istzeit melde. Die Führungskraft selbst wandelt sich dabei allmählich vom Anweiser zum Coach.

„Optimalität trotz Dezentralität“

Die lernenden Systeme übernehmen mehr und mehr die klassische Kompetenz des Meisters und die Arbeiter an der Maschine lösen viele Probleme selbst, ist Steinbeck überzeugt. Und dafür brauchen sie den Vorgesetzten weniger als Kontrollinstanz, sonder eher als Assistenten und Unterstützer. Lanza postuliert: „Früher dachten wir, nur zentrale Einheiten arbeiten effektiv, in Zukunft aber entsteht Optimalität trotz Dezentralität.“

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