Schmutz oder Späne sucht man vergebens in der neuartigen Fabrik. Metallplatten und Geräte bewegen sich beinahe wie von Geisterhand durch die geräumigen und lichtdurchfluteten Werkhallen. In der Nähe von Chicago im US-Bundestaat Illinois hat der deutsche Maschinenbauer Trumpf eine „Smart Factory“ errichtet. Dort gibt es nur wenige Menschen. Und deren Aufgabe ist es nicht, schwere Metallteile zu bearbeiten. Stattdessen blicken sie auf Monitore und Schalttafeln. Oder sie laufen auf dem „Skywalk“, einem Laufsteg oberhalb der Maschinen, von wo aus sie die Produktion überwachen. Ein futuristisches Gesamtbild, ein wenig wie in einem Raumschiff.
Eine Smart Factory – Made in Germany
Die digitalisierte und automatisierte Vorzeigefabrik befindet sich im sogenannten „Rust Belt“ der Vereinigten Staaten. Diese Region im Nordosten war früher eine als „Manufacturing Belt“ weltweit bekannte Industrieregion. Doch heute sind die alten Betriebe der Schwerindustrie verwaist, die Gegend hat einen Niedergang ihrer ökonomischen Bedeutung erleben müssen.
Zukunftsprojekte wie die Trumpf-Fabrik sind ein Hoffnungsschimmer. Denn intelligente Fabriken sind nicht nur ein kurzlebiger Trend. Sie gelten als Herzstück dessen, was die deutsche Bundesregierung als „Industrie 4.0“ bezeichnet. Ein Begriff, der heute weltweit verwendet wird, um die umfassende Vernetzung und Automatisierung der industriellen Produktion zu beschreiben.
Das Ziel solcher Projekte ist es, alle Arbeitsprozesse digital abzubilden – und zu vernetzen. Jedes System, jeder Prozess und jede einzelne Maschine sollen per Bildschirm oder Tablet steuerbar sein. Doch damit nicht genug. Die Abläufe werden programmiert, um sich selbst zu organisieren. Die Anlagen erkennen selbständig, welche Bauteile sie vor sich haben und bearbeiten sie entsprechend ihrer Vorgaben. Passiert ein Fehler, meldet ihn das System. Der Mensch greift nur noch in Ausnahmefällen mit den eigenen Händen ein. Die meiste Zeit über hat er die Rolle eines Controllers.
Der Mittelstand erkennt die Herausforderung
Industrie 4.0 – das bedeutet eine deutlich erhöhte Schlagzahl in der Produkt-Entwicklung, auch im Mittelstand. Computergesteuerte und digital miteinander vernetzte Prozesse sorgen dafür, dass Produkte immer schneller marktreif produziert werden können. Die neuen, smarten Fertigungsanlagen erlauben individuell nach Kundenwunsch hergestellte Ware. Traditionell organisierte Betriebe können das in der Regel nicht leisten. Eine Smart Factory hingegen schon. Bislang gibt es zwar nur wenige Anlagen, die bereits so fortschrittlich produzieren. Doch viele Betriebe im Mittelstand haben die Herausforderung erkannt und setzen die innovativen Verfahren zumindest in Teilen der Produktion um.
„Inzwischen rüsten zahlreiche mittelständische Unternehmen Fahrzeuge wie etwa Gabelstapler mit Sensorik aus. Mittels Data Analytics sammeln die Sensoren Daten, die dann genutzt werden können, um Prozesse zu optimieren und Ressourcen zu sparen“, sagt Branchenkenner und Diplomingenieur Rolf Dietz. Inzwischen gehöre aber auch eine wachsende Zahl mittlerer Unternehmen zum Kundenstamm. „Auch im Bereich der Wartung steigern vernetzte Technologien die Effizienz. Vernetzte Sicherheitslichtvorhänge beispielsweise erkennen selbstständig, wenn sich ein Werkstück am falschen Ort befindet, und lösen dann selbständig eine Fehlerkorrektur aus“, so Dietz.
Die Maschinen denken mit
Das Konzept der Smart Factory geht aber viel weiter. Denn es schafft Strukturen, die sich selbst organisieren können. Das heißt, anders ausgedrückt: Jede Maschine denkt aktiv mit. Und sogar jedes Werkstück auf dem Fließband beteiligt sich am Ablauf. Denn jeder technische Teil einer Smart Factory hat genaue Daten darüber gespeichert, woher er gerade kommt und wohin er geht. Die Maschinen und Produkte stehen darüber hinaus permanent miteinander in Verbindung. Sie kommunizieren ihre Standorte und die jeweils nächste Station ihrer Reise.
Momentan muss der Mensch noch an vielen Stellen nachhelfen und beispielsweise Apparate oder Werkstücke so positionieren, dass die automatisierten Systeme damit arbeiten können. In naher Zukunft wird aber auch das nicht mehr nötig sein. Das bringt klare Vorteile im täglichen Betrieb. Die wirkliche Stärke der digitalen Technologie zeigt sich nämlich, wenn es einmal nicht rund läuft. Dann kann sich das System quasi neu organisieren und den veränderten Umständen flexibel anpassen. Fallen zum Beispiel einzelne Apparate aus, dann kann eine echte Smart Factory den Fertigungsprozess auf andere Anlagen verlegen, die noch funktionstüchtig sind.
Bis dahin ist jedoch noch viel Grundlagenforschung zu leisten. Eine entscheidende Frage wird sein, welche Rolle die menschliche Arbeitskraft in diesem digitalen Miteinander unterschiedlicher Hardware genau spielt.
