Lean Industrie 4.0 - Mensch und Technik intelligent miteinander kombinieren

  • SFU-Leiter als Dirigent der Wertschöpfung - Industrie 4.0

    Der Mitarbeiter als „Dirigent der Wertschöpfungskette“

Mit Industrie 4.0 verändert sich die Rolle des Menschen im Rahmen der Gesamtprozesse. Es entstehen neue Arbeitsfelder, in denen die Produktions-Prozesse zusammenfließen. Dabei arbeiten Mensch und Roboter zukünftig Hand in Hand. Ihre Zusammenarbeit wird immer kooperativer. Immer stärker verschmelzen beide zu einem Team.

Industrie 4.0 ist seit mehreren Jahren der Hoffnungsträger für den Standort Deutschland. Im Rahmen der Neuausrichtung des Projekts werden die Stimmen lauter, die nun jenseits von politischen Verlautbarungen und Grundsatzfragen und Definitionen vor allem auch den Nachweis der Praxistauglichkeit und die Umsetzung von Visionen in reale Produktionsszenarien einfordern, die sich rechnen.

Zugleich wird eine stärkere Fokussierung auf den Menschen in der Industrie 4.0 gefordert. Beides lässt sich harmonisieren, indem praxistaugliche und wertorientierte Konzepte einer „Lean" Industrie 4.0 gerade auf das Zusammenwirken von Mensch und Maschine setzen.

Zur weiteren Entlastung der Mitarbeiter steuert sich der Einzelauftrag selbstständig durch die Fabrik. Der Mitarbeiter vor Ort kann sich ganz auch seine Aufgaben konzentrieren, während der Dirigent der Wertschöpfung den Überblick in seinem Bereich haben muss.

Der smarte Auftrag vereint Montage- Fertigungs- und Logistikinhalte und der kennt alle Optionen um ein Produkt herzustellen. Er bildet virtuell den Aufbauzustand des Produktes nach und steuert bei Bedarf produktindividuelle Arbeitsanweisungen an.

Ebenso prüft der smarte Auftrag die Verfügbarkeit der Ressourcen für die nächsten Arbeitsschritte und übermittelt anschließend den Ort und die zu erfüllende Aufgabe an die Prozessbeteiligten. Der komplette Auftragsablauf, samt der Rückmeldungen der Arbeitsschritte, ist im Chatverlauf ersichtlich.

Mehr als nur neue Technik: Neue Produktion mit dem Menschen im Mittelpunkt

Mensch und Industrie 4.0

Eines ist dabei besonders wichtig: Technik ist nicht Selbstzweck, sondern nur eine Basis für die Industrie 4.0. Künftig werden reale und virtuelle Welt miteinander verschmelzen und ganzheitlich miteinander vernetzt sein. Das ermöglicht vollkommen neue Formen der Produktion und Zusammenarbeit.

Neu ist in diesem Ansatz, dass nicht nur Maschinen und integrierte Systeme untereinander kommunizieren, sondern im Rahmen von Industrie 4.0 alle Systeme untereinander intelligent vernetzt sind und mit den zu fertigenden Produkten echtzeitnah Informationen austauschen (natürlich auch der Mensch!).

In einer „Lean Industrie 4.0" werden die „neuen" Konzepte der Industrie 4.0 mit den etablierten Prinzipien des Lean Management kombiniert und ermöglichen so eine neue Kollaboration von Mensch, Maschine und Produkten, mit dem Menschen und seiner Wertschöpfung im Mittelpunkt!

Und was ist das Ergebnis, wenn so übergreifend über die neue Produktion bzw. die Fabrik der Zukunft nachgedacht wird? Vieles wird sich verändern - aber nicht alles. Wie in der Vergangenheit braucht ein Unternehmen auch in der Zukunft ein stabiles Fundament. Tatsächlich realisierbar sind die Ansätze von Industrie 4.0 nur dann, wenn eine fehler- und störungsfreie Automatisierung in allen Prozessen und dadurch eine hohe Verfügbarkeit erreicht wird.

Hier müssen Unternehmen ihre Hausaufgaben erledigen. Aufgrund der vielen Abhängigkeiten, die in der vernetzten Fabrik entstehen, ist dies eine schwierige Aufgabe. Es gilt daher, die bewährten Grundpfeiler Wertschöpfung, Wertstromorientierung, Störungs- und Fehlerfrei sowie effiziente Führung zu festigen und mit intelligenten Automatisierungslösungen anzureichern. Die Herausforderung, die es dabei zu meistern gilt: Mensch, Technik und IT im Arbeitsprozess so intelligent miteinander zu kombinieren, dass eine optimale Wertschöpfung sichergestellt wird.

Was bedeutet dies für Mensch und Arbeit 4.0?

Diese Industrie 4.0-Szenarien, die den Menschen in den Mittelpunkt stellen, bedeuten für den Mitarbeiter eine qualitative Verbesserung:

  • Der mobile Montageassistent wird zum CPS und übernimmt alle Auftragsinformationen.
  • Mitarbeiter wird bei der Ausführung seiner Tätigkeiten unterstützt, bzw. es werden ihm wichtige Informationen übermittelt ( Augmented Reality).
  • Mitarbeiter entwickelt sich vom reinen Montierer hin zum Steuernden und Regulierenden von miteinander vernetzten Produktionselementen.
  • Neuartige IT-basierte Assistenzsysteme fördern Kreativität und Lernfähigkeit.
  • Arbeitsablauf, der die Akzeptanz, Leistungs- und Entwicklungsfähigkeit, das Wohlbefinden und die Gesundheit der arbeitenden Menschen unterstützt.

Mensch und Maschine in neuer Kollaboration

Dirigent der Wertschöpfung

Mensch und Roboter arbeiten also Hand in Hand. Ihre Zusammenarbeit wird immer kooperativer. Immer stärker verschmelzen beide zu einem Team. Durch Gestensteuerung ergeben sich bei der Mensch-Roboter-Kollaboration völlig neue Möglichkeiten der intuitiven Bedienerführung. Dabei kann der Mensch durch einfache Gesten den Ablauf eines Prozesses situationsbedingt beeinflussen.

So lässt sich durch Berührung, Druck oder Bewegung der Programmablauf des Roboters durch reine Gestensteuerung beeinflussen. Der Bediener kann verschiedene Teile anfordern, die ihm der Roboter aus mehreren Werkstücklagern holt und verbaut. Somit lassen sich im Sinne der Mensch-Roboter-Kollaboration Aufgaben zwischen Mensch und Maschine sinnvoll teilen, indem der Mensch die Aufgaben übernimmt, bei denen kognitive Fähigkeiten gefragt sind.

Der Roboter kann so zum Beispiel dem Werker in der Fabrik Teile für eine Qualitätsprüfung in verschiedenen Ausrichtungen ergonomisch optimal anreichen. Der Aufbau in einem Forschungscampus zeigt, dass diese Vision schon bald Realität werden kann. Mobile Assistenzsysteme sind per Gestensteuerung berührungslos steuerbar und unterstützen den Menschen in seiner direkten Arbeitsumgebung.

Leiter der Smart Factory Unit als Dirigent der Wertschöpfung - eine kognitiv und sozial anspruchsvolle Aufgabe

  • Dezentrale, ergebnisorientierte Fabriksteuerung
  • Detailplanung der täglichen Produktionssequenzen
  • Flexibler, ergebnisorientierter Ressourceneinsatz
  • Produktions- u. kundenorientierte Kollaboration
  • Leistungs-Ergebnistransparenz in Echtzeit
  • Unternehmerische Entscheidungsfreiheit vor Ort
  • Vorrausschauende Auftrags-Simulation
  • Agieren statt reagieren
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