Störungen in der Fertigungsindustrie

„Wenn Sie in die Zukunft blicken, können Sie nicht erkennen, wo Zusammenhänge bestehen. Das wird erst in der Rückschau möglich. Das heißt, Sie müssen darauf vertrauen, dass sich die einzelnen Mosaiksteinchen in Ihrer Zukunft zu einem Gesamtbild zusammenfügen. Sie müssen auf etwas vertrauen - Ihr Bauchgefühl, das Schicksal, das Leben, Karma, egal was. Denn der Glaube daran, dass sich irgendwann die einzelnen Mosaiksteinchen zusammenfügen werden, gibt Ihnen die Zuversicht, dem Ruf Ihres Herzens zu folgen. Auch wenn der Sie abseits der ausgetretenen Wege führt, aber das macht den Unterschied“ - Steve Jobs

Die Welt in der wir leben ist letztlich durch den Fortschritt, den die Fertigung erfahren hat, geprägt. Man denke nur an die vielen Faktoren dieser Branche, die unser tägliches Leben ermöglichen. Alles, vom Satelliten bis zur einfachen Stecknadel, beginnt mit einer Idee, einem Prozess und einer Planung.

Massenproduktion

Die Massenproduktion – einst ein Synonym für Fließbandarbeit – die Skaleneffekte und die manuelle Arbeit unterliegen einem tiefgreifenden Wandel. Moderne Umbrüche, die durch technologische Fortschritte und globale wirtschaftliche Veränderungen vorangetrieben werden, können Herstellungsmethoden verändern und definieren das Wesen der industriellen Fertigung neu. Dieses neue Zeitalter verspricht mehr Effizienz, kundenspezifische Anpassung und Nachhaltigkeit, was tiefgreifende Veränderungen im globalen Handel, auf dem Arbeitsmarkt und in den Umweltpraktiken mit sich bringen wird.

Das Aufkommen der Industrie 4.0

Die vierte industrielle Revolution, auch Industrie 4.0 genannt, ist der Dreh- und Angelpunkt der modernen Großserienfertigung. Dieser Trend zeichnet sich durch die Integration digitaler Technologien, Maschinelles Lernen und Big Data in Produktionsprozesse aus, wodurch ein stärker vernetztes und effizienteres Ökosystem entsteht. Die Industrie 4.0 fördert die Schaffung intelligenter Fabriken, in denen cyber-physische Systeme physische Prozesse überwachen und dezentrale Entscheidungen treffen. Die Implementierung von Geräten, die mit dem Internet der Dinge (IoT), mit künstlicher Intelligenz oder Echtzeit-Datenanalyse kompatibel sind, sorgen für beispiellose Produktivität und Flexibilität.

„In den kommenden Jahrzehnten werden die Technologien, die die vierte industrielle Revolution vorantreiben, die Weltwirtschaftsstruktur, unsere Gemeinschaften und unsere Identität als Menschen grundlegend verändern“, sagt Klaus Schwab, Gründer und Executive Chairman des Weltwirtschaftsforums und Autor des Buches „Die vierte industrielle Revolution“.

Die Implementierung von Geräten, die mit dem Internet der Dinge (IoT), mit künstlicher Intelligenz oder Echtzeit-Datenanalyse kompatibel sind, sorgen für beispiellose Produktivität und Flexibilität

Diese Innovationen haben erhebliche Auswirkungen auf die industrielle Großserienfertigung. Automatisierte Systeme und intelligente Technologien arbeiten rund um die Uhr, wodurch Ausfallzeiten vermieden und menschliche Fehler deutlich reduziert werden. Die Flexibilität, die die Digitalisierung bietet, ermöglicht es Herstellern, ihre Produktlinien mit minimalem Aufwand und geringen Kosten anzupassen und kundenspezifisch zu gestalten. Auf diese Weise kommen sie der steigenden Nachfrage der Verbraucher nach personalisierten Artikeln nach.

Die Technologien der Industrie 4.0 verbessern auch die Nachhaltigkeit. Erweiterte Analytik und IoT-Geräte optimieren den Energieverbrauch und begrenzen Abfälle – ein Beitrag zum Umweltschutz. Ebenso fördern digitalisierte Lieferketten Transparenz und Rückverfolgbarkeit, was eine verantwortungsvollere Ressourcenbeschaffung ermöglicht.

Die Aufgabe der Robotik und Automatisierung

Einst bahnbrechend, sind Robotik und Automatisierung mittlerweile ein fester Bestandteil der industriellen Großserienfertigung. Moderne Roboter sind intelligent und anpassungsfähig. Sie sind zudem in der Lage, komplexe Aufgaben mit hoher Präzision auszuführen. Kollaborative Roboter, sogenannte Cobots arbeiten Seite an Seite mit den Bedienern, um die Produktivität zu steigern und die Sicherheit zu gewährleisten. Auf diese Weise verringern sie die Kluft zwischen vollautomatisierten Systemen und den von Menschen ausgeführten Tätigkeiten. Die Automatisierung geht über die Fertigungsanlagen hinaus und revolutioniert bereits die Bestandsverwaltung, die Qualitätskontrolle und den After-Sales-Service. Sie gewährleistet einen reibungslosen Ablauf der Prozesse – von der Produktion bis hin zur Auslieferung an den Kunden.

Additive Fertigung, ein Wendepunkt

Obwohl sie sich anfangs auf Prototypen beschränkten, sind die additive Fertigung oder der 3D-Druck heute bereits unverzichtbar für die Massenproduktion. Sie ermöglichen die bedarfsgerechte Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien, die mit herkömmlichen Methoden nicht reproduzierbar sind. Darüber hinaus sind sie eine nachhaltigere Alternative, da Materialverschwendung und Produktionszeiten erheblich reduziert werden. Unternehmen wie GE Aviation und Adidas nutzen additive Fertigung für Teile und Endprodukte.

Die Zukunft der Fertigung

Alles deutet darauf hin, dass die industrielle Massenfertigung zunehmend vernetzt, effizienter und umweltfreundlicher wird. Die Integration von KI in datenbasierte Prozesse wird wahrscheinlich zu einer stärkeren Automatisierung und vorausschauenden Wartung führen, Ausfallzeiten minimieren und die Lebensdauer der Anlagen verlängern. Die additive Fertigung verspricht einen Übergang zu lokalisierten Produktionsmodellen, wodurch die Notwendigkeit umfangreicher globaler Lieferketten sinkt und der mit dem Transport verbundene CO2-Fußabdruck verringert wird.

Die Digitalisierung der industriellen Fertigung öffnet auch die Tür zu Modellen der Kreislaufwirtschaft. Fortschrittliche Recyclingtechnologien und die auf dem IoT basierende Produktverfolgung könnten die Wiederverwendung und Aufbereitung von Teilen und Materialien erleichtern und die Industrie vom linearen „Take-Make-Dispose“-Modell zu einem nachhaltigeren Kreislaufansatz führen.

Die Fertigungsindustrie steht an der Schwelle zu einem tiefgreifenden Wandel, in dem Robotik und Automatisierung eine zentrale Rolle spielen

Trotz der vielversprechenden Fortschritte steht dieser Übergang vor einigen Herausforderungen. Industrieführer, politische Entscheidungsträger und Bildungseinrichtungen müssen zusammenarbeiten, um diese Herausforderungen anzugehen, die Arbeitskräfte zu qualifizieren, die Cybersicherheit zu priorisieren und sicherzustellen, dass die Vorteile disruptiver Technologien gerecht verteilt werden. Wie Satya Nadella, CEO von Microsoft, sagte: „Unsere Branche sieht sich nicht der Tradition verpflichtet, sondern der Innovation.“

Mit dem Aufkommen der Industrie 4.0 stehen wir an einem Wendepunkt, an dem Robotik und Automatisierung zu grundlegenden Säulen geworden sind. Die Fertigungsindustrie befindet sich an der Schwelle zu einem tiefgreifenden Wandel. Zudem wird die Umsetzung dieser Veränderungen die Wettbewerbsfähigkeit auf dem globalen Markt sichern und zu einer innovativeren und nachhaltigeren Zukunft beitragen.