Thema: Industrie 4.0

Dieser Beitrag befasst sich mit der Entwicklung von Kompetenzen durch Einführung von Industrie 4.0 (I4.0) in produktionsnahen Bereichen. Da sich I4.0 in einer offenen Entwicklung befindet, werden Tendenzaussagen über Kompetenzanforderungen im Kontext zweier Extremszenarien getroffen. Die konkreten Anforderungen hängen davon ab, welche zwischen den Extremszenarien liegenden technisch-organisatorischen Optionen die Unternehmen wählen. Demnach gewinnt stetige und betrieblich anpassungsfähige Weiterbildung bzw. Kompetenzentwicklung besondere Bedeutung, bei der Mitarbeiter lernen, in den durch I4.0 sich verändernden betrieblichen Arbeitsprozessen veränderte Aufgaben zu erfüllen. Der Beitrag schließt mit Hinweisen auf Weiterbildungsformate, die für Kompetenzentwicklung in der digitalisierten Produktionsarbeit förderlich sein können.

In Cyber-Physischen Produktionssystemen (CPPS) wird sich menschliche Arbeit auf problemhaltige Tätigkeiten konzentrieren. Dafür benötigen die Mitarbeiter ein gutes System- und Prozessverständnis sowie hohe Problemlöse- und Kommunikationsfähigkeiten. Eine adäquate Gestaltung der Mensch-Technik-Interaktion kann dazu beitragen, dass diese Kompetenzen im Arbeitsprozess selbst erworben, erhalten und trainiert werden können. Erhebungen zur nutzerzentrierten Entwicklung eines mobilen Ressourcen-Cockpits für Instandhalter zeigen, dass Mitarbeiter bereit sind, neue Informations- und Kommunikations-Technologien (IKT) einzusetzen, wobei sie die Ausschöpfung derer Potenziale, aber auch Freiräume für eigenes Handeln erwarten. Ein zentraler Aspekt der Kompetenzförderlichkeit könnte ein geeignetes mentales Modell für die Navigation in CPPS sein. Dafür wird die Analogie „Digitales Bewusstsein“ vorgeschlagen und zur Diskussion gestellt.

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.

Industrie 4.0 ist einer der am häufigsten genannten Begriffe im Zusammenhang mit der Produktivitätssteigerung, Flexibilität und Sicherung unseres Wohlstands in Deutschland und Europa. Derzeit gibt es trotz zahlreicher Initiativen, die vorrangig auf die Formulierung technischer Anforderungen fokussieren, noch kein einheitliches Verständnis bezüglich Inhalt und Umsetzung. In dem Beitrag wird ein umfassendes, aber pragmatisch anwendbares Bewertungssystem definiert. Ziel dabei ist es, eine Aussage über den Grad der Umsetzung und Potenziale einzelner Projekte zu machen. Auf Basis von namhaften Industriestudien und aus eigenen Erfahrungen wurde eine Vielzahl von Kriterien und Merkmalen erfasst und verwertet. Die Anwendung wurde an zwei Beispielen aus der industriellen Praxis demonstriert.