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Dachte man früher an Industrie, so erschienen vor dem inneren Auge unweigerlich rauchende Schornsteine, Lärm verursachende Maschinen sowie verdreckte und weit vor den Toren der Stadt versteckte Gebäude. Viel ist davon heute nicht mehr übrig. Harmonisch fügt sich etwa beim Maschinenbauer Wittenstein AG eine rund sieben Meter hohe Glasfassade mit gewaltigen Sonnensegeln an der Frontseite in die Landschaft. Im Inneren der 2014 eingeweihten Innovationsfabrik dominieren modernes Design und lichtdurchflutete Fertigungsräume, von denen kurze Wege in die Büros führen.

Das Gesamtkonzept – inklusive geräuschdämmender Akustikdecken, Dreifachverglasung, eigenem Blockheizkraftwerk und eigener Photovoltaikanlage – hat die Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen e. V. bereits mit einer Auszeichnung, dem Vorzertifikat in Gold, honoriert. Ist der Hersteller mechatronischer Antriebssysteme mit seiner emissionsarmen Innovationsfabrik also schon in der Zukunft angekommen?

Auf dem Weg zur intelligenten Fabrik

„Nein“, sagt Dr. Manfred Wittenstein, Firmeninhaber und Aufsichtsratsvorsitzender der Wittenstein AG. „Natürlich wird es immer wichtiger, dass Fabriken die Umwelt nicht belasten, Ressourcen schonen, sich städtebaulich integrieren oder ihren Mitarbeitern ein optimales Arbeitsumfeld bieten.“ Die Zukunft der Fabrik sei aber vielmehr die „‚Smart Factory‘, eine intelligente Produktionsstätte, in der sich Fertigungsanlagen und Logistiksysteme weitgehend eigenständig organisieren. Außerdem zeichnet sie sich durch eine nachhaltig gesteigerte Produktivität und Flexibilität aus.“

Das klingt revolutionär – und ist es wohl auch. „Wir stehen an der Schwelle zur vierten industriellen Revolution“, bestätigt Detlef Hollmann von der Bertelsmann Stiftung. Nach der Mechanisierung mit Wasser- und Dampfkraft, der Massenfertigung und schließlich dem digitalen Umbruch sieht sich die industrielle Produktion erneut vor einem tiefgreifenden Wandel. Maßgeblich daran beteiligt sind die sogenannten cyber-physischen Systeme (CPS). Diese sind mithilfe von Chiptechnologie, Software und Sensoren mit der Außenwelt verbunden und können untereinander kommunizieren. Bereits seit ein paar Jahren gibt es mehr vernetzte Geräte – wie etwa Smartphones – als Menschen auf der Welt. Im Jahr 2020 soll es über 50 Milliarden intelligente Objekte geben, die sich beispielsweise über das Internet verständigen können.

Neue Herausforderungen durch die digitale Transformation

Die Produktion der Zukunft steht vor gewaltigen Aufgaben. In einer globalisierten Welt wird es immer wichtiger, schnell und flexibel auf die Anforderungen der Kunden zu reagieren. Zudem müssen viele Produktvarianten auch in sehr niedrigen Stückzahlen kostengünstig und in bester Qualität hergestellt werden. Viele Experten sehen in dem ständigen Informationsaustausch zwischen Menschen, Maschinen und Produkten die Lösung für diese Herausforderungen, die die Industrie von morgen erfüllen muss.

So wird unter anderem ein nahezu vollständiges Echtzeit-Abbild des Produktionsprozesses möglich sein. Stets liegen aktuelle und belastbare Daten vor, auf deren Grundlage unmittelbar Entscheidungen getroffen und Abläufe beeinflusst werden können. Die Maschinen werden zudem eigenständig wissen, wann ihre Reparatur oder Wartung fällig ist. Und die Produkte werden Informationsträger, die die notwendigen Werkabläufe selbst prägen.

Schritt für Schritt: Die Zukunft in die Produktion integrieren

„Der Weg zur Industrie 4.0 ist aber noch recht weit“, sagt Dr. Peter Stephan aus der Abteilung „Zukunftsfeld Cyber-Physical-Systems“ der Wittenstein AG. „Wir bemühen uns jedoch, die neuen Prinzipien nach und nach in unsere Abläufe zu integrieren, um unsere Produktion schneller, flexibler und effizienter zu machen.“ Ein Beispiel dafür sei der sogenannte „Milkrun“, ein innerbetrieblicher Prozess der Beschaffungslogistik, um Material bedarfsgerecht bereitzustellen. Früher musste ein Mitarbeiter stündlich mit seinem Elektrowagen durch die Fabrik fahren, weil nicht klar war, welche Fertigungsaufträge in welchem Zustand an welchem Ort abgeholt werden konnten. Heute liegen diese und mehr Informationen digital vor. Der Zug fährt nur noch bei Bedarf und auf einer extra berechneten Route dorthin, wo er wirklich gebraucht wird. Das spart erheblich Zeit und Ressourcen.

„Ich bin mir absolut sicher, dass der arbeitende Mensch weiterhin im Mittelpunkt stehen wird, auch in einer durchgängig virtualisierten und informatisierten Fabrik.“

Prof. Dr.-Ing. Dieter Spath, Vorstandsvorsitzender der Wittenstein AG

Wo bleibt der Mensch?

Bei so viel Technik stellt sich automatisch die Frage nach der Zukunft des Menschen in der industriellen Produktion. Sicher sei es vorstellbar, dass humane Arbeitskraft eines fernen Tages in einer Fabrik nicht mehr benötigt werde. Eine vollständige Autonomie dezentraler, sich selbst steuernder Objekte werde es aber auf absehbare Zeit nicht geben: „Denn der menschliche Mitarbeiter ist den Maschinen weiterhin in einigen wichtigen Punkten überlegen. Er ist flexibler, kreativer und kann sein Wissen schnell anwenden“, erklärt Detlef Hollmann von der Bertelsmann Stiftung.

Mit dem Wandel der industriellen Produktion ändert sich jedoch die Rolle des Menschen. War er früher bloßer Befehlsempfänger und Bediener, wird er heute zunehmend zum informierten Planer und Entscheider. Die Maschinen liefern ihm für seine Aufgaben maßgeschneiderte Informationen zur richtigen Zeit an den richtigen Ort, vernetzte Objekte und Menschen entscheiden sozusagen kooperativ. Den Gleichschritt der Massenfertigung und -beschäftigung in der alten Industriekultur lösen flexible Prozesse ab – gesteuert von kreativen, eigenmotivierten und unternehmerisch denkenden Wissensarbeitern. Damit steigen zugleich die Anforderungen an die Mitarbeiter. Eine der wichtigsten Aufgaben auf dem Weg zur Industrie 4.0 ist es deshalb, Menschen zu befähigen, mit den neuen Technologien und Systemen umzugehen.

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