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Ausgabe 02/2017, 13.03.2017

«Automation sieht goldenen Zeiten entgegen»

Montage und besonders Handhabung implizieren noch den manuellen Prozesseingriff. Dieses Bild kontrastiert herb mit Eindrücken auf Fachmessen: Im Zeichen von Produktivitätsoptimierung und Industrie 4.0 wird der letzte «Handgriff» automatisiert. Wie sieht dies in der Schweizer KMU-Landschaft aus? Welche Trends gibt es? Im Exklusiv-Interview der «Technischen Rundschau» wagt Roland Anderegg, Leiter des Instituts für Automation an der Hochschule für Technik der FHNW, eine Prognose.

Autor: Markus Schmid

Herr Anderegg, welche Trends identifizieren Sie aus Sicht der Fachhochschule im Bereich Montage und Handhabung?

Wir stellen fest, dass der Trend klar in Richtung Individualisierung geht, auch in Montage und Produktion, also bei Allem, was unter Industrie 4.0 läuft. Dabei geht es um immer kleinere Losgrössen. Unser Ziel ist es, das Einrichten und insbesondere das Programmieren von Robotern und anderen Systemen intelligenter zu machen, damit man es nicht mehr «von Hand» erledigen muss. Denn dies ist häufig die grosse Hürde für unsere Kunden oder Partnerunternehmen, wenn es um den Einsatz solcher Systeme geht.

Läuft dies auf eine zunehmende Digitalisierung des Einrichtprozesses hinaus?

Genau. Sie verfügen über zunehmend mehr Daten aus ihren Prozessen. Diese Daten will man dazu verwenden, die Programmierung automatisiert ablaufen zu lassen. Der Unternehmer kennt die Daten des herzustellenden Teils und kann erfassen, wie und wo es sich im Prozess befindet. Damit hat er die Angaben, die es braucht, um das Bauteil beispielsweise zu greifen oder was immer der nächste Schritt oder die nächste Aufgabe im Prozess ist.

Erkennen Sie weitere Trends?

Generell stellen wir einen deutlich zunehmenden Einsatz von Robotern fest. Dies geschieht im Bestreben, die Produktionskosten zu senken.

Sobald Roboter in der Diskussion erwähnt werden, kommt postwendend die Diskussion um den Verlust von Arbeitsplätzen auf. Wie stehen Sie dazu?

Ich kann nur jene bestätigen, die der Meinung sind, dass Roboter die Konkurrenzfähigkeit steigern und so Arbeitsplätze schaffen. Dies wird auch zu sich ändernden Anforderungen an die berufliche Qualifikation führen. Das bedeutet für uns, dass wir mehr Weiterbildungsmöglichkeiten anbieten. Eine konsequentere Automatisierung verschiebt die Prozesse hin zu Arbeiten, die eine höhere Wertschöpfung generieren.

KMU erhalten mit Systemingenieuren die Chance, Industrie 4.0 eigenständig zu gestalten.

Und je intelligenter Maschinen und Programme sind, desto weniger Kompetenzen muss dann der Bediener mitbringen?

Ich würde das genau umgekehrt formulieren: Sie brauchen dann bessere Qualifikationen. Basis der Prozessautomation sind jene Spezialisten, welche die Prozessschritte von Hand beherrschen. Als Beispiel: Wir realisieren Automatisationen, bei denen es einerseits um das Greifen oder Handhaben von Stücken und andererseits um deren Bearbeitung geht. Dort braucht man konkretes Wissen über den Prozess. Also arbeiten wir mit den jeweiligen Spezialisten in den Betrieben zusammen. Für diese fallen nach erfolgter Automatisierung repetitive Tätigkeiten weg, dafür kommen neue hinzu. Das Tätigkeitsfeld wird für den Einzelnen spannender.

Was sagen Sie zum Stichwort kollaborierende Roboter?

Die liegen im Trend. Es ist mir klar, welche Interessen die Industrie daran hat: Man will die Programmierung vereinfachen. In der Handhabung ist das eine gute Neuentwicklung. Schon früher hat man einen Greifer am Roboterarm greifen und bewegen können. Heute kann man dasselbe mit Unterstützung interaktiver Verfahren erreichen, das Programmieren wird stark vereinfacht. Diese Roboter sind stark im Kommen. Der Vorteil liegt in den massiv reduzierten Programmierzeiten.

Noch einmal zu den Trends: Was tut sich im Bereich Visualisierung und Erkennungssysteme?

Diese Systeme werden immer wichtiger, einerseits in der Robotik, andererseits von den bildgebenden Verarbeitungssystemen her. Setzt man Kameras ein, muss man sicherstellen, dass die Randbedingungen so sind, dass die Geräte funktionieren können. In einigen unserer Projekte entwickeln wir entsprechende, interdisziplinäre Anwendungen.

Gibt es für Sie Themen, die sich momentan noch nicht als deutliche Trends abzeichnen, die sich aber in Zukunft als solche herauskristallisieren könnten?

Eine dynamische und offene Entwicklung, die mit Industrie 4.0 beziehungsweise 2025 auf uns zukommt, ist die Verschiebung der Geschäftsmodelle. Industrie 4.0 ist eine teilweise noch diffuse Wolke. Wenn man zusammen mit Partnerunternehmen diese konkretisiert, ergeben sich komplett neue Anwendungsmöglichkeiten. Daraus können sich grosse Verschiebungen in den Geschäftsmodellen unserer Kunden ergeben. Wir gehen mit unseren Systemvorschlägen auf die Bedürfnisse des Kunden zu, damit man sie auch nutzen kann. Gerade umfangreiche Systeme sind für eine bestimmte Aufgabe oft zu mächtig, zu leistungsfähig und deshalb teuer. Ein Beispiel: Wenn eine Maschine Zifferblätter in ein Uhrengehäuse einsetzen muss, dann soll deren Steuerung genau für diese Aufgabe optimiert sein, sonst wird die Lösung zu kostspielig. Wir setzen uns mit unseren Kunden zusammen und arbeiten heraus, wie der Bedarf aussieht.

Das heisst, dass Sie ein Konzept wie Industrie 4.0 in der Sprache des Kunden und Unternehmers auf seine konkrete Situation herunterbrechen müssen?

Das müssen wir in jedem Fall können. Aus Sicht der Schule ist gerade das spannend. Industrie 4.0 ist letztlich das, was man konkret daraus macht, gerade auf der Ebene der Kunden. Themen, die immer wichtiger werden für viele Unternehmen sind zum Beispiel die lückenlose Überwachung und Nachvollziehbarkeit von Fertigungsprozessen. Es erschliessen sich damit neue Geschäftsfelder. Eine Firma mit einer Manufaktur muss nicht unbedingt durchautomatisiert werden. Eine Teilautomation reicht eventuell auch schon. Dafür braucht es gute Beschreibungen der Prozesse, die man automatisieren will. Und dazu wiederum benötigen wir die Zusammenarbeit mit den Personen, die diese Prozesse kennen. Sie sind es auch, die den einmal automatisierten Prozess weiter entwickeln und verbessern. Es sind die Menschen, die Innovation betreiben, also all diejenigen, die in der Lage sind, aufgrund ihres praktischen Wissens zusammen mit dem System wieder eine Idee zu generieren, wie man den Prozess weiter verbessern kann, unter Nutzung der neuen Möglichkeiten. Also: Der Mensch wird wichtiger.

Kann jemand, der keine handwerkliche Lehre absolviert und keine Würfel mehr gefeilt hat, in einem automatisierten Prozess die wichtigen Aspekte einbringen, die von der Materialseite her bedingt sind?

Ich glaube, die Zukunft liegt darin, dass derjenige im Büro, mit demjenigen, der handwerklich gut ist, optimal zusammenarbeitet.

Wo lerne ich denn noch Würfel feilen?

Zum Beispiel als Mechaniker in der Lehre. Gerade unsere Fachhochschulstudenten haben das Potenzial, weil sie zuerst noch eine «Stifti» absolviert haben, bevor sie zu uns kommen. Sie kennen beide Seiten: Theorie und Praxis. Das schliesst auch die Dozenten hier an der FHNW ein: Jeder bringt Praxiserfahrung mit. Jeder muss schon einmal erlebt haben, wie eigene Entwicklungen im Feld draussen funktionieren – oder eben auch nicht. Noch einmal: Ich bin der Meinung, dass die Welt der Roboterzelle und die Welt von Engineering und Planung jetzt und in Zukunft stetig näher zusammenrücken. Sie werden wesentlich stärker aufeinander angewiesen sein.

Stellen Sie das real bereits fest?

Sicher. In unseren Forschungsprojekten haben wir immer Leute des Industriepartners mit dabei, die den Prozess beherrschen, nur so findet man optimale Lösungen. Zudem läuft kein neues System von Beginn weg sauber. Die Inbetriebnahme muss zusammen mit dem Anwender erfolgen!

Wo sehen Sie die grössten Herausforderungen auf die Schweizer KMU zukommen?

Es ist nach wie vor so, dass die Währungssituation schwierig ist. Dies fordert Kostenoptimierungen. Wir stellen auch fest, dass viele Firmen Lösungen suchen, um ihre Geschäftsmodelle anzupassen, gerade mit den besprochenen Technologien. Der Einsatz solcher Technologien kann die Welt komplexer machen, die erforderlichen Kenntnisse werden vielschichtiger. Deshalb bilden wir unter anderem Systemingenieure aus. Diese sind im Moment gesucht, weil die Entwicklung in der Industrie in Richtung System geht. Gerade die KMU erhalten mit Systemingenieuren die Chance, Industrie 4.0 eigenständig zu gestalten.

Wie stehen Sie zu Augmented Reality, also Datenbrille? Ist das in der Schweiz ein Thema?

Gerade bei Montageprozessen oder in der Wartung hilft AR. Oder in Prozessen, in denen die Losgrössen stetig abnehmen, und deshalb der Mitarbeiter in der Montage zunehmend verschiedene Prozesse an unterschiedlichen Bauteilen beherrschen muss. Über AR kann man ihm Vorgaben übermitteln und Überwachungsfunktionen und Checklisten einarbeiten. Es ermöglicht auch, die Mitarbeiter viel breiter einzusetzen. Vereinfacht gesagt: Man braucht nicht mehr den Spezialisten für jedes Teil, die Mitarbeiter sind breiter einsetzbar.

Ist diese Entwicklung in Ihren Augen jetzt schon ein Trend, oder ist sie erst am anlaufen?

Wenn man von der Automationsseite her kommt, hat man die Tendenz zu sagen: Lass uns das automatisieren. Wenn man jedoch mit AR an die Lösung herangeht, wertet man den Einsatz der Mitarbeiter auf und eröffnet neue Einsatzmöglichkeiten. Insbesondere in der Kombination von Automation mit AR liegt ein grosses Entwicklungspotential.

Wo sehen Sie weitere Trends?

Machine-Learning ist sicher ein weiterer, aktueller Trend. Wenn eine Maschine digitalisiert ist, kann sie auch selbständig dazulernen. Basis einer Industrie-4.0-Lösung sind die verfügbaren digitalen Daten. Aufgrund der vorliegenden Daten kann abgeschätzt werden, wie eine automatisierte Lösung aussehen kann, beziehungsweise welche zusätzlichen Informationen erfasst werden müssen. Oft sind es die technischen Möglichkeiten neu beschaffter Maschinen, welche den Kristallisationspunkt für eine Industrie-4.0-Lösung bieten.


Institut für Automation der FHNW
5210 Windisch, Tel. 056 202 75 28
info.ia.technik@fhnw.ch



Roland Anderegg leitet das Institut für Automation der Fachhochschule Nordwestschweiz in Windisch.


Roland Anderegg erklärt dem TR-Redaktor einen von Studenten gebauten Demonstrator, der in der FHNW steht. (Bild: FHNW)