Wie sehen Produktionssysteme der Zukunft aus?

von Volker Albrecht, freier Journalist in Bamberg

Spielt Nachhaltigkeit in den Produktionssystemen nach der digitalen Transformation eine wichtige Rolle? Eine Fraunhofer-Studie fragt bei Praxisexperten nach und formuliert zehn Richtlinien für ganzheitliche Produktionssysteme.

Eine Forschergruppe des Fraunhofer IPA hat für die rund 100-seitige Studie „Ganzheitliche Produktionssystem 4.0“ im Zeitraum von Juli bis Dezember 2020 Fachleute aus der Praxis zu Thesen für die Weiterentwicklung ganzheitlicher Produktionssystem befragt. In einer ersten Stufe haben 73 Teilnehmer in einem Web-Survey sieben Hypothesen zur Produktion der Zukunft bestätigt - oder eben nicht. Dieser nicht repräsentativen Internetbefragung schlossen sich 18 umfassendere Interviews mit 20 Produktionsfachleuten aus der Automobilbranche sowie dem Anlagen und Maschinenbau an.

 Die zehn Richtlinien für die Gestaltung zukunftsfähiger Produktionssysteme. © Fraunhofer IPA

Hintergrund der Studie ist die digitale Transformation in der Industrie und deren Einffluss auf die Gestaltung von ganzheitlichen Produktionssystemen (GPS). Diese GPS sind nach VDI 2870 unternehmensspezifische methodische Regelwerke, mit dem Unternehmen ihre Prozesse am Kunden ausrichten. Wesentliche Elemente sind dabei Methoden der Lean Production.

• ist auf die individuellen menschlichen Bedürfnisse und die Partizipation von interdisziplinären Teams auszurichten.

• ist in einem integrierten Ansatz aus Lean Production und Industrie 4.0 umzusetzen. 

• ist durch Elemente der Kundenintegration und -individualisierung am Kundennutzen auszurichten.

• ist auf die unternehmensübergreifende Kooperation für eine durchgängige Betrachtung von End­to­End­Prozessen ohne Systembrüche auszuweiten. 

• muss ein systematisches Datenmanagement und systemweite Transparenz berücksichtigen.
  

• ist konsequent zur Ausweitung von Flexibilität und Wandlungsfähigkeit zu nutzen.

• muss umfassende Standardisierung bei gleichzeitiger Wahrung von Freiheitsgraden für individuelle Anwendungsdomänen ermöglichen.

• ist unter Einbezug neuer digitaler Methoden und Werkzeuge durchzuführen.

• ist mit  einer Toolbox für Methoden und Werkzeuge zu begleiten. 

• ist unter Einbezug neuer technologischer Industrie-4.0-Anwendungen und deren Beschreibung in Form von Use-Cases umzusetzen.

Es wird in der Studie davon ausgegangen, dass Industrieunternehmen in Zukunft flexibler auf Kundenanfragen reagieren und ihre Produktion rasch auch an sehr spezielle Kundenwünsche anpassen müssen. Nach den Konzepten von Industrie-4.0 sollen dann selbst Einzelanfertigungen zum Preis von Massenware gefertigt werden. 

Das erfordere einerseits flexible und wandlungsfähige Maschinen und andererseits ein gutes Datenmanagement über alle Maschinen und Systeme und sogar über Unternehmensgrenzen hinweg bis zum Lieferanten und zum Kunden. In der Studie wird deshalb von „End-to-End-Prozessen ohne Systembrüche“ gesprochen.

Die Forschungsgruppe leitet in der Studie zehn Richtlinien ab. Danach gilt: Die Gestaltung ganzheitlicher Produktionssysteme

Die Forschungsgruppe „Umsetzungsmethoden für die Digitale Produktion“ wird im Sommer einen Industriearbeitskreis „Ganzheitliche Produktionssysteme 4.0“  gründen, in dem die Ausgestaltung einer solchen Toolbox praktisch mit Expertinnen und Experten aus dem Industrial Engineering durchgeführt wird. Die Studie „Ganzheitliche Produktionssysteme 4.0“ ist Teil der Forschungsarbeiten im „Future Work Lab“ und steht hier kostenlos zum Download zur Verfügung.

Übrigens: Die Studie wurde Anfang 4. Mai 2021 veröffentlicht, rund fünf Wochen bevor der Rat für Nachhaltige Entwicklung (RNE) zusammen mit der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina ein gemeinsames Positionspapier zum Weg hin zur Klimaneutralität vorgestellt und öffentlichkeitswirksam der Bundeskanzlerin übergeben hat. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Ratsmitglieder zeigen darin Handlungsoptionen für die notwendige Transformation von Wirtschaft und Gesellschaft auf. Das Papier finden Sie hier.

Nachhaltigkeit wird in  den zehn Richtlinien zur Gestaltung von Produktionssystemen des Fraunhofer IPA expressis verbis nicht aufgeführt.