Produktion Hat das Fließband ausgedient?

Autor / Redakteur: Tina Rumpelt / Thomas Günnel

Die Automobilfabrik der Zukunft – wie wird sie aussehen? Werden Roboterschwärme Autos montieren, geführt von gigantischen Datenspeichern in der Cloud? Nein, so krass wird der Wandel nicht ausfallen – zumindest nicht in den nächsten zehn Jahren. Davon ist man bei Audi überzeugt. Dennoch, es wird sich vieles verändern und die Zukunft hat bereits begonnen.

Firmen zum Thema

Der Mensch bleibt: Auch in der Fabrik der Zukunft wird der Mensch der Erfolgsfaktor sein. Weil er denken, sehen und fühlen kann, besser als jeder Roboter.
Der Mensch bleibt: Auch in der Fabrik der Zukunft wird der Mensch der Erfolgsfaktor sein. Weil er denken, sehen und fühlen kann, besser als jeder Roboter.
(Foto: Audi AG/ Oliver Strisch)

Ingolstadt ist ein Dorf. Ja, Entschuldigung, aber es ist so – zumindest im Vergleich mit Sao Paulo, Mexiko City oder Changchun. Allesamt Megacities, die in Folge der Urbanisierung, definiert als „Ausbreitung städtischer Lebensformen“, immer weiter wachsen. Im Jahr 2050 werden mehr als 70 Prozent der Weltbevölkerung in Städten leben – mit Konsequenzen, die wir uns heute noch gar nicht so recht ausmalen können. Aber auch Ingolstadt, ebenso München, Stuttgart oder Rüsselsheim, spüren bereits die Folgen der zunehmenden Verstädterung. Im Audi-Stammwerk arbeiten mehr als 30.000 Menschen. Sie produzieren entsprechend viel Verkehr auf den Straßen in und rund um die Stadt. Dazu kommen 500 bis 600 Lkws pro Tag, die das Werk beliefern. Wie viel Fabrik verträgt eigentlich eine Stadt?

Herausforderung urbane Produktion

Die Verstädterung nimmt zu. Bis 2025 werden wir weltweit voraussichtlich über 600 Städte mit mehr als einer Million Einwohnern zählen. Heute sind es 442. Felix Schwabe präsentierte diese Zahlen anlässlich der Auftaktveranstaltung von „FutureCityFactory“, einer Initiative von Audi, die Wirtschaft, Wissenschaft und Städte zusammenbringt, um „urbane Herausforderungen gemeinsam zu meistern“. Schwabe, Wirtschaftsingenieur für Produktionsmanagement und Maschinenbau, koordiniert das zentrale Innovationsmanagement im Produktionsbereich von Audi und leitet das Projekt „Zukunftsproduktion 2030“.

Aus Audi-Perspektive geht es um zwei Dinge: Zum einen um die „Herausforderung urbane Produktion“. Wie bewältige ich strukturell und verkehrstechnisch die Fabrik und die Stadt der Zukunft? Im Übrigen eine globale Fragestellung, denn Audi fertigt auch in den chinesischen Millionenstädten Changchun und Foshan. Zum anderen geht es um die Autofabrik der Zukunft, um künftige Strukturen, Prozesse und Technologien in der Automobilfertigung von morgen. Den Anschub, die Autoproduktion der Zukunft als konkretes Projekt aufzusetzen, gab die „Audi Urban Future Initiative“, die Audi vor vier Jahren ins Leben rief. „Die Erkenntnisse und Erfahrungen, die wir aus dieser visionär konzipierten Initiative für zukunftsorientierte Stadtplanung gewinnen, wollen wir nun in den Audi-Geschäftsbereich Produktion integrieren“, so Schwabe, der auch dem „Audi Urban Future Insight“-Team angehört.

„Flexibilität wirtschaftlich realisieren“

Audi will nicht länger nur darüber reden, sondern möglichst schnell Taten folgen lassen. Das Projektteam um Schwabe definierte konkrete Handlungsfelder für die „Zukunftsproduktion 2030“. Es geht um Nachhaltigkeit und Energieeffizienz, um Leichtbau, auch bei Anlagen und Betriebsmitteln, aber auch um die hochkomplexe Herausforderung „Flexibilität wirtschaftlich zu realisieren“, erläutert Schwabe.

„Wir müssen mit Varianten immer schneller auf den Bedarf im Markt reagieren“, skizziert Alois Brandt, Leiter Innovationsmanagement Produktion bei Audi, das Szenario. Immer mehr Serienanläufe müssen in immer kürzeren Zeitabständen in den Werken gestemmt werden. Ein enormer Schulungsaufwand geht damit einher. Dies und die Vielfalt, die durch das breite Individualisierungsangebot entsteht, auch künftig noch wirtschaftlich darzustellen, das, so Brandt, sei „ein großes Zukunftsthema und eine riesige Herausforderung“ (siehe auch Kurzinterview mit Alois Brandt und Felix Schwabe).

Plug & Play: Die Elektronik erfindet sich neu

Auch im Bereich der Elektronik brauche es neue, innovative und kreative Lösungsansätze, um die wachsende Komplexität zu beherrschen. „Heutzutage werden in der Automobilindustrie Bauteile im Fahrzeuge nach der Montage nochmals programmiert. Unsere Vision lautet: plug & play“, so Schwabe, der nach seinem Studium unter anderem auch in der Elektrik/Elektronikentwicklung tätig war.

Als wichtigste Treiber für die Automobilfabrik der Zukunft definieren Brandt und Schwabe unisono das Internet der Dinge, die rasant fortschreitende Digitalisierung und Datenvernetzung, auch mithilfe von Cloud-Technologien, sowie das weite Feld der Sensorik und Advanced Robotics. In seinem Vortrag zeigte Schwabe exemplarisch einige Schlüsseltechnologien auf, die die Autofabrik der Zukunft prägen werden: Augmented Reality werde künftig zum Beispiel bei der Adhoc-Ausbildung am Arbeitsplatz durch Animation eine immer größere Rolle spielen. Generative Verfahren, wie beispielsweise 3D-Drucker, ermöglichen ein breites Spektrum an Individualisierungslösungen. Vorstellbar sei zum Beispiel die kundenspezifische Gestaltung von Schaltknauf oder Fahrzeug-Accessoires. Auch könnten in Zukunft Betriebsmittel, z.B. provisorische Halterungen und einfache, ergonomische Hilfsgeräte, direkt in der Fertigung per 3D-Drucker hergestellt werden.

Die Roboter kommen

Die Industrie 4.0, derzeit in aller Munde, ist ein ganz wichtiger Zwischenschritt auf dem Weg in die automobile Zukunft. Denn die fortschreitende Vernetzung der Maschinen, mit dem (noch fernen) Ziel der Selbstorganisation der Maschinen, führt über die Standardisierung und Modularisierung – beim Produkt ebenso wie in der Produktion. Autonom arbeitende Roboterschwärme in der Fertigung sind Vision. Doch die Roboter kommen. Sie werden die Menschen aber nicht aus der Fabrik verdrängen, sondern sie unterstützen. In einigen Autofabriken arbeiten bereits „kollaborierende Roboter“, die ohne Schutzzaun Seite an Seite mit den Mitarbeitern am Band arbeiten und ihnen beschwerliche Montagearbeiten abnehmen.

Alles nur möglich mit „Big Data“ – laut Schwabe ein weiteres wichtiges Schlagwort für die Zukunft der Automobilproduktion. Noch sehr visionär, aber sicher nicht unmöglich: Produktentwickler greifen Echtzeit-Daten aus der Produktion ab. Maschinen werden mit Gesten gesteuert. Kontaktlinsen oder Spezialbrillen übertragen Echtzeit-Produktionsdaten oder Cloud-Wissen. Dies ermöglicht eine optimale Auslastung der Fertigung oder eine Adhoc-Aus- und Weiterbildung bildung von Mitarbeiter an ihrem Arbeitsplatz. „Big Data“ – die große Spielwiese der Visionäre.

Big Data: 340 Sextillionen IP-Adressen

Wie überfassbar groß „Big Data“ tatsächlich ist, das machte Prof. Dr. Wilhelm Bauer vom Fraunhofer-Institut (AIO) den Zuhörern klar. Er erklärte ihnen den neuen IPv6-Standard. Mit diesem, seit Mitte 2012 gültigen neuen Web-Standard sind 340 Sextillionen Internet-Protokoll-Adressen (IP-Adressen) möglich. Dies entspricht 667 Billiarden IP-Adressen pro Quadratmillimeter (!) Erdoberfläche. Beim Vorgänger-Standard IPv4 waren es gerade mal 8,4 IP-Adressen pro Quadratkilometer. Auch Bauer nennt die Digitalisierung die „treibende Kraft“ für die industrielle Zukunft. Er geht sogar so weit zu sagen, dass „smart factories“ zur Sicherung des Produktionsstandortes Deutschland beitragen.

Aber er betont zugleich die wichtige Rolle der Menschen in der Fabrik – auch in Zukunft. „Die Unternehmen brauchen agile, flexible und spontane Arbeitnehmer“, ist der Fraunhofer-Professor überzeugt. Die Voraussetzung: Die Unternehmen müssen Agilität, Flexibilität und Spontaneität im Arbeitsleben nicht nur zulassen, sondern auch gezielt fördern. Beispielsweise durch Wohnraum nahe den Arbeitsplätzen, um den Weg zwischen Arbeit und Zuhause zu verkürzen. Nicht nur um das Verkehrsaufkommen zu reduzieren, sondern um eben auch mal schnell in der Mittagspause nach den Kindern schauen zu können. Der Faktor Lebensqualität wird in der Arbeitswelt der Zukunft einen ganz neuen Stellenwert bekommen. Weil zufriedene Mitarbeiter die besten Mitarbeiter sind.

Drei Fragen an Alois Brandt und Felix Schwabe

Visionäre des Automobilbaus: Alois Brandt, Leiter Innovationsmanagement Produktion (links), und Felix Schwabe, Projektleiter „Zukunftsproduktion 2030“, Technologieentwicklung Produktion.
Visionäre des Automobilbaus: Alois Brandt, Leiter Innovationsmanagement Produktion (links), und Felix Schwabe, Projektleiter „Zukunftsproduktion 2030“, Technologieentwicklung Produktion.
(Foto: Audi AG/ Oliver Strisch)

Wie eilig ist es Audi mit der Umsetzung der „Zukunftsproduktion 2030“?

Brandt: Wir haben gerade unser neues Fahrzeugwerk in Györ gestartet und bauen ein neues Werk in Mexiko. Diese sollen mehrere Fahrzeuggenerationen laufen. Das heißt: Die Zukunft hat für uns schon begonnen – mit konkreten Vorhaben, die wir im Projekt „Zukunftsproduktion 2030“ entwickelt haben. Dazu zählt beispielsweise der Einsatz von kollaborierenden Robotern, die ohne Schutzvorrichtungen direkt am Band die Mitarbeiter entlasten.

Roboterschwärme statt Montageband – ist das die Zukunft?

Schwabe: Roboter werden die Menschen in der Produktion nicht ersetzen, sondern sie unterstützen. Was wir jedoch sehen, ist eine Aufweichung der Gewerkegrenzen. Die Zukunft könnte so aussehen, dass wir zum Beispiel keinen für alle Automobile gültigen und klar abgegrenzten Aufgabenbereich im Karosseriebau mehr haben. Das wäre dann der Fall, wenn die Aufbaureihenfolge komplett neu gestaltet wird.

Brandt: Die Arbeit am Band wird sich verändern. Mit hochflexiblen Robotern und FTS-Systemen, intelligent gesteuert, und den Menschen unterstützende Hilfseinrichtungen können neue Fertigungsprozesse gestaltet werden, die auch neue Arbeitsformen erlauben.

Wie viele Menschen braucht die Fabrik der Zukunft noch?

Brandt: Wir können nicht auf das Denkvermögen, die Kreativität, das Erfahrungswissen sowie die visuellen und taktilen Fähigkeiten unserer Mitarbeiter verzichten. Wir brauchen den Menschen in der Fabrik – heute und morgen. Und auch das ist wichtig: Herzblut für die Sache kommt auch nicht vom Roboter.

(ID:42750552)