Menschen, Maschinen und Materialien
Das weltweit tätige Planungs- und Beratungsunternehmen Arup zeigt in „Rethinking the Factory“ die aktuellen Trends und Treiber für die Fertigungsindustrie auf, die vor revolutionären Veränderungen steht. Die Fabrik der Zukunft wird ebenso geprägt von neuen digitalen Prozess- und Produktionstechnologien, wie von selbstreinigenden und selbstheilenden Materialien und der intensiveren Kollaboration von Mensch und Maschinen. Im Ergebnis wird so eine schnellere, effizientere und umweltfreundlichere Produktion ermöglicht.
Menschen, Maschinen und Materialien
Die Annahme, dass Roboter die Arbeiter in den Fabriken der Zukunft ersetzen, ist weit verbreitet. Die Arup-Teams „Foresight + Research + Innovation“ und „Science & Industry“ sehen im Zusammenspiel von Menschen und „intelligenten“ Robotern die Basis für eine effizientere Produktion. Mit Hilfe von Kameras und smarten Sensorlösungen können Maschinen sich schon heute ihrer Umgebung anpassen. So müssen aktuelle Roboter nur einen kleinen Teil ihrer Aufgabe gezeigt bekommen, den weiteren Arbeitsablauf können sie sich selbständig erschließen. Statt manueller Arbeit werden die Arbeiter künftig den Betrieb dieser Roboter verantworten und intelligente Produktionsprozesse, wie das Programm- und Systemmanagement und die Datenanalyse kontrollieren. Zudem bieten neue Materialien die Möglichkeit, die Produktionsprozesse zu optimieren und die Produktionsleistung zu erhöhen. Selbstheilende und selbstreinigende Materialien – wie beispielsweise biologisch inspiriertes Plastik, das die Festigkeit, Haltbarkeit und Einsatzflexibilität von natürlichen Insektenhäuten repliziert – können Schäden beheben, ohne dass der Mensch eingreifen muss. Diese Technologien verlängern die Lebensdauer von Industriegütern und senken den Bedarf an Rohstoffen.
Big Data, Technologie und 3D-Druck
Der Einsatz von 3D-Druckern – oder besser: die generative Fertigung – ermöglicht eine mobile und auf eine größere Anzahl an Standorten verteilte Produktion. Künftig wird auch in eher unkonventionellen Räumlichkeiten, wie beispielsweise kleineren Büros in den Stadtzentren, produziert. Damit rückt die Fertigung näher an den Einsatzort, was Transportkosten und Emissionen reduziert.
Mit Informationen, die auf Big Data, modernen Analyseverfahren und dem Internet der Dinge basieren, lassen sich neue Wettbewerbsvorteile generieren. Umfängliche Datenanalysen liefern detaillierte Kundeninformationen, auf deren Basis neue Produktmöglichkeiten kurzfristig ermittelt und entsprechende Produkte zeitnah angeboten werden können. Mit Hilfe der generativen Fertigung und der digitalen Technologien wird die Massenproduktion schneller, einfacher und kostengünstiger.
Anpassungsfähige Räumlichkeiten
Um sich den stetig verändernden Kundenanforderungen bestmöglich anzupassen, bedarf es eines hohen Maßes an Flexibilität. Modulare Fertigungstechniken ermöglichen Fabriken, effizienter – und an mehreren Standorten – zu produzieren. Dadurch wird der Energie-, Wasser- und Materialverbrauch deutlich reduziert und gleichzeitig ein Umfeld geschaffen, das die Anforderungen hoch qualifizierter Arbeitskräfte erfüllt.
In der Fertigungsplanung übernehmen Tools wie das Building Information Modelling (BIM) eine wichtige Rolle. Sie bieten Herstellern die Möglichkeit, Probleme in Bezug auf den Zugang zu Ressourcen, der Auswahl von Produktions- und Distributionsstandorten, Wetterrisiken und Transportbedarf zu berücksichtigen.
Die Fertigungsplanung entwickelt sich zu einem Kundenerlebnis; das Fabrikgebäude fungiert dabei als Ausstellungsraum. Weil künftig mehr Menschen in den Produktionsprozess einbezogen werden und dafür ein besseres Verständnis für die Herstellung – insbesondere auf kundenspezifischer Ebene – erwarten, gewinnt das Konzept der „transparenten Fabrik“ an Bedeutung. Die Fabrikbetreiber müssen ihre bestehenden Produktionsflächen diesen neuen Anforderungen anpassen.
„Die Annäherung der analogen und digitalen Welten zwingt Hersteller, bestehende Prozesse schneller als zuvor an die neuen Anforderungen anzupassen. Die Entwicklung von belastbaren und nachhaltigen Verfahren ist hierfür ein wesentlicher Bestandteil, für dessen Umsetzung hochqualifizierte Arbeitskräfte benötigt werden. Diese zu finden und zu halten, stellt eine weitere Herausforderung dar. Es ist daher wichtig, dass Unternehmen und Entscheidungsträger ein umfassendes Verständnis von der sich verändernden Produktionslandschaft haben.“
— Duncan White, Leader Science and Industry, Arup
“Rethinking the Factory” ist Teil der “Future of…”-Reihe, die Zukunftsszenarien anhand von weltweiten Innovationen aufzeigt. Bisher sind die folgenden Titel erschienen: „Future of Highways“, Future of Rail“, „Cities Alive“ und “It’s Alive“. Gern können Sie sich den Bericht “Rethinking the Factory” auf unserer Website herunterladen (http://publications.arup.com/Publications/R/Rethinking_the_Factory.aspx).
Termin vormerken
Am 29. September 2015 wird Gereon Uerz, Leader Arup Foresight + Research + Innovation Europe, zum Thema „Fabriken der Zukunft“ auf dem Kongress “Exzellente Fabriken planen und bauen” der RWTH Aachen sprechen.
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