Experten-Interview: „Der Mensch im Mittelpunkt aller Fabrik 4.0-Projekte“

29/06/2022

In der Fabrik 4.0 wird der Mensch nicht länger jeden Arbeitsschritt in der Produktion dirigieren. In der Fabrik der Zukunft übernehmen das Maschinen. Dennoch bleibt der Mensch unersetzbar. François Portier, Direktor des ALTEN-Forschungsprogramms „Smart Factory 4.0“, analysiert unseren Ansatz zur Stärkung der Rolle des Menschen in der Industrie von morgen. Diese Initiative stützt sich auf Partnerschaften mit hohem technologischem Mehrwert.

Was sind die Erfolgsfaktoren der vierten industriellen Revolution?

François Portier: Die Unternehmen, die heute wachsen, sind diejenigen, die es schaffen, die digitale Transformation vor allen anderen zu vollziehen. Heute bestellen wir ein Auto über unser Smartphone, wir kaufen online ein, wir probieren Kleider dank eines virtuellen Kleiderschranks an und weniger als 24 Stunden später klingelt jemand an unserer Tür, um zu liefern. Ohne hochdigitale Technik wäre das alles nicht möglich, auch nicht für kurze Strecken.

Als Hightech-Beratungsunternehmen besteht eine der größten Herausforderungen dieses Wandels darin, uns als Integratoren mit Ökosystemen (Großunternehmen, Start-ups usw.) zu positionieren, die miteinander arbeiten. Der Schlüssel zu diesem Paradigmenwechsel liegt auch darin, an Programmen und Trends arbeiten zu können, die einen echten Mehrwert für die Industrie haben.

Einer davon: der digitale Zwilling. Zahlreiche Projekte sind mit dieser Technologie verknüpft, deren Definition auf tausend und eine industrielle Anwendung zutrifft: Daten, AR/VR, Ausbildung… Aber vor allem durch die digitale Kontinuität wird die Definition des Digitalen Zwillings am besten verstanden. Um dieses Thema herum arbeiten wir mit unseren Partnern, wie SIEMENS und STMicroelectronics, mit dem Ziel, diese digitale Kontinuität, die Garantie für eine vernetzte Fabrik, zu gestalten. Durch das Spektrum dieses Trends sind wir in der Lage, Projekte mit hohem Mehrwert zu entwickeln, wie z. B. die vorausschauende Wartung, die sich derzeit bei einem unserer wichtigsten Kunden in der Luftfahrtindustrie in der Testphase befindet und die Kosten drastisch senkt.

Ein weiterer Schlüssel zum Erfolg bei der laufenden digitalen Transformation ist die Gruppenentwicklung im weitesten Sinne des Wortes: Unternehmen unterschiedlicher Größe bilden untereinander Ökosysteme, aber auch die Ingenieure der Fabrik 4.0 bündeln ihre Entscheidungsfindung, die reich an der Vielfalt ihrer Kompetenzen in den Bereichen Daten, Logistik, AR/VR, Robotik… ist.

Schließlich gilt die Transformation der Fabrik 4.0 als erfolgreich, wenn sie durch eine rigorose Methodik herbeigeführt wird. Und die Teams der Innovationsabteilung von ALTEN arbeiten hart daran, dieses Ziel zu erreichen, indem sie ihren Kunden helfen, ihre Bedürfnisse genau zu formulieren, basierend auf ihren lokalen Herausforderungen und mit einem pragmatischen Ansatz: Bestandsaufnahme, Studien, Lösungsvorschläge mit Mehrwert, Einsatz auf immer größeren Flächen, Messung des Werts der Projekte, um die gesamte Umgestaltung abzuschließen, usw. Das Endziel besteht darin, die Menschen in diesen automatisierten Prozessen zu schulen und sie zu ermutigen, den Ansatz im Hinblick auf eine vollständige Autonomie zu übernehmen. Mit anderen Worten: Es geht darum, Veränderungen zu schaffen und zu lernen, wie man sie dauerhaft gestaltet, um den industriellen Wandel der Industrie 4.0 erfolgreich zu gestalten.

Und was ist mit dem menschlichen Faktor bei all dem?

F.P.: Der Mensch steht im Mittelpunkt aller Projekte der Fabrik 4.0. Dennoch ist dieses Thema durch die bereits erwähnte Technologie des digitalen Zwillings sehr präsent. Wir arbeiten vor allem an der Vorhersage und Vorgabe unserer Algorithmen für die verschiedenen Protagonisten der Smart Factory. So können wir zum Beispiel eine Echtzeitunterstützung an Fertigungs- oder Montagelinien, Warnungen über Unfallrisiken oder Entscheidungen für den Menschen anführen, um eine vorhergesagte Produktionsunterbrechung zu vermeiden.

Das ausgereifteste Projekt, bei dem wir die Gewinne in einem industriellen Umfeld gemessen haben, ist die vorausschauende und präskriptive Wartung, die es uns ermöglicht hat, die Lebensdauer von Schneidwerkzeugen in der Luft- und Raumfahrtindustrie um bis zu 30 % zu verlängern. Darüber hinaus setzen wir alle Projekte des Digitalen Zwillings in einer Miniaturfabrik um, die im ALTEN Lab in Toulouse hergestellt wird und in der alle unsere französischen Ingenieure auch aus der Ferne arbeiten können. Für die Entwicklung unserer Projekte statten wir uns mit Geräten der neuesten Generation aus: eine Voraussetzung, die es uns ermöglicht, unsere Projekte sowohl intern als auch mit unseren Partnern zu entwickeln.

„Die Kombination von menschlicher und künstlicher Intelligenz ist eine Antwort auf das Ziel der Smart Factory: Flexibilität in der Produktion als Antwort auf die zunehmend personalisierte Kundennachfrage, mit Transparenz über den Weg der Produkte – von der Herstellung bis zu den Händen des Endkunden – unter Einhaltung von Kosten, Qualität und Fristen.“

Welche Partnerschaften wurden geschlossen, um die technologische Spitzenposition zu stärken?

F.P.: SIEMENS ist ein Schlüsselpartner für die Anbindung unseres Digitalen Zwillings an die Fabrik der Zukunft. Die Experten des Konzerns verfügen über umfangreiche Erfahrungen mit unseren Industriekunden. Darüber hinaus ermöglichen uns ihre digitalen Werkzeuge, wie die Maschinen der neuesten Generation, die Arbeit an Edge-Projekten und die Integration unserer prädiktiven und präskriptiven Algorithmen.

Sobald die Maschinen angeschlossen sind, arbeiten wir intern daran, wie wir unsere virtuelle Welt zum Leben erwecken können. Dazu setzen wir verschiedene Technologien ein, die es dem Fabrikbetreiber ermöglichen, dank AR/VR über die Aktivitäten in der virtuellen Welt informiert zu werden. Dabei stehen zwei Bereiche im Vordergrund: Schulung und Überwachung der Bedieneraktivitäten. Der erste Bereich ist die Schulung, um die Einhaltung der industriellen Bereiche zu gewährleisten, was Gegenstand unserer Arbeit mit dem Tool Vizendo von SIEMENS ist. Zweitens die Überwachung der Bedienerhandhabung mittels Bildverarbeitung, um ihnen bei Bedarf helfen zu können.

STMicroelectronics ist ein Verbündeter im Bereich des IoT, das immer wichtiger wird, wenn man ein bestehendes System mit einem beliebigen Reifegrad eines digitalen 4.0-Systems verbinden will. KI in eingebetteten Systemen ist eine technologische Revolution. Dank dieser Technologie haben wir die bereits erwähnten Ergebnisse zur vorausschauenden Wartung in der Luftfahrtindustrie erzielt. Wir arbeiten gemeinsam mit unserem Partner an der Entwicklung intelligenter Sensoren, die auf jede Art von System in der Fabrik übertragen werden können, um die damit verbundenen Funktionen zu verstehen: Das ist es, was wir als lernende Intelligenz bezeichnen.

Abgesehen von der Konnektivität zwischen den alten und den neuen Systemen des Werks ermöglicht uns diese Methode eine umweltfreundliche Datenverarbeitung an der Quelle. Die Verarbeitung der Daten an der Quelle dank dieser Sensoren bedeutet nämlich, dass wir keinen Datenstrom in das System zurücksenden, der viel Energie benötigt und eine Menge Speicherplatz und Verluste verursacht. Unsere Algorithmen werden mit den Sensoren kommunizieren, um nur die gewünschten Informationen zu verarbeiten. Wenn ein Bediener beispielsweise genaue Informationen über den Zustand einer Maschine benötigt, wird der Sensor die genauen Daten zu diesem Thema übermitteln und anzeigen, ob eine Abweichung vorliegt, die wahrscheinlich eine Wartung erfordert.

Ein letztes Wort?

F.P.: Wir bereiten Aktivitäten für den Einsatz intelligenter IoTs in Partnerschaft mit STMicroelectronics vor, Projekte zur vorausschauenden Wartung mit der neuesten Generation von SIEMENS-Maschinen, eine ganze Schulungskomponente über Vizendo AR/VR sowie weitere Entwicklungsprogramme im Bereich der Logistik.

In einer ganz anderen Hinsicht finde ich es als Leiter des Forschungsprogramms sehr erfreulich, mit jungen Ingenieuren zusammenzuarbeiten, die sich leidenschaftlich für Code und die Fabrik der Zukunft interessieren. Ihre Fähigkeit, über den Tellerrand hinauszuschauen, ist ein echter Gewinn, wenn wir weiter lernen und unser Wissen an diejenigen weitergeben, die wir beim Übergang zu einer immer stärker vernetzten Fabrik unterstützen – sowohl technologisch als auch in Bezug auf die Menschen!

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