Automatisierung in der Fertigung: das richtige Design für Effizienz und ROI

Die Technologie eröffnet neue Horizonte: Mit Automatisierung ist jetzt viel mehr möglich als vor 20 Jahren.

Qualifizierte Arbeitskräfte sind heute für Industriehersteller die größte Herausforderung, und qualifizierte Arbeitskräfte sind auch ein wichtiger Faktor für die Automatisierung. Wir brauchen qualifizierte Mitarbeiter, die automatisierte Lösungen programmieren können. Programmierer müssen in der Lage sein, KI zu programmieren und sich mit verschiedenen Technologien, mit Produktentwicklung und mit der Produktion auskennen. Es steht also außer Frage, dass die Fertigung immer komplexer wird.

Eine weitere Herausforderung ist das rasante Tempo, mit dem sich Technologie weiterentwickelt. Richtungen, die wir heute einschlagen, sind in zehn Jahren möglicherweise nicht mehr relevant, daher sind Flexibilität und Perspektive wichtig.

In den meisten Fertigungsunternehmen herrscht nach wie vor eine starke Trennung zwischen verschiedenen Abteilungen. Dies führt dazu, dass Produktionsingenieure sich ausschließlich auf die Produktion konzentrieren und F&E den Fokus ausschließlich auf die Entwicklung des besten Produkts für den Kunden legt. Zu bedenken wäre jedoch, dass das beste Produkt für den Kunden am Ende das Produkt ist, das am einfachsten zu montieren ist.

Um die Kosten für die Automatisierung zu senken, ist es daher entscheidend, dass Verfahrenstechniker und F&E schon viel früher zusammenarbeiten. Um dies zu ermöglichen, muss sich die Unternehmenskultur dahingehend ändern, dass eine unkomplizierte Montage bereits beim Design berücksichtigt wird.

Hersteller stehen jedoch außerdem vor dem Problem, dass es in vielen Montagelinien keinen ausreichenden Platz für automatisierte Stationen gibt. Bei der Fahrzeugmontage wird normalerweise zunächst mit der Karosserie begonnen und dann der Fahrzeuginnenraum bearbeitet. Da dies in der Praxis aber keine ideale Ausgangssituation für die Automatisierung darstellt, kommt Unboxed Manufacturing (unmontierte Fertigung) ins Spiel. So ermöglichen neue Technologien ganz neue Arten der Fertigung, z. B. mittels Gigacasting, bei dem große Aluminiumteile hergestellt und ganz einfach zusammengebaut werden, ohne dass es erforderlich ist, vom Fahrzeuginnenraum aus Arbeiten durchzuführen.

Fest steht, dass die lineare Produktion irgendwann einen Punkt erreichen wird, an dem sie nicht mehr effizienter gemacht werden kann, als es bereits der Fall ist. Hersteller, die ihren Wettbewerbsvorteil behalten möchten, müssen ihre Montageprozesse daher überdenken. Und das betrifft nicht nur die Hersteller: Die Lieferanten müssen ebenfalls sicherstellen, dass sie die richtigen Komponenten und Materialien bereitstellen können. Die Automatisierung stellt eine Herausforderung für das gesamte System dar und erfordert die Zusammenarbeit aller Teile in der Kette.

Trotz der Herausforderungen sind große Einsparungen möglich, wenn die Automatisierung erfolgreich umgesetzt wird. Hier ist Einfachheit der Schlüssel zum Erreichen Ihres Ziel-ROI.

Oft glauben Hersteller, sich bei der Automatisierung zwischen ganz oder gar nicht entscheiden zu müssen. Für Unternehmen, die gerade am Anfang der Automatisierung stehen, kann es jedoch einfacher und dennoch lohnenswert sein, mit einer Teilautomatisierung zu beginnen.

Wie so oft in der Entwicklung wirkt Einfachheit bei Betrachtung des Endergebnisses ganz einfach – doch das wahre Können liegt darin, herauszufinden, wie man dieses Resultat erreichen kann. Entwickler und Ingenieure sollten zusammen einen einfachen und schlanken Prozess erarbeiten, der zugleich nachhaltig ist und Geld einspart.

Ein gutes Beispiel hierfür ist die Verpackungsindustrie. Um das branchenüblich hohe Maß an Effizienz und Automatisierung zu erreichen, fallen der Hersteller der Verpackungsmaschinen und der Entwickler der Verpackungen oft zusammen. Entweder entwirft der Verpackungsmaschinenhersteller die passende Verpackung für die Maschine, oder der Verpackungsentwickler produziert die Maschinen für die eigenen Verpackungen. Hierdurch wird deutlich, dass ein derart hohes Automatisierungsniveau nur erreicht werden kann, wenn Produktion und Entwicklung in sehr enger Zusammenarbeit erfolgen. Die Maschine und das Produkt müssen miteinander verschmelzen.

Bei Atlas Copco gehen wir bei der Automatisierung getreu dem Motto „Richtig umsetzen, dann skalieren“ vor. Vor etwa drei Jahren haben wir uns besonders darauf konzentriert, wie der Verschraubungsprozess mit hoher Effizienz automatisiert werden kann. Um dieses Ziel zu erreichen, haben wir ein eigenes Team aufgestellt, das mit den üblichen Forschungs- und Entwicklungspraktiken bricht. Der Schlüssel liegt in der Nähe zum Markt und der Nähe zum Kunden, um die wahren Bedürfnisse herauszufinden und anhand dieser digitale Simulationen zu erstellen. Mithilfe von digitalen Zwillinge können sehr frühe Konzepte erarbeitet werden, und es kann herausgefunden werden, wo bereits Optimierungen gemeinsam mit den Kunden und allen Stakeholdern vorgenommen werden können. Wir können dann die kritischen Komponenten identifizieren und souverän mit der physischen Prototypenerstellung fortfahren.

Dies ist immer der Ausgangspunkt für uns, bevor wir überhaupt mit der Entwicklung beginnen. Das Ziel sollte immer sein, Skalierbarkeit zu gewährleisten, damit der Kunde am Ende eine wirklich tragfähige Lösung erhält.

Digitale Zwillinge sind eine wichtige Ressource im Entwicklungsprozess. Mit einem guten digitalen Zwilling können Sie genau verstehen, was passiert. Sie können Anordnungen ändern, Tests in der virtuellen Umgebung vornehmen, die tatsächlichen Auswirkungen verstehen und sie einfach an alle relevanten Stakeholder kommunizieren.