Constantin May

Unser Kolumnist Prof. Constantin May hat sich den Erhalt der industriellen Wertschöpfung im deutschsprachigen Raum zur Lebensaufgabe gemacht. In seiner aktuellen Kolumne erklärt er, wie kostengünstige und flexible Automatisierungslösungen mit Hilfe von Karakuri gelingen und wie dadurch immer kleinere Losgrößen und kürzere Produktlebenszyklen ermöglicht werden. (Bild: CETPM)

Was ist Karakuri?

Karakuri ist eine Bezeichnung für die einfache, aber intelligente Automatisierung von Vorrichtungen und Gerätschaften auf der Grundlage physikalischer Prinzipien. Mit Karakuri-Lösungen können Produktionsabläufe und Arbeitsplätze kostengünstig flexibel gestaltet und gleichzeitig die Produktivität gesteigert werden. Karakuri ist seit Jahrzehnten ein integraler Bestandteil der TPM- und Lean-Philosophie in Japan, allerdings in Deutschland noch weitgehend unbekannt.

Wie funktioniert Karakuri?

Karakuri-Vorrichtungen bedienen sich mechanischer Elemente: Hebel, Zahnräder, Wellen, Kurbeln, Nocken, Gelenke. Genutzt werden Schwerkraft, Wasserkraft, Spannkraft, Radialkraft, Zugkraft sowie mechanische Prinzipien. Karakuri-Lösungen sind meist sehr kostengünstig und sie verbrauchen keine externe Energie.

Entscheidend bei Karakuri ist die Einbindung der Menschen vor Ort, die auf diese Weise ihre Kreativität und Intelligenz zur Entwicklung solcher Lösungen einzubringen können und Freude daran haben. Eine Karakuri-Lösung hat in der Regel daher eine besondere „Raffinesse“ eingebaut - eine Idee, auf die man nicht so einfach gekommen wäre.

Die Karakuri-Leitlinien

Etwas vereinfacht folgen Karakuri-Lösungen fünf einfachen Leitlinien:

  • Nicht die menschliche Hand verwenden. Bewegen Sie Objekte automatisch.
  • Geben Sie kein oder möglichst wenig Geld aus.
  • Nutzen Sie die Kräfte Ihrer Anlage.
  • Nutzen Sie Schwerkraft, Federkraft, Trägheitskräfte, kinetische Energie, Impulse, mechanische Logik für die Einfachautomatisierung.
  • Automatisieren Sie mit der Intelligenz und Kreativität Ihrer Menschen vor Ort. Es soll Spaß machen!
Einblick in die Mechanik einer Karakuri Puppe
(Bild: CETPM/May)

Wo liegt der Ursprung von Karakuri?

Die Anfänge von Karakuri liegen im Japan des 18. Jahrhunderts (Edo-Periode). In dieser Zeit wurden Vorrichtungen und Puppen entwickelt, die mit verschiedensten Mechanismen für Bewegung und Vortrieb sorgten. Das wohl bekannteste Beispiel eines Karakuri sehen sie in dem Bild links.

Es handelt sich dabei um einen Automaten in Form einer Puppe, der Tee serviert. Sobald eine Tasse Tee auf seinen Händen abgestellt wird, rollt er eine bestimmte, vorher durch den Gastgeber eingestellte Strecke geradeaus und bewegt dazu die zwei kleinen Füße als liefe er. Dazu nickt er mit dem Kopf und bietet - den Regeln der japanischen Teezeremonie folgend - dem Gast die Teeschale mit einer Verbeugung an. Sobald dieser die Tasse entgegennimmt, hält der Roboter an. Wenn der Gast die Schale schließlich ausgetrunken und wieder auf dem kleinen Tablett des Roboters abgestellt hat, dreht sich dieser um 180 Grad und bewegt sich zurück zu seinem ursprünglichen Ausgangspunkt. Dort stoppt er nach dem Herunternehmen der Schale durch den Gastgeber und wartet auf den nächsten Einsatz.

Der Mechanismus wird über eine Reihe von Nocken und Hebeln gesteuert und durch die Be- bzw. Entlastung der Hände ausgelöst. Das Gewicht der Tasse betätigt durch die Hebelwirkung der Arme einen Schalter, der wiederum die zuvor mit einem Schlüssel aufgezogene Feder im Inneren freigibt. Diese überträgt die Bewegung dann, wie bei einem mechanischen Uhrwerk, auf die anderen beweglichen Teile.

Karakuri und Monozukuri

Die Karakuri-Tradition der verborgenen, feinwerktechnischen Perfektion ist in engem Zusammenhang mit Monozukuri zu sehen. Monozukuri steht für die Kunst, die Wissenschaft und das Handwerk des „Sachen machens“. Die damit verbundene Einstellung möglichst perfekte Dinge produzieren zu wollen und dazu die Produktion permanent zu verbessern hat nach dem 2. Weltkrieg das japanische Wirtschaftswunder ermöglicht und den Japanern seitdem einen festen Platz als führende Techniknation gesichert. Sie erklärt die traditionelle Liebe der Japaner zu Robotern und Technologie. Wenn wir mal an Kuckucksuhren denken, sind wir von der Karakuri-Philosophie nicht weit entfernt.

Viele deutsche Firmen nutzen Karakuri bereits, insbesondere in der Automobilindustrie. Und immer mehr entdecken das große Potential, was dahintersteckt. Vor diesem Hintergrund veranstaltet das Hochschulinstitut CETPM am 3. Mai in Herrieden einen Karakuri-Praktikertag mit Karakuri-Lösungen zum Anfassen.

In der Zukunftswerkstatt des CETPM wird die Kombination von Karakuri, Cobots und autonomen mobilen Robotern (AMRs) gezeigt. Zudem kann sich jeder einen Eindruck von der Vielfalt an Problemlösungen mit Karakuri in der Lehrfabrik verschaffen. Viele verschiedene Ausstellungsobjekte vermitteln den Besuchern hautnah die Einsatzmöglichkeiten von Karakuri. Es finden auch Fachvorträge statt, unter anderem von der Audi AG, der Conditorei Coppenrath & Wiese KG sowie der item Industrietechnik GmbH.

Weitere Informationen zur Veranstaltung und die Möglichkeit zur Anmeldung finden Sie hier.

Unser Kolumnist Professor Constantin May ist Buchautor, Verleger des Deutschen Management Verlags sowie gefragter Experte im In- und Ausland. Seit 1999 lehrt und forscht er im Bereich Produktionsmanagement und Logistik an der Hochschule Ansbach. Er hat sich den Erhalt der industriellen Wertschöpfung im deutschsprachigen Raum zur Lebensaufgabe gemacht.

 

Den Schlüssel dafür sieht er in der Qualifizierung und dem Kompetenzaufbau bei allen Menschen, die in der Industrie arbeiten und in der Umsetzung betrieblicher Verbesserungssysteme wie Operational Excellence und Lean Management. Dafür hat er im Jahr 2005 das CETPM gegründet, ein  Weiterbildungsinstitut an der Hochschule Ansbach.

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