Automatisierung in der Industrie: Zwischen Effizienzsteigerung und Arbeitsplatzveränderung

Automatisierung. Dieses Wort ist mittlerweile allgegenwärtig. Doch wer nun glaubt, dabei handelt es sich um ein neuzeitliches Phänomen, der irrt. Denn die Menschen strebten schon immer danach, Prozesse zu automatisieren oder effizienter zu gestalten. Und das Know-how hierfür eigneten sie sich im Laufe der Jahre beim Studieren der Naturwissenschaften an. So öffneten sich zum Beispiel im antiken Alexandria gewisse Tempeltüren bereits automatisch – und zwar mit Wasserdampf. Ebenso kann der sogenannte „Äolsball“ als Vorreiter der modernen Dampfmaschine angesehen werden, denn dieser nutzte ebenso Wasserdampf sowie das Rückstoßprinzip und erzeugte damit Energie. Erfindungen wie diese und viele weitere waren äußerst wichtig, damit sich unsere Gesellschaft – und damit auch Wirtschaft und Industrie – so prächtig entwickeln konnten. Heute, viele Jahrhunderte später, haben wir die Mechanisierung und Elektrifizierung von Prozessen bereits hinter uns gelassen und konzentrieren uns immer mehr auf die Digitalisierung. Damit einher geht der oft verwendete Begriff „Industrie 4.0“ oder „Smart Factory“. „Industrie 4.0“ bezeichnet demnach die intelligente Vernetzung von Maschinen und Abläufen in der Industrie mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologie.


Bildquelle: (C) Gerd Altmann / Pixabay

Die Ziele der Automatisierung

Ganz allgemein könnte man sagen: Künstliche Systeme übernehmen bei der Automatisierung immer mehr Aufgaben innerhalb der Prozesssteuerung bzw. -regelung. Hierbei spielen nicht nur weiterhin elektronische Komponenten eine essenzielle Rolle, sondern vor allem auch Software. Und dabei ist es völlig egal, ob nur einzelne Vorgänge innerhalb eines Unternehmens automatisiert werden oder umfangreiche Abläufe. Die Automatisierung ist darüber hinaus eng mit der Robotik verknüpft, denn gerade Roboter übernehmen immer mehr Aufgaben. Dadurch sollen folgende Ziele erreicht werden:

  • Produktivität erhöhen
  • Fertigung flexibilisieren
  • Produktionszeiten verkürzen
  • Kosten minimieren
  • Qualität verbessern

Zudem sollen automatisierte Lösungen den Menschen die Arbeit generell - und damit auch das Leben per se - erleichtern.

Der Druck steigt

Doch eines ist neu: Die Entwicklung von Roboteranlagen und Maschinen, die fast vollständig ohne menschliche Hilfe auskommen, geht mittlerweile rasanter denn je vonstatten, und der Druck, kontinuierliche Anpassungen bei den Anlagen vorzunehmen, um eine optimale Bedienbarkeit und Funktionalität der Maschinen zu gewährleisten, war nie größer. Denn der internationale Wettbewerb steigt und je effizienter Unternehmen produzieren, desto günstiger können sie ihre Produkte auf den Markt bringen. Nicht nur beim Inneren der Maschine ist permanente Innovation gefragt, sondern auch beim Gehäuse. Dieses muss heutzutage ebenso funktional, individuell und wirtschaftlich sein und wird bestenfalls parallel zur Maschine entwickelt. Auch diese Hersteller müssen sich an die Automatisierungsentwicklungen anpassen, sich permanent neues Know-how aneignen und internes Wissensmanagement betreiben, um die Arbeit für das gesamte Team zu erleichtern und schneller reagieren zu können.

Das Thema Automatisierung zieht sich mittlerweile quer durch alle Branchen, wenngleich gewisse Sparten ein besonders großes Interesse daran haben, dass sich dieser Bereich auch künftig so schnell weiterentwickelt. Dazu zählen etwa der Maschinen- und Anlagenbau, die Medizintechnik, die Chemie- und Pharmaindustrie, die Fahrzeugindustrie oder die Lebensmittelindustrie. Egal, ob eine 5G-basierte Krananwendung, ein intelligentes Parkplatzzuweisungssystem im Porsche Design Tower in Miami Beach oder ein Systembaukasten fürs Cobot-Schweißen - weltweit wird daher getüftelt und gelauncht, um am Ball zu bleiben.

Die Vorteile der Automatisierung

Neben den bereits genannten Vorteilen, die sich mit den Zielen der Automatisierung decken, bringt diese Entwicklung noch viele weitere Pluspunkte mit sich, zum Beispiel:

  • Roboter können ohne Pause arbeiten und bringen immer dieselbe Leistung. Dadurch können die Produktivität und Qualität erhöht werden.
  • Durch automatisierte Prozesse kann Zeit gespart werden, die wiederum für andere Zwecke verwendet werden kann.
  • Roboter können Mitarbeitern besonders monotone oder schwere Aufgaben abnehmen, damit sich diese somit anderen Tätigkeiten widmen können.

Die Nachteile der Automatisierung

Trotzdem gibt es auch ein paar Nachteile und Herausforderungen, die sich dabei ergeben, zum Beispiel:

  • Speziell Roboter sind nach wie vor teuer in der Anschaffung und auch die Programmierung bzw. Wartung moderner Lösungen muss einkalkuliert werden. Hierfür ist meist spezielles Fachpersonal nötig, das immer am neuesten Stand ist.
  • Systeme, die sich künstlicher Intelligenz bedienen sowie Roboter werden immer intelligenter. Das ruft auch Gegner auf den Plan, die kritisieren, dass diese Innovationen den Menschen irgendwann in Sachen Intellekt überholen könnten bzw. sogar beeinflussen könnten.
  • Speziell Mitarbeiter haben oft Angst, ihren Arbeitsplatz durch Automatisierung zu verlieren. Deshalb ist es wichtig, die Belegschaft bereits im Vorfeld über Geplantes zu informieren und im Unternehmen für die notwendige Akzeptanz zu sorgen.

Trends in der Automatisierung

Wie bereits erwähnt: Kaum ein Feld entwickelt sich momentan so rasant wie jenes der Automatisierung. Damit einher gehen auch verschiedene Trends, wie zum Beispiel:

  • Datengetriebene Lösungen: Daten gelten als das "Gold unserer Zeit" - und daher spielen sie auch in der Industrie mittlerweile eine große Rolle. Wer auf datengetriebene Lösungen setzt, zum Beispiel in Kombination mit Sensoren, steigert nicht nur den Automatisierungsgrad, sondern kann auch Stillstandzeiten reduzieren, Ressourcen besser einsetzen und somit die Produktqualität verbessern.
  • Offene Systeme und Plattformen: Die meisten Unternehmen greifen auf das Standard-Ethernet zurück, was somit zu Recht als erfolgreiche Innovation angesehen werden kann. Daneben wird allerdings das Echtzeit-Ethernet immer wichtiger. Und hierbei kommt "Time Sensitive Networking" ins Spiel. Dieses erweitert das Ethernet um Funktionen und Mechanismen zur Echtzeitübertragung von Daten. Geringere Latenzzeiten, hohe Verfügbarkeiten und zuverlässige Kommunikationsverbindungen sind nur ein paar der Vorteile hiervon. Doch während es in der IT bereits Standard ist, auf offene Systeme und Plattformen zu setzen, hinkt die produzierende Industrie hierbei nach. Ein bisschen etwas tut sich diesbezüglich aber trotzdem: So haben sich etwa im letzten Jahr mehrere Organisationen und Unternehmen unter dem Namen TIACC (TSN Industrial Automation Conformance Collaboration) zusammengeschlossen, um einen TSN-Standard voranzutreiben. Konkret sollen so Endnutzer 60802-konforme Geräte verschiedener Hersteller, die unterschiedliche Automatisierungsprotokolle unterstützen, zuverlässig auf TSN-Ebene in gemeinsam genutzten Netzwerken verwenden können.
  • Modulare Baukastensysteme: Flexibilität ist eines der zentralen Themen für die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen. Und das heißt auch: Schon heute müssen Produzenten flexibel auf veränderte Anforderungen reagieren können. Deshalb setzen immer mehr Unternehmen bei ihren Anlagen und Maschinen auf zukunftsweisende Modulsysteme. So können Module bei Bedarf einfach ausgetauscht werden. Und steigen plötzlich die Anforderungen, wird die Anlage rasch ergänzt. Das spart Zeit und Kosten.
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