Industrie 4.0: Mensch und Maschine Hand in Hand

© Pixelbliss - Fotolia.com

In meinem zuletzt veröffentlichten Beitrag „Innovationswüste Deutschland? – Nicht mehr!“ bin ich bereits darauf eingegangen, wie „Industrie 4.0“, also die Digitalisierung von Produktentwicklung und Fertigung, die Zukunftsperspektiven Deutschlands nachhaltig beeinflussen wird. Es geht dabei vor allem um die Kooperation von Mensch und Maschine, die sich schon jetzt grundlegend zu verändern beginnt. Doch welche Chancen eröffnet die sogenannte vierte industrielle Revolution genau – und weshalb ist es gerade für die deutsche Industrie so entscheidend, sie weiter voranzutreiben?

Augmented Reality in der Produktentwicklung

Bereits bei den ersten Schritten der Produktentwicklung zeigt sich, wie die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Technologie in Zukunft aussehen könnte: Physische Prototypen werden endgültig der Vergangenheit angehören, Produkte werden rein virtuell entworfen. Dazu entstehen digitale Modelle und Prototypen, mit denen die Produktentwickler und -tester regelrecht interagieren können. Dies wird möglich durch neue Gadgets der Augmented Reality, wie etwa 3D-Brillen mit schnellen Bewegungssensoren und Gestensteuerung. Die Träger dieser Brillen können nicht nur via „head tracking“ ihren Blick im virtuellen Raum schweifen lassen, sondern auch die Bewegung ihrer Hände und Finger in der digitalen Welt kontrollieren, wodurch die Interaktion mit virtuellen Objekten ermöglicht wird. Das alles ist nicht nur für die Spielebranche hochinteressant, sondern bietet auch der fertigenden Industrie die Möglichkeit, Neuentwicklungen auf eine revolutionäre Art und Weise zu testen und sie individueller zu gestalten als je zuvor.

Die vernetzte Fabrik

Die neue virtuelle Welt endet jedoch nicht bei der Produktentwicklung, auch die Fertigungsprozesse stehen vor einem gewaltigen Umbruch. So werden wir eine zunehmende Digitalisierung und Automatisierung der Fabriken erleben – analog zu den Produkten werden die Fertigungsanlagen sogar virtuell entworfen. Damit lösen sich die Schnittstellen zwischen Mensch und Produkt sowie Mensch und Produktionsanlagen zunehmend auf – die Menschen werden Bestandteil der virtuellen Welt. In der Praxis bedeutet dies, dass Maschinen und Roboter zunehmend autonomer agieren, eigene Entscheidungen treffen sowie untereinander Informationen austauschen – alles in Kooperation mit den Arbeitern. Im Idealfall wird dabei ein Zustand der „cyberphysischen Äquivalenz“ erreicht, bei dem Menschen flexibel zwischen der realen und der virtuellen Ebene wechseln.

Intelligente Unterstützung für Mitarbeiter

Skeptiker befürchten, dass der Mensch bei diesen Entwicklungen auf der Strecke bleiben könnte und am Arbeitsplatz von den Maschinen ersetzt wird. Doch darum geht es nicht. Vielmehr werden die Menschen unterstützt, wie sich etwa anhand der Forschung im Bereich Exoskelette zeigt. Aufgaben, die körperlich anstrengend sind, aber zu komplex, um sie automatisieren zu können, sollen durch intelligente Maschinen erleichtert werden: Arbeiter ziehen zukünftig einfach ein computergestütztes Außenskelett an und sind damit in der Lage, schwere Lasten spielend einfach bewegen zu können. In Zukunft könnten jedoch Sensoren, die die physiologischen Impulse des Körpers registrieren, die Steuerung weiter verfeinern.

Die Vorteile dieser Mensch-Maschine-Kooperation liegen auf der Hand: Industriearbeiter bleiben länger einsatzfähig, Fehlzeiten durch Krankheit sinken, während gleichzeitig die Produktqualität steigt.

Individuelle Fertigung sichert Wettbewerbsfähigkeit

Insgesamt eröffnet die Kooperation zwischen Mensch und Maschine in der Industrie 4.0 vielfältige Chancen, die Deutschland auf lange Sicht die Wettbewerbsfähigkeit sichern können. Während Asien bei der Massenproduktion ungeschlagen ist, sollte sich die deutsche Industrie auf die Fertigung von Unikaten und Kleinserien konzentrieren. Die neuen Technologien ermöglichen nicht nur eine sehr individuelle Produktentwicklung, sondern durch die umfassende Vernetzung auch eine hochflexible Fertigung, die selbst bei kleineren Stückzahlen rentabel ist. Gerade die Absolventen unserer Universitäten sind solchen Themen gegenüber aufgeschlossen und werden diese weiter vorantreiben – von der Forschung bis zur Industriereife. Dann wird das, was jetzt noch avantgardistisch anmutet, in einigen Jahren allgemeiner Stand der Technik sein.

Prof. Dr. Heiko Seif
Über Prof. Dr. Heiko Seif 21 Artikel
Prof. Dr. Heiko Seif, PhD. studierte Ingenieurwesen am Karlsruher Institut für Technologie und promovierte an den Universitäten Stuttgart und Preßburg mit einer Arbeit über die Internationalisierung osteuropäischer Unternehmen im Übergang von der Plan- zur Marktwirtschaft. Parallel zu seiner 4-jährigen Promotion arbeitete er als Berater bei der Con Moto Consulting Group bevor er zur BMW Group wechselte. Nach seiner Tätigkeit gründete er die Technologieberatung CNX Consulting und anschließend die Innovationsgenossenschaft INGO e.G. Darüber hinaus war er mehrere Jahre an der Ludwig-Maximilians-Universität verantwortlich für das TOP-BWL-Programm der Jahrgangsbesten in Zusammenarbeit mit Professor Picot. Prof. Dr. Heiko Seif ist Senior Manager bei der Managementberatung UNITY AG.