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Digitale Transformation. Wo sind die Grenzen menschenloser Fertigung?


Eine weitere tolle Arbeit aus meinem Masterkurs "Digitale Transformation" an der Hochschule Aalen von Marcel Dröden zum Thema:


Wo sind die Grenzen menschenloser Fertigung?


Viel Spaß beim Lesen.



Wo sind die Grenzen menschenloser Fertigung

Die Digitalisierung ist längst in allen Bereichen unseres Lebens angekommen. Sie begegnet uns beispielsweise beim bargeldlosen Bezahlen an der Kasse, beim Onlineshopping oder auch auf Social Media. In der Literatur umfasst der Begriff der Digitalisierung mehrere Bedeutungen. Zum einen wird darunter eine digitale Umwandlung, Darstellung und Durchführung von Informationen verstanden und zum anderen umfasst sie die digitale Modifikation von Instrumenten, Geräten und Fahrzeugen. In der Industrie im Bereich der Fertigung ist im Sinne der Digitalisierung überwiegend die Automatisierung von Bedeutung. Dabei sollen künstliche Systeme (überwiegend Maschinen) auf Grundlage eines Programmes selbstständig Steuerungs- und Regelungsaufgaben des Produktionsprozesses übernehmen und somit eine Produktivitätssteigerung, eine erhöhte Flexibilität der Fertigung und eine verbesserte Wirtschaftlichkeit hervorbringen. Abhängig vom Umfang der Aufgaben wird in unterschiedliche Automatisierungsgrade, wie eine Voll- oder Teilautomation differenziert.

Seit Beginn des 21. Jahrhunderts wird in diesem Zusammenhang vermehrt von einer Autonomisierung gesprochen. Über eine eindeutige Abgrenzung zwischen den beiden Begrifflichkeiten „automatisch“ und „autonom“ ist sich die Literatur nicht einig. In einem Artikel über die Abgrenzung von Automatisierungsgrade erläutert das Fraunhofer-Institut, dass die Bedeutung der Begriffe neuerdings häufig synonym verwendet werden und sie abhängig vom jeweiligen Systemverständnis sind. Eine Möglichkeit zur Differenzierung bietet die Bedeutung des Wortes autonom, welches auch als eigenverantwortlich oder verlässlich gedeutet wird. Die Abgabe von sowohl Steuerungs- und Regelungsaufgaben als auch die zugehörige Verantwortung, stellt nicht nur die technische Umsetzbarkeit vor Herausforderungen, sondern auch ethische Fragestellungen.


In Bezug auf die Thematik der Autonomisierung stellt sich daher die Frage, inwiefern eine menschenlose Fertigung möglich ist. Zur Beantwortung werden im Rahmen dieser Ausarbeitung drei Punkte genauer betrachtet. Diese sind die technische Machbarkeit, die Herausforderungen für Recht und Ethik und die gesellschaftliche Akzeptanz.


Machbarkeit

In den letzten Jahrzehnten wurden im Bereich der Technik und IT viele Fortschritte erzielt, die aus einer Zukunftsvision von selbstständig arbeitenden Maschinen, erstmals ein greifbares Ziel machten. Einer der bedeutendsten Meilensteine ist wahrscheinlich die Erfindung des Internets vor über 50 Jahren, welche eine weitläufige Vernetzung und Kommunikation ermöglichte. Obwohl diese Technologie schon seit einigen Jahren weit verbreitet ist, vergrößert sich das Potential stetig. Weiterentwicklungen wie das Internet of Things (IoT) erlauben Gegenständen den Weg ins Netz. Mithilfe verschiedener Technologien, wie Robotik, Cloud-Services, Mobilfunk oder auch IoT Hardware, wie Sensoren, Aktoren und Gateways, können Maschinen Daten selbstständig erfassen und weiterleiten. Durch den zusätzlichen Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) werden diese direkt ausgewertet und ermöglichen eine selbstständige Anpassung der Geräte an die vorherrschenden Begebenheiten. Aufgrund der zu Beginn erläuterten Eigenständigkeit von Steuerungs- und Regelungsaufgaben schließen sich zunehmend Schnittstellen zwischen technischen Instanzen, die zuvor vom Menschen reguliert wurden. Umso besser die KI in Zukunft sein wird, desto mehr und komplexere Schnittstellen können geschlossen werden, was die Industrie einer menschenlosen Fertigung näherbringt.


Beim Blick auf den aktuellen Gartner Hype Cycle von 2021 für Emerging Technologies zeigt sich, dass viele anstehende Innovationen sowohl in die Bereiche der Kommunikation und Vernetzung als auch die Speicherung und Bereitstellung von Daten gehen. Für die Steuerungs- und Regelungsaufgaben zwischen den Maschinen einer menschenlosen Fertigung sind Neuerungen, wie verschiedene Clouds oder andere Netzwerke der Schlüssel, um alle Akteure permanent in Echtzeit mit den erforderlichen Daten zu versorgen. Wie die bereits vorhandenen Technologien und anstehenden Innovationen verdeutlichen, ist die technische Machbarkeit aller Wahrscheinlichkeit nach kein limitierender Faktor für eine menschenlose Fertigung. Bereits heute gibt es Unternehmen, die bestimmte Bereiche ihrer Produktion fast vollständig automatisiert haben. Hierfür wurde bereits im Rahmen der Digitalen Transformation der Begriff des Light-Out-Manufacturing eingeführt. Dabei handelt es sich um einen Anglizismus zur Beschreibung einer industriellen Fertigung ohne das unmittelbare Eingreifen des Menschen innerhalb der Produktion. Der Begriff entspringt dem Gedanken einer vollständigen Fertigung mithilfe von Maschinen, die im Gegensatz zum Menschen keine Beleuchtung benötigen. Da Roboter zum Teil auch optische Sensoren verwenden, ist das Light-Out-Manufacturing metaphorisch zu verstehen. Eine der bekanntesten Light-Out-Manufacturing Produktionsstätten hat das Unternehmen FANUC aus Japan. Dort werden bereits heute in einem Komplex aus 22 verschiedenen Fabriken durchgehend Roboter von anderen Robotern hergestellt. Durch die Kombination von automatisierten Produktionsprozessen und einem automatischen Transportsystem wird die gesamte Produktion von der Fertigung von Einzelteilen über die Endmontage bis hin zur Prüfung ohne menschliches Zutun abgebildet.

Ein weiteres Beispiel in Richtung menschenloser Fertigung stellt die Produktion des elektrischen Porsche Taycan dar. Im Werk in Zuffenhausen arbeitet derzeit noch ein Team aus Menschen und Robotern, welches von verschiedenen Regelsystemen unterstützt wird. Anstatt Fließbänder kommen einzelne Arbeitsstationen zum Einsatz. Mithilfe eines autonomen fahrerlosen Transportsystems (FTS) werden die einzelnen Teile von Station zu Station gebracht. Das FTS ermittelt automatisch die Geschwindigkeit für eine effiziente Taktung und reguliert eigenverantwortlich den Transport.


Lesen Sie hier weiter zu den Themen "Recht und Ethik", "Gesellschaft" als auch zum "Ausblick:


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Stay curious.

Yours

Alexander Grohmann




*Thank you, Marcel, for your kind permission to share!

 

DR. ALEXANDER GROHMANN

Professor an der Hochschule in Aalen​. Digitalisierung, Transformation, Digitaler Vertrieb, Digital Business, Technologies Alexander übersetzt Digitalisierung von der Wissenschaft in die Business-Praxis.

www.alexandergrohmann.com

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