Industrie 4.0 ist Erweiterung von Lean Production

Der Vice President SCM von ASM Assembly Systems in München, Jörg Cwojdzinski, realisiert derzeit Projekte im Bereich Collaborative Robotics. Da der Hersteller von Bestücksystemen eine variantenreiche Fertigung mit Losgröße 1 fährt, hat er keine Arbeitsplätze, an denen über eine lange Zeit die gleichen Handgriffe in einer hohen Frequenz erledigt werden müssen.

Cwojdzinski nutzt daher flexible Roboterplattformen wie Sawyer von Rethink Robotics. Diese lassen sich für unterschiedlichste Aufgaben programmieren und im Team mit Mitarbeitern einsetzen. Bei Bedarf muss die Programmierung schnell auf veränderte Prozesse und Anforderungen umgestellt werden können. Deshalb will der Vice President SCM diese Know-how im eigenen Haus aufbauen, um ausreichend schnell umstellen zu können.

Der Supply-Chain-Manager will mit Projekten wie dem kollaborativen Roboter die Ansätze Lean Production und Industrie 4.0 ergänzen. „Aus Diskussionen auf Konferenzen oder in den Medien nehme ich manchmal mit, dass viele Werkleiter Lean Production und Industrie 4.0 als Gegensätze oder Alternativen werten“, sagte Cwojdzinski, der mit ASM Gesamtsieger bei der Fabrik des Jahres 2016 ist, gegenüber ‚Produktion‘. „Ich persönlich sehe das nicht so. Ich bin überzeugt: Beides passt hervorragend zusammen.“

Die Digitalisierung und smarte Automatisierung von Prozessen könnten enorme Potenziale heben – und die meisten Potenziale würden sie dort heben, wo Prozesse bereits schlank und optimiert sind. Zudem würden Mitarbeiter, die in der Lean-Philosophie ausgebildet sind, in Wertströmen, durchgängigen Prozessketten und flexiblen Netzwerken denken. „Genau dieses Denken sehe ich als Voraussetzung für Industrie 4.0“, erläutert Cwojdzinski. „Unser Ziel muss sein: lean und dabei smart und digital.“

Auf welche Weise Lean Production und Industrie 4.0 zusammenpassen, erläutert der Direktor des Fraunhofer Instituts für Produktionstechnologie IPT in Aachen, Professor Günther Schuh: „Lean Production fokussiert sich auf die Vermeidung von Verschwendung und die Ausrichtung der Prozesse auf die Erzielung eines hohen Kundenwerts. Konkret bedeutet dies die Gestaltung schlanker Prozesse, die sich aus wertschöpfenden Aktivitäten zusammensetzen.“

Im Mittelpunkt von Industrie 4.0 stehe die echtzeitfähige und intelligente Vernetzung von Menschen, Maschinen und Software, um komplexe Systeme transparent zu gestalten und dynamisch zu managen. „Industrie 4.0 kann damit als Ergänzung und Erweiterung von Lean Production gesehen werden“, sagte Professor Schuh.

Wie wichtig die verschiedenen Lean-Management-Methoden beim Übergang zu Industrie 4.0 sind, hatte bereits die Beratung Staufen zusammen mit dem PTW der TU Darmstadt in einer Studie mit dem Titel ‚25 Jahre Lean Management‘ analysiert (siehe Grafik).

Demnach sind Prozessoptimierung und Verschwendungsreduzierung, Reduzierung der Durchlauf- und Rüstzeiten eine wertstromorganisierte Organisation sowie Varianten- und Komplexitätsmanagement wichtig oder sehr wichtig auf dem Weg zur Smart Factory. Selbst die Verbrauchssteuerung als Variante mit dem geringsten Zuspruch wird in der Studie, für die 1 300 Führungskräfte befragt wurden, von insgesamt 87 % der Teilnehmer als bedeutend genannt.

Auf welche Weise Lean Production und Industrie 4.0 zusammenpassen, erläutert der Direktor des Fraunhofer Instituts für Produktionstechnologie IPT in Aachen, Professor Günther Schuh: „Lean Production fokussiert auf die Vermeidung von Verschwendung und die Ausrichtung der Prozesse auf die Erzielung eines hohen Kundenwerts. Konkret bedeutet dies die Gestaltung schlanker Prozesse, die sich aus wertschöpfenden Aktivitäten zusammensetzen.“

Im Mittelpunkt von Industrie 4.0 stehe die echtzeitfähige und intelligente Vernetzung von Menschen, Maschinen und Software, um komplexe Systeme transparent zu gestalten und dynamisch zu managen. „Industrie 4.0 kann damit als Ergänzung und Erweiterung von Lean Production gesehen werden“, sagte Professor Schuh.

Wie wichtig die verschiedenen Lean-Management-Methoden beim Übergang zu Industrie 4.0 sind, hatte bereits die Beratung Staufen zusammen mit dem PTW der TU Darmstadt in einer Studie mit dem Titel ‚25 Jahre Lean Management‘ analysiert (siehe Grafik).

Demnach sind Prozessoptimierung und Verschwendungsreduzierung, Reduzierung der Durchlauf- und Rüstzeiten eine wertstromorganisierte Organisation sowie Varianten- und Komplexitätsmanagement wichtig oder sehr wichtig auf dem Weg zur Smart Factory. Selbst die Verbrauchssteuerung als Variante mit dem geringsten Zuspruch wird in der Studie, für die 1 300 Führungskräfte befragt wurden, von insgesamt 87 % der Teilnehmer als bedeutend genannt.

„Die Ansätze Lean Production und Industrie 4.0 helfen Unternehmen dabei, den aktuellen Herausforderungen in der Produktion zu begegnen“, sagte Professor Schuh. Es werde in der Produktion beispielsweise künftig eine hohe Kapazitätsflexibilität benötigt. Lean Production biete hierfür Ansätze wie Mehrmaschinenbedienung und den Einbezug von Lieferanten an.

Industrie 4.0 sei darauf aufbauend in der Lage, die Kapazitätsflexibilität zum Beispiel durch die Organisation von Mitarbeitern über Smart Devices weiter zu steigern. Schuh zufolge lässt sich eine Integration der beiden Ansätze Lean Production und Industrie 4.0 realisieren, indem man im ersten Schritt alle Unternehmensprozesse nach Lean Prinzipien gestaltet. Die mithilfe von Lean Production gestalteten Prozesse sind der Ausgangspunkt für die Implementierung von Industrie 4.0-Ansätzen.

Die verbleibende Prozesskomplexität könne durch die Einführung cyber-physischer Systeme besser gemanagt werden. Die gestiegene Transparenz durch Daten ermögliche ein lernendes Unternehmen und damit kontinuierliche Verbesserung.

Der Schwerpunkt der Industrie 4.0-Projekte von ASM Assembly Systems liegt in der Montage: Die meisten Projekte lassen sich dabei unter den Überschriften Bedienerführung, Automatisierung und Robotik zusammenfassen, da in der Montage der Hauptteil der Wertschöpfung des Unternehmens liegt. Nachhaltige Verbesserungen in diesem Bereich dürften somit den größten Hebel für Verbesserungen bei Qualität, Kosten und Terminen bieten, also auch die Wettbewerbsfähigkeit steigern.

Das Team von Cwojdzinski untersucht Tools und Technologien – beispielsweise smarte Montage-Tools, 3D-Druck und Universal-Roboter – auf ihren Reifegrad und die Einsatzmöglichkeiten in den Werken. „Wo wir durch ihren Einsatz konkrete Verbesserungen erwarten, definieren und starten wir begrenzte Projekte“, kündigte Cwojdzinski an. „So sammeln wir Erfahrungen, lernen und bilden unsere Mitarbeiter aus.“

Was funktioniert, wird auf weitere Inseln, Prozesse und Werke ausgedehnt. Bringe etwas nicht die erwarteten Resultate, hätten sie wenig Geld und Zeit verloren – aber viele Erfahrungen gewonnen, sagte der ASM-Manager.

So sehe zum Beispiel eine 3D-animierte Werkerführung am Monitor spektakulär aus. Viele ITler, Einkäufer und Manager zeigten sich sofort begeistert, wenn sie diese im Verlauf von Investitionsentscheidungen zu Gesicht bekommen.

„Vielleicht würden diese Animationen ihnen auch helfen, wenn sie plötzlich die Automaten montieren sollten“, meinte Cwojdzinski. „Aber wir haben eben andere, gut ausgebildete Mitarbeiter in den Montagezellen.“ Es wurde also keine messbare Verbesserung durch die 3D-animierte Werkerführung festgestellt, die Mitarbeiter in der Fertigung bezeichneten das Projekt als Verschwendung.

Als sinnvoller für die Bedienerführung zeigten sich dagegen Lichtprojektionen auf die Tische in der Kabelmontage.

„Mit unserer letzten Initiative haben wir Lean Production verankert“, berichtete Cwojdzinski. 2016 wurde dann die neue Initiative ‚Smart Supply Chain‘ gestartet.

Jetzt wird verstärkt digitalisiert und flexibel automatisiert. Das klappe laut ASM-Manager, weil sie auf den Erfolgen ihrer Lean-Production-Initiative aufsetzen. Weil die Lean Methoden gut verankert seien, würden sie Zeit für die Einführung der Smart Supply Chain finden.

Cwojdzinski: „Überspitzt formuliert: Ich schicke niemanden auf einen Collaborative-Robotik-Lehrgang, der nicht lean denkt.“