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Von High-End-Modellautos bis zur virtuellen Fabrik

05.01.2018

Zum Jahresabschluss des Zyklus «Schweiz 4.0 plus» lud das Lilienberg Unternehmerforum nach Konstanz in die «Modellfabrik Bodensee Industrie 4.0» der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung (HTWG). Durch aktiv spielerische Besichtigung sowie angeregte Expertendiskussionen wurden die Teilnehmer auf die technische Seite von Industrie 4.0 eingestellt. Denn um das «Plus» aktiv gestalten zu können, muss man zunächst wissen: Was kommt eigentlich auf uns zu?

Von High-End-Modellautos bis zur virtuellen Fabrik
Mit einer Virtual-Reality-Brille konnten die Teilnehmer die vorher gesehenen Abläufe simulieren und die Arbeitsschritte nachstellen. Dieser Ansatz dient dem Montagetraining von Werkern und hilft, Produktionsprozesse in der Fabrikplanung zu optimieren sowie neue Produkte zu designen.

Einführend warf Moderator Dr. Raban Fuhrmann einen kurzen Rückblick auf die vergangenen Veranstaltungen der Themenreihe, der er ausdrücklich einen normativen Anspruch zuteilte, da durch das «Plus» auch ein gesellschaftlicher Mehrwert generiert werden solle. Man sei bisher der Frage nachgegangen, was die Digitalisierung überhaupt ist und was ihre treibenden Kräfte sind; darüber hinaus, wie die offizielle Position der Schweiz formuliert ist. Allerdings handle es sich letztlich um eine technologiegetriebene Entwicklung. Da die technologische Sicht als eigentlicher Kern bisher jedoch immer nur am Rande betrachtet worden sei, diene die Veranstaltung in Konstanz dem «Sehen und Fühlen, was 4.0 für Perspektiven bietet».

Ein glücklicher Zufall

Organisator Prof. Dr. Carsten Schleyer bereitete die Teilnehmer durch eine kurze Vorstellung auf den Besuch der Modellfabrik vor. Der Experte für Produktionsplanung, Lean Production und Logistik innerhalb des Werkes ist gelernter Wirtschaftsingenieur. Rein zufällig sei er in der Fakultät Maschinenbau der HTWG im selben Büro mit Prof. Dr. Marcus Kurth, Experte für Automatisierungstechnik und Kraftwerkbau, untergebracht worden. In der Folge sei durch intensive Gespräche die Idee einer greifbaren Modellfabrik entstanden, die somit einem Glücksfall zu verdanken sei.

Mit einem Team, bestehend aus einem Wirtschaftsingenieur, einem Mechatroniker sowie mehreren Informatikern und ausgestattet mit einem Budget von 100‘000 Euro sowie Unternehmensspenden, beispielsweise in Form von Sensoren, konzipierten die Beiden die Modellfabrik zum einen, um «die Lücken zwischen heute und dem, was in zehn Jahren ist», zu schliessen und zum anderen, um das Interesse an Schulen zu etablieren, am besten bereits an Grundschulen.

Die Stationen der Modellfabrik erkundet

In kleinen Gruppen wurden in der Folge die einzelnen Stationen der Modellfabrik erkundet. Die erste Station stellt einen Montagebetrieb nach Lean-Kriterien nach. In einer Produktionsstrasse können hier Elektrogetriebemotoren in 288 unterschiedlichen Varianten montiert werden. Da die Lean Production einerseits relativ einfach, andererseits sehr erfolgreich sei, müsse die Etablierung von Industrie 4.0 und Digitalisierung zunächst zusätzlichen wirtschaftlichen Nutzen mit sich bringen, kommentierte Schleyer.

Die zweite Station stellt die Produktion eines intelligenten Modellfahrzeugs in Modulbeweise dar. Die auftragsspezifische Produktausstattung sowie die individuelle Einstellung des Arbeitsplatzes werden digital in die Fabrik-Cloud übertragen. Beispielsweise passt sich die Höhe und Biorhythmus-basierte Beleuchtung des Arbeitsplatzes automatisch an den Werker an. Die Teilnehmer konnten hier des Weiteren eine fertige Variante eines Modellfahrzeugs mit einem Tablet fernsteuern, um die in der Modellfabrik verbauten Teile wie Abstandssensoren und Kameras besser kennen zu lernen.

Die dritte Station stellt eine Produktionslinie dar, in der oben genannte Elektrogetriebemotoren unterstützt durch die in Station zwei vorstellten Technologien in zahlreicher Modifikation montiert werden. Mithilfe von LED-Leuchten und Scannern sowie sich automatisch verstellenden Arbeitsplätzen muss der Werker lediglich die auf einem Tablet angezeigten Schritte befolgen. Bis auf die Montagehandgriffe selbst ist die Produktionsstrasse voll automatisiert sowie komplett papierlos gesteuert.

Die letzte Station ist eine digitale Abbildung der Modellfabrik. Mit einer Virtual-Reality-Brille und zwei Eingabe-Controllern können die Teilnehmer die vorher gesehenen Abläufe simulieren und die Arbeitsschritte nachstellen. Dieser Ansatz soll zum einen dem Montagetraining von Werkern dienen und zum andern dabei helfen, Produktionsprozesse in der Fabrikplanung zu optimieren sowie neue Produkte designen zu können, bevor eine Fabrik überhaupt fertiggestellt ist.

Standortvorteil und Produktvarianz als grosse Chancen

In der Abschlussdiskussion, der Professor Kurth und Patric Imark von der SAP Schweiz angehörten, resümierte Professor Schleyer, für ihn sei «Industrie 4.0 das Zusammenbringen von unterschiedlichen Technologien um neue Geschäftsmodelle zu schaffen». Auf der einen Seite seien viele der vorgestellten Technologien bereits vor zehn Jahren verfügbar gewesen, jedoch sei das meiste des technisch Möglichen erst heute auch wirtschaftlich sinnvoll. Eine Fingerkuppen-grosse Kamera im Wert weniger Euro habe vor Jahren noch zehntausend Euro gekostet.

Auf der anderen Seite verschiebe sich die Nachfrage in Richtung nahezu «unendlicher Varianz». Industrie 4.0 helfe dabei, dieser Entwicklung besser gerecht werden zu können. Diese Möglichkeiten, gepaart mit eingesparten Personalkosten und einem Standortvorteil aufgrund des immer schnelleren Bedarfs der Konsumenten, der eine 48-Stunden-Lieferung oft ausschliesse, verschiebe die Wertschöpfung wieder zunehmend in die Konsumländer. Daher liege die grosse Chance der Digitalisierung für die heimische Industrie in der Spezialisierung auf eine hohe Produktvarianz, die durch Industrie 4.0 ermöglicht werde.

Zyklus «Schweiz 4.0 plus: Welche Perspektiven und Folgerungen stellen sich für die Schweiz aus der Digitalisierung?»; Kolloquium vom 19. Dezember 2017 «Industrie 4.0 plus: ein Besuch in der Modellfabrik der Hochschule Konstanz» mit Prof. Dr-Ing. Carsten Schleyer, HTWG Konstanz, Prof. Dr. Marcus Kurth, HTWG Konstanz, und Patric Imark, SAP (Schweiz) AG; Moderation: Dr. Raban Fuhrmann, Dozent und Inhaber der ReformAgentur, Konstanz; Zusammenfassung: Lukas Johannes Wörz, Universität Heidelberg, studentischer Mitarbeiter bei Dr. Raban Fuhrmann.

Ausblick 2018:

Disruptionen gestalten – Auf dem Weg zur lernenden Demokratie: Demokratie 4.0 plus - Geld 4.0 plus - Geschäftsmodelle 4.0 plus - Sozialsysteme 4.0 plus - Leadership 4.0 plus

mime file icon Konzept Modellfabrik Konstanz (2 MB)

Von High-End-Modellautos bis zur virtuellen Fabrik
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