Spannendste Dekade seit NC-Einführung

Ich denke, dass wir derzeit an der Schwelle zu einer Dekade stehen, die die Fertigungstechnik ähnlich revolutionieren wird wie die Einführung der NC-Technik. Wir haben die Kommunikationstechnik, wir haben die Rechenkapazität, softwareseitig hat sich vieles getan und die Sensorik-Durchdringung der Fertigungseinrichtungen wurde ebenfalls kräftig angeschoben. All diese Disziplinen werden in naher Zukunft zusammenfließen und gemeinsam ihre volle Wirkung zeigen. Professor Friedrich Bleicher, Vorstand des

Herr Professor Bleicher, die TU Wien bietet sich ja als Digitalisierungspartner für Unternehmen an…?

Ja und zwar nicht nur wir als Fertigungstechnik-Institut. Über unsere Pilotfabrik und unser Kompetenzzentrum für digitale Produktion (CDP – Center for Digital Production) bieten wir darüber hinaus auch noch den Link zu anderen Instituten der TU, u. a. zu den Kollegen von der Informatik, zur Universität Wien und zur Wirtschaftsuniversität. In diesem interdisziplinären Verbund stehen wir gerne als zentrale Anlaufstelle für Digitalisierungsbelange zur Verfügung.

Praxisnaher Blick in die Zukunft: In der Pilotfabrik der TU Wien wird erforscht und getestet, wie die Industrie von morgen aussehen soll.

Inwieweit wird dieses Angebot schon genutzt?

Es wird vornehmlich in einzelnen Themen genutzt, beispielsweise für Aufgabenstellungen in der Fertigungsautomatisierung, Machine-to-Machine-Communication, Sensor-Integration und damit verbunden die Datenanalyse oder die Mensch-Roboter-Kollaboration. Was derzeit noch nicht so häufig wahrgenommen wird, ist die Möglichkeit, durchgängige Fertigungsprozesse in unserer Pilotfabrik durchzuspielen. Dazu wollen wir nun vermehrt einladen. Dass die Firmen mit einem Werkstück zu uns kommen und anhand ihres mitgebrachten Demonstrationsobjekts live erleben, wie bzw. über welche Schnittstellen die Integration einer Maschine ins Gesamtgefüge einer automatisierten Produktion inklusive ERP-Anbindung funktioniert.

Gerade dem Thema Automatisieren der Fertigungsprozesse sollten sich KMU vermehrt widmen, um mehr produktive Maschinenstunden zu erzielen.

Wo bzw. wie beginnt man Ihrer Erfahrung nach idealerweise zu digitalisieren?

Das ist natürlich die Gretchenfrage. Am Anfang steht klarerweise die Zielsetzung: Das will ich machen, da will ich hin. Diese Grundsatzentscheidung muss jedes Unternehmen für sich treffen. Man kann da moderieren, unterstützen und Innovationsideen einbringen, aber die eigentliche Vision muss vom Unternehmen selbst entwickelt werden.

Der nächste Schritt ist es, herauszuarbeiten, wo sich Umstrukturierungsmaßnahmen am meisten lohnen. Dazu gibt es aus meiner Sicht ein ganz gutes Schema, bei dem man auf einer Achse die Durchlaufzeiten eines Produkts notiert und auf einer anderen die Herstellungskosten, die damit verbunden sind. Wenn man mit diesem Gedanken die eigenen Prozesse scannt und analysiert, zeichnen sich sehr schnell diese – ich will jetzt nicht sagen Low-Hanging Fruits – aber jene Punkte ab, wo eine Technologieveränderung den größten wirtschaftlichen Benefit bringt. Hier muss man sicherlich den Hebel als erstes ansetzen. Denn am Ende des Tages zählt lediglich eines: Wird Geld verloren oder verdient.

Welche Trends orten Sie derzeit in der fertigenden Industrie?

Es geht nach wie vor darum, den Fertigungsprozess dahingehend zu ertüchtigen, dass am Ende eine höhere Produktivität oder mehr Wirtschaftlichkeit als Ergebnis winken. In diesem Zusammenhang spielen auch neue Werkstoffe und innovative Bearbeitungsmethoden eine bedeutende Rolle. In Kooperation mit einem Partner aus der Industrie gelang es uns zum Beispiel, die Produktivität beim Einlippentiefbohren zu verzehnfachen, indem wir schwingungsunterstützt bearbeiteten. Dafür wurde an der TU Wien ein Schwingtisch entwickelt, der das Werkstück in Schwingung versetzt und so eine mehrachsige Hybridbearbeitung bei niedrigen Schwingfrequenzen ermöglicht. Die Schwingungsanregung selbst lässt sich durch einzeln ansteuerbare Piezoaktoren in Frequenz, Amplitude und Phase an die jeweilige Bearbeitung anpassen.

Weitere Trends sind eine zunehmende informationstechnologische und prozessseitige Vernetzung, eine Schwerpunktverlagerung in Richtung flexibler Zellen bei der Automatisierung und eine vermehrte Integration von Sensorik in Maschinen und Anlagen. In den nächsten Jahren wird auch die Vernetzung von produzierenden Betrieben untereinander steigen, um die Schnittstellenverluste von einer Produktionseinheit zur nächsten abzubauen.

Was bringt mehr Sensorik in den Maschinen?

Vor allem eine Absicherung der Prozesse. Bei der Ermittlung der Standzeiten von Werkzeugen beispielsweise vertraute man bisher zumeist auf Erfahrungswerte. Jetzt gibt es immer mehr Bestrebungen dahingehend, durch den Einsatz geeigneter Sensoren den tatsächlichen Werkzeugverschleiß zu erfassen. Die Zielsetzung ist eine Effizienzsteigerung durch die Kombination von Sensorik und einer entsprechenden Auswertelogik. Außerdem sind „fühlende“ Maschinen die Basis für autonome Bearbeitungsprozesse.

Im Grunde genommen macht die Technik nichts anderes als ein Maschinenbediener. Dieser überwacht ja auch mit seiner eigenen Sensorik, ob etwas zu laut ist, zu viel vibriert oder was auch immer die wahrnehmbare Randbedingung für einen unerwünschten Effekt ist. Wobei technologische Lösungen den großen Vorteil haben, dass sie innerhalb weniger Millisekunden reagieren und auch mehrere Messsignale an unterschiedlichen Fertigungsstationen gleichzeitig im Auge behalten können.

Wieviel Produktivitätssteigerung ist unter Verwendung moderner Technologien Ihrer Einschätzung nach noch drin?

Ich denke, dass wir derzeit an der Schwelle zu einer Dekade stehen, die die Fertigungstechnik ähnlich revolutionieren wird wie die Einführung der NC-Technik. Wir haben die Kommunikationstechnik, wir haben die Rechenkapazität, softwareseitig hat sich vieles getan und die Sensorik-Durchdringung der Fertigungseinrichtungen wurde ebenfalls kräftig angeschoben. All diese Disziplinen werden in naher Zukunft zusammenfließen und gemeinsam ihre volle Wirkung zeigen. Und wenn das greift, ist meines Erachtens in der Gesamteffizienzbetrachtung durchaus noch einmal eine Steigerungsrate von 25 bis 30 % vorstellbar.

In der Regel dauert es rund vier Dekaden bis eine Erfindung flächendeckend zur Anwendung kommt. Die Idee einer rechnergestützten Produktion, eines Computer Integrated Manufacturing (CIM), wurde bereits Anfang der 70er Jahre geboren. So gesehen wäre es schön langsam Zeit, dass wir diesbezüglich in die Gänge kommen. Denn in den Grundzügen sind die Visionen von Industrie 4.0 nichts anderes – uns stehen mittlerweile nur noch mehr technologische Möglichkeiten zur Verfügung.

Welche Entwicklungen sollte man in nächster Zeit besonders genau im Auge behalten?

Die vielfältigen Automatisierungsmöglichkeiten unterschiedlichster Bereiche und Prozesse. Es werden sich auch KMU vermehrt damit auseinandersetzen müssen, wie sie ihre Maschinen so aufrüsten, dass sie vom direkten Maschinenbediener-Takt entkoppelt sind. Damit die Maschine, wenn der Mitarbeiter am Abend oder am Wochenende nach Hause geht, eine weitere Nutzung erfährt. Außerdem wird es zunehmend wichtiger werden, durchgängige Daten- und Informationsflüsse herzustellen und Systembrüche zu vermeiden.

Herr Professor Bleicher, vielen Dank für Ihren Blick in die Kristallkugel!