Leiter des Instituts für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU) der TU Darmstadt und Mitglieder der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktionstechnik (WGP).

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Evolution statt Revolution: Das Stufenmodell für Automatisierung

Die Optimierung von Produktionsanlagen wird künftig nicht mehr ausschließlich von Menschen vorgenommen werden: Wie das neue Stufenmodell für Automatisierung der WGP Unternehmen hilft, den richtigen Weg einzuschlagen.

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Das neue Stufenmodell für Automatisierung in einer 3D-Darstellung: Entscheidend sind die drei Achsen Vernetzung, Betriebszustand und Produktionsprozess.

Die Entwicklungen im Zuge von Industrie 4.0, die auch als vierte industrielle Revolution bezeichnet werden, bergen ein großes Potential für die industrielle Produktion, gehen jedoch mit Herausforderungen für Unternehmen und Belegschaften einher. Analog zu den vorangegangenen industriellen Revolutionen ist auch die vierte mit Hoffnungen, aber auch Ängsten – insbesondere der Angst vor dem Verlust vieler Arbeitsplätze – verbunden. Aufgrund des starken Einflusses bisheriger industrieller Revolutionen auf gesellschaftliche und individuelle Entwicklungen sind die Chancen und Herausforderungen von Industrie 4.0 gründlich zu untersuchen, um eine menschengerechte industrielle Revolution – oder besser Evolution – zu ermöglichen.

Neues Stufenmodell für Automatisierung

Um den aktuellen und zu erwartenden technologischen Stand der industriellen Automatisierung zu bestimmen und den Handlungsbedarf für Unternehmen und Gesellschaft hinsichtlich zukünftiger Entwicklungen abzuleiten, stellt die WGP in ihrem Standpunktpapier zum Industriearbeitsplatz 2025 ein neues Stufenmodell vor. Diese wurde in Anlehnung an das Stufenmodell für das automatisierte Fahren des VDA erstellt. Abweichend vom Modell des automatisierten Fahrens gibt es in dem WGP-Stufenmodell für die Produktion drei Aufgabenbereiche, die in die Betrachtungen einbezogen werden müssen: Material- und Informationsflüsse (Vernetzung), der Anlagenzustand (Betriebszustand) und der jeweilige Produktionsprozess. Für jede der drei Aufgabenbereiche sind fünf bis sechs Stufen von bedienerzentrierter Bearbeitung bis zur flexiblen Vollautomatisierung definiert.

Hierbei sind für jede der drei Aufgabenbereiche fünf bis sechs Stufen von bedienerzentrierter Bearbeitung bis zur flexiblen Vollautomatisierung definiert. Eine Schlüsselfähigkeit, die Produktionsanlagen beigemessen wird, ist deren Autonomie. In der Dimension des Produktionsprozesses soll diese dazu beitragen, einen Übergang von der Regelung von Prozessgrößen zur Regelung von Produkteigenschaften zu realisieren. Das Modell ermöglicht Unternehmen, den aktuellen Stand ihrer Produktion hinsichtlich der Automatisierung zu bestimmen und anhand der quantifizierten Automatisierungsstufen zu erkennen, in welchen Bereichen noch Potential für weitere Automatisierungen vorliegt. Basierend darauf kann der Handlungsbedarf abgeschätzt werden. Denn nicht immer und nicht an jeder Stelle ist Automatisierung notwendig oder gar sinnvoll.

White Paper zum Thema

Neue Qualifikationsprofile nötig

Die Wissenschaftler der WGP nutzen das Stufenmodell, um den derzeitigen Stand der Automatisierung in produzierenden Firmen zu analysieren. Demnach klafft noch eine Lücke zwischen dem aktuellen Stand und der Vollautomatisierung. Jedoch wird davon ausgegangen, dass die Optimierung von Produktionsanlagen und -prozessen künftig nicht mehr ausschließlich von Menschen vorgenommen wird, sondern die Produktionsanlagen diese Aufgabe zunehmend selbst übernehmen werden. Trotzdem
sind wir der Meinung, dass Menschen auch in der smarten Fabrik der Zukunft auf lange Sicht nicht überflüssig werden und weiterhin FacharbeiterInnen notwendig sind, die die autonomen, selbstlernenden Produktionssysteme zum Lernen anleiten. Nicht zuletzt werden Mitarbeiter gebraucht, die die autonomen Teilsysteme überwachen, warten und instand halten. Des Weiteren entstehen neue Geschäftsmodelle, etwa in den Bereichen datenbasierte Dienstleistungen oder maschinelles Lernen. 

Aufgrund der beschriebenen Entwicklungen werden Menschen mit neuen Qualifikationsprofilen benötigt und die Anzahl der wesentlichen Technologien, die der in der Produktion arbeitende Mensch beherrschen muss, wesentlich erhöht. In der Vergangenheit waren die Technologiezyklen länger als ein Arbeitsleben, heute ist dies zunehmend umgekehrt. Dies macht eine Dynamisierung bestehender Aus- und Weiterbildungssysteme erforderlich, um mit den sich rasant entwickelnden Technologien Schritt zu halten.