Thema: Industrie 4.0

Die steigenden Anforderungen an die Kompetenzen der Beschäftigten und der Verlust wertvollen Erfahrungswissens durch den demografischen Wandel sind nur zwei Herausforderungen für die innerbetriebliche Mitarbeiterqualifizierung. Dieser Beitrag beschreibt einen technologiebasierten Ansatz, der Unternehmen unterstützt, diese Herausforderungen zu meistern. Im Zentrum steht ein intelligent-adaptives Lernsystem, mit dem die Beschäftigten Lernmaterialien für die Lösung betrieblicher Herausforderungen entwickeln und auf die individuellen Bedürfnisse angepasst nutzen können. Der Beitrag skizziert die wesentlichen personellen, technischen und organisatorischen Anforderungen der Integration eines adaptiven digitalen Lern- und Assistenzsystems.

Die zunehmende Digitalisierung der Arbeitswelt geht mit erhöhten Qualifizierungsbedarfen für die Betroffenen einher, so der Konsens in Forschung und Praxis, auch wenn das „Wie“ noch diskutiert wird. Eine weitergehende Frage wirft das Aufeinanderprallen der Megatrends Industrie 4.0 und demografischer Wandel auf: Gibt es Synergien, die eine demografiesensible Gestaltung smarter Arbeitssysteme ermöglichen? Befunde aus der Alternsforschung sprechen für positive Szenarien, die für die Rolle von Personal- und Organisationsentwicklung anhand des Rahmenmodells „Haus der Qualifizierung für die Industrie 4.0“ verdeutlicht werden.

Die Qualifikation der Mitarbeitenden ist der entscheidende Schlüssel zur Nutzung neuer Technologien. Wie aber sollten Unternehmen ihre Mitarbeiter schulen? Statt Schulungen fernab realer Arbeitsumgebungen braucht es Weiterbildungskonzepte, die nahe an der Wertschöpfung selbst angesiedelt sind. Wie Unternehmen im Kontext digitaler Fabriken eine zeitgemäße Qualifizierung realisieren können, lesen Sie in dieser Ausgabe der Industrie 4.0 Management.

Die Produktion in kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) findet oft im Rahmen von Kleinserien oder sogar Einzelfertigung statt. Um diese KMU durch Roboter-basierte Automatisierung zu unterstützen, bedarf es eines Umdenkens in der Ausgestaltung der Bedienkonzepte. In diesen Anwendungsszenarien gewinnt die effiziente Programmierung und Adaption enorm an Stellenwert. Zudem muss das benötigte Vorwissen im Umgang mit Robotern soweit reduziert werden, dass Facharbeiter ohne großen Ausbildungsaufwand Robotersysteme selbst bedienen können. In diesem Beitrag stellen wir einen wissensbasierten Ansatz vor, der die genannten Herausforderungen behandelt.

Intelligente und autonome Roboter sind für die Entwicklung der Industrie 4.0 von essentieller Bedeutung. Sie werden als direkte Interaktionspartner gemeinsam mit dem Mensch Aufgaben lösen und Arbeiten verrichten, die wesentlich komplexer als die heutigen Aufgaben typischer Industrieroboter sind. Dabei müssen sie sich in einer unübersichtlichen und unvorhersehbaren Umwelt zurechtfinden und auf Ereignisse sofort reagieren können. Um diese Umwelt erfassen zu können und Handlungen zu planen, ist die Echtzeitverarbeitung komplexer Sensorinformationen notwendig. Herkömmliche Rechnerarchitekturen stellen sich hierbei als unzureichend heraus. Daher werden am DFKI RIC Hardware-Beschleuniger für die Robotik auf Basis des Datenflussparadigmas entwickelt.

Automatisierung mit Industrierobotern ist bisher vor allem für die Großserienproduktion attraktiv. Für Unternehmen mit kleineren Produktionsgrößen bis hin zur Einzelstückfertigung sind die verfügbaren Automatisierungslösungen oft nicht rentabel, da die Anschaffung teuer, die Lösung unflexibel und eine Umrüstung zeitaufwendig sein kann. Im EU-geförderten Projekt SMErobotics entwickelt deshalb ein Konsortium aus Forschungs- und Industriepartnern eine neue Generation von vielseitigen, einfach und schnell anpassbaren Robotersystemen, die auch in kleineren Unternehmen kosteneffektiv den Durchsatz und die Qualität steigern können. Unter Einbindung von Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), einfacher Programmierung, intelligenter Fehlerbehandlung und anderen typischen Schlüsseltechnologien der Industrie 4.0 soll eine moderne robotergestützte Industrieautomatisierung mit flexibler, kundenorientierter Produktionsweise entstehen. Der Beitrag zeigt die aktuellen Ergebnisse des ...

Die Digitale Transformation ist aktuell eines der bestimmenden Themen in der öffentlichen Diskussion. Neue technische Entwicklungen ermöglichen neue Services und neue Geschäftsmodelle, sie bringen aber auch neue Herausforderungen mit sich. Um die Chancen der Digitalen Transformation zu erkennen und zu nutzen, ist es für die Entscheider in den Unternehmen zunächst notwendig, die grundlegenden Zusammenhänge von Technologien, Daten und Kunden zu verstehen. Erst dann können Experten auf dieser Basis neue Angebote und Dienstleistungen entwickeln. Dabei ist nicht nur IT-Know-how gefragt. Für den Projekterfolg ist es entscheidend, das IT- und Fachabteilungen gemeinsam an dieser Entwicklung arbeiten. Damit die Zusammenarbeit trotz aller Unterschiede zwischen den Aufgabengebieten gelingt, sollten die Verantwortlichen für ein Projektumfeld sorgen, in dem sich alle Beteiligten auf gleicher Augenhöhe begegnen können und einander verstehen. Der Interaction Room ist dafür ein geeignetes ...

Mit kollaborierenden Robotern und neuen Bedienkonzepten ergeben sich grundsätzlich neue Anwendungen für robotische Systeme. Wir beschreiben wichtige Eigenschaften solcher robotischen Systeme und stellen in diesem Beitrag mit einem robotischen Assistenzsystem für manuelle Fertigungsaufgaben, welches über eine multimodale Bedienoberfläche gesteuert wird, eine mögliche Anwendung für diese neuartigen Systeme vor.

Wohl kein Thema im Kontext vernetzter Produktionsstätten elektrisiert Wirtschaft, Wissenschaft und die breite Öffentlichkeit gleichermaßen wie der Einsatz von Robotern. Die vorliegende Ausgabe der Industrie 4.0 Management widmet sich der Automatisierung durch flexible Robotersysteme und der Robotik als Schlüsselkomponente für die Logistik 4.0. Ansätze einer Kollaboration zwischen Menschen und Robotern kommen dabei ebenfalls zu Wort.

In kaum einer Branche haben sich die Produktionsbedingungen in den letzten Jahren so rasant gewandelt wie in der Automobilindustrie: Steigende Modellvarianten, höhere Varianz, größere Segmentierung und eine zunehmend internationale Automobilproduktion erfordern leistungsfähige Zulieferwerke mit hoher Fertigungstiefe. Zulieferer, die im Wettbewerb bestehen wollen, müssen ihre Prozesse deswegen kontinuierlich und flexibel an die Dynamiken der großen Hersteller anpassen. An vorderster Stelle steht dabei die Unternehmens-IT: Von ihr wird erwartet, immer mehr ehemals analoge Prozesse digital abzubilden. Doch die Digitalisierung gelingt nur mit hoher Branchenkenntnis und individuell zugeschnittenen Lösungen.