Installation vernünftiger Apps wichtig

„Industrie 4.0 kommt an“

Interview mit Dr. Olaf Sauer, stellvertretender Institutsleiter beim Fraunhofer IOSB, Geschäftsfeld Automatisierung, und Markus Schwarz, Geschäftsführer der Professionals on Demand GmbH, über Industrie 4.0 in Großbetrieben

  • Dr. Olaf Sauer, IOSB

    „Die Vision der menschenleeren Fabrik hat sich schon in den 80er Jahren während der CIM-Ära nicht erfüllt“, bemerkt Dr. Olaf Sauer vom Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB).

  • Markus Schwarz, PoD

    „Aus meiner Sicht wird es nicht passieren, dass kommunizierende Maschinen Mitarbeiter überflüssig machen“, betont Markus Schwarz, Geschäftsführer der Professionals on Demand GmbH.

IT-DIRECTOR: Herr Dr. Sauer, wieweit ist das Thema „Industrie 4.0“ bereits in den Großunternehmen angekommen und wird von diesen konkret umgesetzt?
O. Sauer:
In vielen großen deutschen Produktionsunternehmen, egal ob aus der Fertigungs- oder Prozessindustrie, sind inzwischen auf der Ebene unter dem Vorstand Industrie-4.0-Verantwortliche eingesetzt. Sie sollen neue Technologien bewerten, Business Cases dafür mit den Geschäftsbereichen identifizieren und konkrete Anwendungsfälle in Kooperation mit Technologieanbietern umsetzen. Industrie 4.0 kommt an – auch weil die Konkurrenz in anderen Ländern an den gleichen Themen arbeitet. Beispielsweise bewegt sich Südkorea ähnlich wie Deutschland und versucht, von unseren Ansätzen und Fortschritten zu lernen.

M. Schwarz: In der Diskussion um Industrie 4.0 werden die Potentiale des Services noch nicht ausreichend berücksichtigt. Uns muss aber bewusst sein, dass Industrie 4.0 einerseits große Herausforderungen im operativen Servicegeschäft mit sich bringt: Warum muss ich mit meinem Auto zum Software-Update in die Werkstatt? So viele Techniker haben wir nicht im Feld. Und es wäre nicht zu finanzieren. Andererseits entstehen Chancen für profitable Servicegeschäftsfelder, wie wir das bereits am nordamerikanischen Markt sehen.

IT-DIRECTOR: Welche Faktoren halten die Unternehmen noch davon ab, ihre Produktion Industrie-4.0-tauglich zu gestalten?
O. Sauer:
Zunächst muss klar sein, welche Technologien einen konkreten Nutzen für die Unternehmen bezüglich Lieferzeit, Produktqualität und Herstellkosten haben. Es herrscht immer noch das Missverständnis, Fertigungsunternehmen würden neue Technologien um ihrer selbst willen einführen. In der Produktion muss mit spitzem Stift gerechnet werden, ob eine neue Technologie Vorteile bietet, die sich in vorgegebener Zeit amortisiert. Außerdem existiert eine installierte Basis an Produktionsanlagen in den Unternehmen, die erst abgeschrieben werden muss. Erst dann werden nach und nach Industrie-4.0-konforme Anlagen eingesetzt. Weitere Hindernisse zur Industrie-4.0-Einführung sind die unklare Situation bei IT-Sicherheit und Standards zur Interoperabilität. Allerdings sind beide Punkte mit heutigen Technologien gut lösbar.

M. Schwarz: Auf den Service bezogen bringt Industrie 4.0 ganz neue Geschäftschancen, Kunden ganzheitlicher zu unterstützen. Die Kunden erwarten heute vom Lieferanten Unterstützung dabei, die eingesetzten Anlagen so effizient wie möglich zu nutzen, z.B. mit maximal möglicher Verfügbarkeit. Adaptive Services, „Service on Top“, sind gefragt und bieten interessante Geschäftschancen.

IT-DIRECTOR: Inwieweit sind die Mitarbeiter in Großbetrieben über das Thema „Industrie 4.0“ informiert und dem gegenüber eingestellt?
O. Sauer:
Die Mitarbeiter erfahren ja tagtäglich, welche neuen Technologien verfügbar sind und wollen diese auch an ihrem Arbeitsplatz einsetzen. Wir hatten noch kein Projekt, bei dem die Mitarbeiter „gemauert“ haben. Aber man muss von vornherein mit offenen Karten spielen und die Mitarbeiter schon in der Konzeptionsphase informieren und einbeziehen.

M. Schwarz: Die Mitarbeiter gehen heute mit dem Thema „Service“ ganz anders um. Fast jeder hat heute ein Smartphone. Das Telefon ist nicht mehr die Intelligenz. Es ist die Software. Sie bringt den Komfort. Im Alltag erwarten wird, dass unsere Technologie funktioniert. Und das erfordert funktionierende Prozesse in der Servicewelt im Privaten wie in der Industrie.

IT-DIRECTOR: Welche Konsequenzen ergeben sich für die Mitarbeiter eines Betriebes, der Industrie-4.0-tauglich gemacht wird?
O. Sauer:
Bisher ist das noch nicht vollständig absehbar und aus meiner Sicht gibt es in den Betrieben Handlungsspielraum bezüglich des Mitarbeitereinsatzes. Nicht alles, was automatisiert werden kann, muss automatisiert werden.

M. Schwarz: Das sehe ich auch so. Es ist wichtig, die Mitarbeiter mitzunehmen und auch zu zeigen, wie wichtig der Mensch ist. Technologie wird vergleichbar. Wichtig ist es, die Technologie sinnvoll und effizient einzusetzen.

IT-DIRECTOR: An welchen Stellen im Betrieb, in dem die Maschinen plötzlich automatisch miteinander kommunizieren, werden überhaupt noch Mitarbeiter gebraucht? Wo sind sie regelrecht überflüssig? Können Sie konkrete Beispiele skizzieren?
O. Sauer:
Die Vision der menschenleeren Fabrik hat sich schon in den 80er Jahren während der CIM-Ära nicht erfüllt. Darum mache ich mir beispielsweise um gut ausgebildete Facharbeiter keine Sorgen. Ich fürchte vielmehr, dass diese schon aufgrund des demografischen Wandels knapp werden. Ungelernte oder angelernte Mitarbeiter werden es allerdings vermutlich in der Industrie 4.0 schwer haben, weil die Maschinen einige Tätigkeiten dieser Gruppe ersetzen werden. Industrie-4.0-Technologien werden Fleißarbeiten, die ein Computer einfach übernehmen kann, ersetzen, egal ob bei Ingenieuren oder Ungelernten.

M. Schwarz: Aus meiner Sicht wird es nicht passieren, dass kommunizierende Maschinen Mitarbeiter überflüssig machen. Wir erleben derzeit einen Trend, Services, die an externe Unternehmen und/oder kostengünstigere Standorte gegeben wurden, wieder in die Unternehmen zu integrieren. Die Kundenbeziehung spielt eine wesentliche Rolle. Dafür brauchen wir kompetente Mitarbeiter.

IT-DIRECTOR: Welche Rolle werden zukünftig Industrie-4.0-Fachkräfte bzw. Spezialisten spielen? Wird das HR-Management bereits auf dem IT-Arbeitsmarkt fündig?
O. Sauer:
Informationstechnik, Automatisierung und Maschinenbau wachsen zusammen. Aus meiner Sicht ist es noch ein Stück Weg, bis diese Disziplinen sich gegenseitig verstehen. Sie sprechen im wahrsten Sinne des Wortes unterschiedliche Sprachen. Industrie-4.0-Spezialisten mit tiefem Verständnis der Anforderungen der Produktion und mit gleichzeitig realistischen Vorstellungen der IT-Möglichkeiten werden also dringend gesucht.

M. Schwarz: Das gleiche gilt für den IT-Markt, wo auch gute Mitarbeiter gefragt sind. Außerdem haben sich im IT-Sektor die Geschäftsmodelle gewandelt: Früher war das „Ship and Sell“. Heute sind cloud-basierte Dienste die Geschäftsmodelle der IT und sogenannte Betreibermodelle, „Managed Services“. Die IT braucht also ihre guten Leute. Nach unseren Gesprächen mit vielen Maschinenbauern testen bereits einige Firmen die neuen Möglichkeiten, die IT für datenbasierte Zusatzleistungen bietet. Allerdings noch viel zu zögerlich und leider nicht so systematisch, wie wir uns das nach einem ingenieurmäßigen Vorgehen vorstellen: nach einer Studie des Fraunhofer IAO hat nur ein Viertel der Maschinenbauer eine explizite Strategie, welche internetbasierten Dienstleistungen sie auf- und ausbauen werden. Und nur ein Fünftel der gleichen Unternehmen verfügt über ein passendes Geschäftsmodell. Hier besteht also noch Handlungsbedarf, zumal Software zukünftig zum eigenständigen Bestandteil des Produktportfolios werden wird – mit den Herausforderungen eines professionellen Software-Entwicklungsprozesses, Qualitätssicherung für Software, Modelle für Softwarewartung und -service bis hin zur Anpassung der Vertriebsorganisation, die IKT-Produkte und deren Nutzen verkaufen kann. Der Prozess, um zu maschinennahen Zusatzleistungen zu kommen, ist vergleichbar mit dem Entwicklungs- und Herstellungsprozess einer Maschine oder Anlage. Insofern ist es für uns schon erstaunlich, dass auf Seiten der Software scheinbar eher nach dem Prinzip „Versuch und Irrtum“ vorgegangen wird.

IT-DIRECTOR: Wie lassen sich die bisherigen (und insbesondere älteren) Mitarbeiter, die jahrelang nach Schema F gearbeitet haben, an die neuen Techniken heranführen? Welche Herausforderungen müssen sie meistern?
O. Sauer:
Ich bin unsicher, ob es in Produktionsunternehmen noch viele Mitarbeiter gibt, die nach Schema F arbeiten. In unseren Projekten machen wir die Erfahrung, dass nicht das Alter entscheidet, sondern die Offenheit für Neues. In unseren Projekten mit Industrie-4.0-Technologien beginnen wir meist mit der gemeinsamen Definition und Installation eines Demonstrators, den die Mitarbeiter ausprobieren können. Aufgrund ihrer konkreten Vorschläge verbessern wir die Lösung und setzen sie erst nach einer weiteren Testphase in der realen Produktion ein. Bisher funktioniert dieses Vorgehen wunderbar.

M. Schwarz: Mitarbeiter im Service müssen heute schon viel Flexibilität und Kundenorientierung zeigen. Es herrscht heute bereits ein hoher Anspruch an die Mitarbeiter.

IT-DIRECTOR: Inwieweit ermöglicht die Umrüstung auf Industrie 4.0 vielleicht auch neue Einsatzgebiete für die bisherigen Mitarbeiter?
M. Schwarz:
Ein Beispiel dazu ist, dass Unternehmen ihren Kunden helfen werden, die Anlagen effizienter zu nutzen. Im Servicegeschäft werden wir neue Dienstleistungen sehen. Es werden ganz neue Geschäftsfelder entstehen.

IT-DIRECTOR: Bleiben wir beim Stichwort „Services“: Inwieweit lassen sich beispielsweise das Monitoring, die Wartung und Reparatur der Industrie-4.0-Maschinen intern als neue Aufgaben regeln?
M. Schwarz:
Das ist ein enormes Potential. Hier lohnt es sich, die Entwicklung der ITK-Branche in den letzten Jahren zu sehen. Dort haben sich Geschäftsmodelle bereits komplett gewandelt: Früher wurden große Telefonanlagen gekauft. Heute wissen wir, dass selbst große Unternehmen bereit sind, die Telefonanlage komplett in der Cloud zu haben. Es gibt dann einen Preis pro Mitarbeiter im Unternehmen. Außerdem sind ganz neue Player am Markt entstanden. Es ist also eine gewisse Gefahr für die traditionellen Unternehmen erkennbar. Solche Dienstleistungen können auch ganz andere Unternehmen übernehmen und somit der wichtigere Partner in der Kundenbeziehung werden. In den USA behaupten sie, dass folgender Trend stattfindet und stattfinden wird: „Software eats everything“ bzw. in Zukunft „Service eats everything“. Unternehmen, die große Speicherlösungen produzieren, haben ganz neue Wettbewerber bekommen. Ich kann eine Speicherlösung bei EMC, IBM oder anderen Technologieherstellern kaufen. Es besteht heute aber die Möglichkeit, Speicherplatz in der Cloud, z.B. bei Amazon einzukaufen. Damit hätten die Technologiehersteller aus der IT-Branche früher nie gerechnet. Ob dies in der kommenden Zeit auch auf die europäischen Kernindustrien zutreffen kann, kann ich noch nicht sagen. Es lohnt sich aber, sich damit zu beschäftigen.

O. Sauer: Grundlage neuer Services sind Daten über die Prozesse, die von Feldgeräten erfasst werden. Durch die zunehmende Verfügbarkeit intelligenter Feldgeräte vollzieht sich ein Trend zu immer umfassender instrumentierten Prozessen. Mit intelligenten Diagnose- und Prognoseverfahren können aus den Daten Informationen über den Zustand der Anlagen und ihrer Komponenten und sich schleichend verändernde Prozessparameter oder drohende Komponentenausfälle abgeleitet werden. So lassen sich ungeplante Maschinenstillstände vermeiden und die Anlagenverfügbarkeit verbessern. Es ist dann nur noch ein kleiner Schritt, dass ein Unternehmen ein Geschäftsmodell entwickelt, um auf Basis der Daten über den Zustand der Komponenten oder Anlagen Wartungsdienstleistungen für seine Kunden anzubieten.

IT-DIRECTOR: Was sind häufige Stolpersteine bei der Mensch-Maschine-Interaktion in Industrie-4.0-Umgebungen?
M. Schwarz:
Ein absehbarer Trend wird sein, dass vernünftige „Apps“ auf den Maschinen installiert sein müssen. Je komplexer die Technologie ist, desto einfacher muss die Bedienung werden. Diesen Trend sehen wir aber heute schon. Nicht umsonst haben wir (fast) alle nur noch Smartphones. Dadurch werden viele Stolpersteine vermieden.

O. Sauer: Aus unserer Sicht fehlt noch eine integrierte Betrachtung von Betriebssicherheit (Safety) und IT-Sicherheit (Security), vor allem, weil sich in der Industrie 4.0 die Anlagen ja flexibel den Anforderungen und Aufgaben anpassen sollen. Hier ist noch Forschungsarbeit zu leisten, so dass Unternehmen mit der gleichzeitigen Unsicherheit des Anlagenverhaltens und ihrer Komplexität umgehen können. Auch die Zertifizierungs- und Genehmigungsbehörden, z.B. Berufsgenossenschaften, müssen in diese Arbeiten einbezogen werden.

IT-DIRECTOR: Wie ist es um die Sicherheit und generellen Arbeitsbedingungen der Mitarbeiter in „smarten Fabriken“ bestellt? Müssen hier neue Regeln aufgestellt werden im Vergleich zu vorher?
M. Schwarz:
Ich bin davon überzeugt, dass das Arbeiten sicherer wird. Komplexe Wartungsarbeiten können „remote“, sprich durch Fernwartung durchgeführt werden. Das reduziert das Risiko.

O. Sauer: Eine Vision von Industrie 4.0 ist es ja, dass Mitarbeiter und Maschinen ohne die bisherigen Sicherheitszäune arbeiten – mit Sensoren, die beispielsweise die Aufmerksamkeit von Personen erkennen und Maschinen und Roboter entsprechend regeln. Wie bereits angedeutet, werden dafür neue Regeln benötigt – im Sinne integrierter Safety und Security.

IT-DIRECTOR: Wie kann man Mitarbeitern schlussendlich die letzte Skepsis – vielleicht auch Angst – vor automatisierten Maschinen bzw. Robotern nehmen?
M. Schwarz:
Ich glaube nicht, dass das ein großes Thema wird. Im täglichen Umgang sind wir es doch gewohnt, mit sehr komplexen Produkten zu arbeiten. Es wird auch vieles komfortabler.

O. Sauer: Auch heute arbeiten schon viele Mitarbeiter in der Produktion in automatisierten Umgebungen. Damit die Sicherheitszäune entfernt werden können, braucht es wieder geeigneter Demonstratoren, um die Mitarbeiter mitzunehmen, prototypischer Umsetzungen und dann erst der Einführung in die laufende Produktion.

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