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Loading...Maschinen und Softwareprogramme werden immer intelligenter. Daher können inzwischen auch komplexere Aufgaben eigenständig durch automatisierte Prozesse abgewickelt werden. Die Automatisierung ist daher nicht mehr nur für einfache und immer wiederkehrende manuelle Aufgaben als Ersatz möglich, sondern zunehmend auch für Routinearbeiten sowie für Qualitätskontrolle und Instandhaltung. Häufig wird dies auch als Lösung für den aktuellen und weiter steigenden Personalmangel angesehen. Doch stimmt das wirklich? Kann Automatisierung als Mittel gegen Facharbeitermangel genutzt werden? Können neben ungelernten Mitarbeitern auch Fachkräfte eingespart werden? Erfahren Sie hier mehr darüber, welche Möglichkeiten die Automatisierung in Bezug auf Facharbeitermangel bereits heute bietet, welche Zukunftsprognosen es gibt und vor allem, wann sich die Investition in intelligente Maschinen lohnt und wann (noch) nicht.
Unter Automatisierung versteht man die weitgehend selbständige Ausführung von Arbeitsprozessen durch Maschinen, Roboter und Softwarelösungen. Der Mensch übernimmt lediglich noch die Überwachung und ist nicht mehr für die manuelle Ausführung zuständig. Automatisiert werden vor allem einfache und ständig wiederkehrende Prozesse, zunehmend aber auch Routineaufgaben sowie Qualitätskontrolle und Instandhaltung.
Bei einer Teilautomatisierung werden lediglich einige Prozessschritte automatisiert.
Beispiel: Eine CNC-Maschine erledigt die groben Arbeiten, die Feinarbeit wird weiter durch Fachkräfte manuell ausgeführt.
Bei Vollautomatisierung wird der gesamte Prozess an Maschine bzw. Software übergeben. Der Mensch kontrolliert lediglich.
Beispiel: Ein komplett selbstfahrendes Auto wäre ein gutes Beispiel für Vollautomatisierung. Der Mensch gibt lediglich noch den Befehl (das Ziel) ein, die Fahrt selbst wird vom Fahrzeug komplett selbständig durchgeführt.
Das Ziel einer Automatisierung ist die möglichst weitgehende Übernahme von einfachen, stetig wiederkehrenden Aufgaben und Routinearbeiten durch Maschinen, Softwarelösungen oder Roboter. Die Prozesse sollen damit möglichst vollautomatisch ablaufen und Fehler selbständig erkannt werden. Lediglich Fehlerbehebung, Überwachung und Programmierung bleiben noch als Aufgabe für den Menschen.
Klassisch und aktuell werden vor allem einfache, immer wiederkehrende sowie Routineaufgaben durch Automatisierung ersetzt.
Indem einfache manuelle Tätigkeiten, für die in der Regel ungelerntes Personal benötigt wird, durch Automatisierung ersetzt werden, können Personalkosten eingespart werden. Dies ermöglicht es Unternehmen in Hochlohnländern, wie zum Beispiel Deutschland, die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Weltmarkt zu verbessern. Gleichzeitig können menschliche Fehler weitgehend vermieden sowie Qualität, Quantität und Geschwindigkeit der Produktion gesteigert werden.
Laut einer Studie von McKinsey sind 50 % aller manuellen Tätigkeiten automatisierbar. Andere Forscher (wie Max Cheprasov) sprechen gar von 75 %. Damit kommen auch Routineprozesse für die Automatisierung in Frage, die heute noch von Fachpersonal erledigt werden.
Beispiele dafür könnten die automatisierte Überprüfung der Kreditwürdigkeit bei Banken sein oder der Einsatz von Schweißrobotern in der Automobilindustrie.
Zunehmend werden weitere Bereiche in Produktion und Verwaltung durch Automatisierung optimiert. Die Entwicklung ist längst noch nicht abgeschlossen. Die wichtigsten Aspekte stellen wir hier vor:
Im nächsten Schritt der Automatisierung werden auch komplexere Aufgaben, die bisher von Fachkräften ausgeführt wurden, durch Maschinen übernommen. Lediglich Aufgabendefinition, Programmierung und Kontrolle der Maschinen bleiben dann noch in menschlicher Hand und müssen von Fachkräften durchgeführt werden. Diese Mitarbeiter erhalten dann mehr Kompetenz (sie können z.B. die Maschinen eigenverantwortlich stoppen) und mehr Ausbildung, da sie ständig auf dem neuesten Stand der Technik sein sollten. Durch Total Productive Maintenance, Condition Monitoring und kollaborative Roboter kann die Arbeit von Fachkräften unterstützt werden. Darauf gehen wir im Folgenden ein.
Total Productive Maintenance (TPM), auch Total Productive Management genannt, bezeichnet einen umfassenden Ansatz für ein möglichst störungsfreies Produktionssystem. Schwerpunktmäßig sollen dabei Verschwendung und Verluste vermieden werden, um Ausfallzeiten, Defekte, Unfälle und Qualitätsmängel auf Null zu reduzieren. Gleichzeitig kann so eine Produktivitätssteigerung erreicht werden.
Bei der autonomen Instandhaltung wird die Verantwortung für grundlegende Wartungsarbeiten dem Maschinenbediener übertragen. Da die Mitarbeiter, die täglich mit bestimmten Maschinen arbeiten, am besten in der Lage sind, diese zu überwachen, können spezialisierte Wartungstechniker sich auf andere Aufgaben konzentrieren. Voraussetzung ist, dass die Maschinenbediener durch Schulungen in der Lage sind, die Überwachung vorzunehmen und rechtzeitig zu reagieren. Dem Thema Training & Schulungen kommt hier eine wichtige Rolle zu. Produktionsausfälle und Geräteschäden können dann weitgehend vermieden werden und die Mitarbeiterzufriedenheit steigt.
Zusätzlich gehören bei der TPM-Methode geplante Wartungen zum Standard, um Ausfallzeiten zu vermeiden.
Durch TPM können und sollen Prozesse optimalerweise so gestaltet sein, dass bei neuen Anlagen und neuen Produkten eine fast senkrechte Anlaufkurve entsteht, d.h., dass die Maschinen und Prozesse von Anfang an reibungslos laufen.
Muda ist das japanische Wort für Verschwendung und bezeichnet einen Verbrauch von Ressourcen, der Kosten verursacht, aber keinen Wert erzeugt. Verschwendung ist damit die offensichtliche Ursache für die Entstehung von Verlust. Muda zu vermeiden und Prozesse entsprechend zu verbessern, ist damit ein wesentliches Ziel jeder Optimierung von Produktionsprozessen und Unternehmen.
In engem Zusammenhang mit Muda steht das Konzept, eine ständige Verbesserung von Abläufen und Produkten anzustreben. Kleine Teams von Mitarbeitern arbeiten dazu zusammen, um Fehler und Mängel zu erkennen sowie Verbesserungen anzustoßen und umzusetzen. Focused Improvement ist ein wichtiger Aspekt von Kaizen, einer Methode und Philosophie, die nach stetiger Verbesserung strebt. Dies steht wiederum im engen Kontext zum Qualitätsmanagement.
Proaktive Inspektionen und Qualitätskontrollen spielen neben rascher Fehlererkennung und Ursachenanalyse eine Schlüsselrolle im TPM. Intelligente Maschinen, die Fehler eigenständig erkennen und dann automatisch stoppen oder eine Warnung ausgeben, können hierzu eingesetzt werden. Autonomation spielt in diesem Zusammenhang eine große Rolle. Das Jidōka-Konzept, das vom japanischen Autobauer Toyota entwickelt wurde, sieht hier eine frühzeitige Interaktion der betroffenen Mitarbeiter vor. So werden fehlerhafte Produktionen vermieden und ein Team aus verantwortlichen Mitarbeitern entwickelt gemeinsam Lösungen, um Fehler zu beheben und um optimalerweise in der Zukunft Fehler vermeiden. So wird ein Lernprozess in Gang gesetzt, der langfristig die Produktion optimiert und die Qualität und Quantität steigert.
Im Sinne des Ziels, die Produktivität zu steigern, ist es in der Philosophie von TPM sehr wichtig, dass unterstützende Prozesse, Geräte und Mitarbeiter zusammen dafür sorgen, dass die Sicherheit und Qualität der Produktion aufrechterhalten und verbessert wird. Dazu sind Schulungen und Kompetenzentwicklung für Mitarbeiter eine wichtige Basis. Alle Gerätebediener und Wartungsmitarbeiter sollten stets über das aktuelle und notwendige Wissen verfügen, um Qualitäts-, Inspektions- und Wartungsaufgaben eigenverantwortlich und korrekt durchzuführen. Zunehmend werden hier zur Schulung auch digitale Lösungen bezüglich Arbeitsanweisungen und Ein-Punkt-Lektionen eingesetzt.
Weiterhin umfasst TPM noch die Bereiche Arbeitssicherheit, Umwelt- und Arbeitsschutz, auf die wir hier nicht näher eingehen. Stattdessen stellen wir nun einige wichtige Instrumente zur verbesserten Automatisierung vor.
Die Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) von Maschinen kann mithilfe von Sensoren erfasst werden und so die Instandhaltung und die Produktion optimieren. Aussagekräftige Messwerte sind dabei vor allem Vibrationen, Temperatur, Schwingungen und Feuchtigkeitswerte. Durch Analyse der Messwerte können Fehler und Verschleiß rechtzeitig erkannt werden, bevor Produktionsausfälle auftreten.
Condition Monitoring gilt als zukunftsorientierte Instandhaltung und kann die Schwächen der reaktiven und präventiven Instandhaltung ausgleichen. Bei einer reaktiven Instandhaltung erfolgen Reparatur und Teileaustausch erst dann, wenn die Maschine tatsächlich ausgefallen ist, was zu längeren Produktionsstopps führt. Bei einer präventiven Instandhaltung werden dagegen Teile turnusmäßig ausgetauscht, was dazu führen kann, dass auch noch voll funktionsfähige Teile ersetzt werden, was wiederum eine Art von Verschwendung darstellt.
Genauso wie bei der Wartung von Automobilen kommt es auch bei der Wartung von Maschinen darauf an, die richtige Balance bei der Instandhaltung zu finden. Derzeit ist Condition Monitoring relativ kostenintensiv, wenn es in allen Bereichen eingesetzt wird. Es gibt jedoch die Möglichkeit, diese Art der Zustandsüberwachung punktuell zu nutzen und damit Produktionsausfälle für wichtige Prozesse und teure Maschinen zu vermeiden. In Zukunft wird Condition Monitoring sicherlich weiterentwickelt, an Bedeutung gewinnen.
Als kollaborativer Roboter, oft kurz Cobot genannt, bezeichnet man Industrieroboter, die mit einem Menschen gemeinsam arbeiten und dank Sensoren mit diesem kommunizieren können. Es gibt keine Schutzeinrichtungen, daher müssen die Roboter so konstruiert sein, dass sie für den Menschen keine unmittelbare Gefahr darstellen. Häufig übernehmen kollaborative Roboter schwere Arbeiten, wie zum Beispiel das Anheben von Teilen, die dann vom Menschen weiterbearbeitet werden.
Als erfahrener Sondermaschinenbauer in Deutschland kennen wir uns mit intelligenten Maschinen bestens aus und sind Dank unserer Zusammenarbeit mit Hochschulen stets auf dem aktuellen Stand der Technik. Wir helfen Ihnen, Ihre Produktionsprozesse mithilfe unserer Sondermaschinen zu optimieren.
Der Begriff Fachkräftemangel ist in aller Munde. Kann Automatisierung hier wirklich helfen?
Es gibt einige Gründe, die den aktuellen Mangel an Fachkräften verursachen.
Einer der wohl wichtigsten Gründe für den Mangel an Fachkräften in Deutschland liegt sicherlich im demografischen Wandel begründet. Die sogenannten “Boomer” gehen nach und nach in Rente und die nachfolgenden Generationen sind alleine zahlenmäßig wesentlich kleiner. Mit diesem demografischen Aspekt müssen Unternehmen heute und in absehbarer Zukunft leben.
Insgesamt fehlen besonders im Handwerk bereits seit geraumer Zeit Nachwuchskräfte. Der zunehmende Wunsch nach einer akademischen Ausbildung hat dies sicherlich mit beeinflusst, dazu kommen mangelnde schulische Voraussetzungen bei vielen Jugendlichen und mangelnde Motivation für einen handwerklichen Beruf. Konnte früher die Berufsausbildung im Handwerk noch mit einem Hauptschulabschluss gelingen, so werden heute viele Schulabgänger den Anforderungen in der Berufsschule nicht mehr gerecht. Hier sind nur langfristig wirkende politische Maßnahmen möglich, die sich noch nicht auf die aktuelle Situation der Unternehmen auswirken können.
Insgesamt ist daher in Unternehmen grundsätzlich mit zurückgehenden Zahlen an potenziellen Mitarbeitern zu planen, auch wenn man den Aspekt der Zuwanderung betrachtet. Dieser kann jedoch aktuell den Mangel an Fachkräften auch nicht kompensieren.
Aufgrund des zunehmenden Mangels an potenziellen Arbeitskräften ist die Einsparung von Personal durch Automatisierung ein wichtiger Aspekt im Umgang mit dem demografischen Wandel. Am leichtesten sind ungelernte und nur angelernte Mitarbeiter zu ersetzen, die einfache, immer wiederkehrende manuelle Arbeiten verrichten. Daneben können durch intelligente Maschinen zunehmend Fachleute ersetzt werden, die bisher reine Routinearbeiten übernommen haben.
Fachkräfte zur Wartung der Maschinen und zur Qualitätssicherung werden weiterhin benötigt, oft sogar in höherem Maße, da immer mehr Maschinen immer mehr technische Fachkräfte bedeuten. Dieser Mehrbedarf kann nur begrenzt werden, sobald intelligente Maschinen Qualitätskontrolle und Wartung durch Autonomation und Condition Monitoring unterstützen. Darüber hinaus werden für Sondermaschinenbau, Programmierung und Softwareentwicklung zunehmend weitere Fachkräfte mit Spezialwissen benötigt.
Automatisierung führt in diesem Sinne daher nicht zu einer Vernichtung von Arbeitskräften, sondern zu einer Verlagerung von Aufgaben hin zu tendenziell mehr Fachkräften.
Indem die Kompetenzen der vorhandenen Maschinenbediener und Fachkräfte erhöht werden und gleichzeitig durch den Einsatz von intelligenten Maschinen (automatische Fehlererkennung, Condition Monitoring, Autonome Maintenance usw.) die Mitarbeiter entlastet werden, können diese gezielter und effizienter zur Qualitätssteigerung und -Sicherung eingesetzt werden. Theoretisch kann so mit einer gleichbleibenden Anzahl an Fachkräften eine höhere Produktivität erzielt werden. Voraussetzung ist jedoch, dass Unternehmen in intelligente Maschinen investieren.
Als großer Vorteil der Automatisierung wird häufig herausgestellt, dass Maschinen keinen Urlaub benötigen, nicht krank werden, rund um die Uhr arbeiten dürfen und kaum Fehler machen. Dies führt zu einer signifikanten Erhöhung von Maschinenlaufzeiten, Produktionsausstoß und Produktivität. Absatz und Umsatz und gleichzeitig die Arbeitssicherheit lassen sich so signifikant steigern. Zudem steigt in der Regel die Qualität der Produkte durch weniger menschliche Fehler und sobald die Maschinen über eine integrierte Qualitätskontrolle verfügen, wird weniger Ausschuss produziert.
Je komplexer die Aufgaben sind, die eine Maschine übernehmen soll, desto aufwendiger werden Konstruktion, Programmierung und Bau einer Maschine, die diese Arbeitsschritte von Menschen übernehmen soll. Daher ist für das einzelne Unternehmen stets vorab zu klären, ob sich eine solche Investition lohnt. Denn nicht alles, was technisch an Automatisierung möglich wäre, ist im Tagesgeschäft sinnhaft.
Wir möchten deshalb hier das Thema Automatisierung und intelligente Maschinen in Bezug auf den Bereich Produktion betrachten und erörtern.
Im Allgemeinen gilt die Faustregel, dass eine Automatisierung dann Sinn macht, wenn innerhalb eines Prozesses 50 % der Prozessdauer eingespart werden können und sich die Kosten für die Automatisierung bei kleineren Automatisierungen innerhalb eines Geschäftsjahres amortisieren. Bei größeren Projekten kann die Amortisation auch länger dauern und trotzdem effizient sein. sein.
Die Reduzierung von Ausschuss, fehlerhaften Produkten oder Produktionsausfallzeiten kann entscheidend zur Amortisierung beitragen. Die Kosten, die für Zeiten von Produktionsstillstand, für das Aussortieren von fehlerhaften Produkten oder für Mängel aufgrund menschlicher Fehler entstehen, können durch Automatisierung zu einem großen Teil vermieden werden. Diese Tatsache sollte zwingend zusätzlich zu den Einsparpotentialen bei der Dauer der Produktionsprozesse und bei der Frage nach der Amortisation berücksichtigt werden. Die Investition kann sich so wesentlich schneller rechnen, als auf den ersten Blick ersichtlich.
Große Unternehmen oder Spezialisten mit einem zahlenmäßig großen Output an Produkten können in der Regel von allen Aspekten der Automatisierung profitieren:
Als zuverlässiger Sondermaschinenbauer aus dem Mittelstand unterstützen wir Sie gerne bei der Analyse und Bewertung Ihrer Produktionsprozesse hinsichtlich Automatisierung.
Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sind beim Thema Automatisierung besonders gefordert. Einerseits müssen sie kosteneffizient arbeiten, um im Wettbewerb bestehen zu können. Andererseits sind Investitionen in teure Maschinen oft ein großes Wagnis.
Sondermaschinen spielen eine große Rolle, wenn Produktionsprozesse automatisiert werden sollen. Serienmaschinen bieten in vielen Fällen nicht das gesamte benötigte Spektrum und oft reichen auch Module nicht aus. Sondermaschinen können individuell passend für die Anforderungen des Unternehmens geplant, konstruiert und gebaut werden. Gleichzeitig können weitere Funktionen wie automatische Fehleranzeige, automatische Qualitätskontrolle und Condition Monitoring auf Wunsch integriert werden. So kann die Produktion optimiert und die Produktqualität und -quantität erhöht werden. Eine eingehende Analyse des Ist-Zustandes und eine gemeinsame Erarbeitung von Lösungen gehören selbstverständlich dazu.
Software und Maschinen werden immer intelligenter und können daher langfristig immer mehr komplexe Aufgaben im Produktionsprozess übernehmen. Dies spart nicht nur Personalkosten für ungelerntes Personal, sondern kann auch einen effizienteren Einsatz von Fachkräften ermöglichen. Dies hängt allerdings entscheidend davon ab, ob Aspekte wie Instandhaltung, Zustandsüberwachung oder Qualitätskontrolle durch die Maschine selbst unterstützt werden. Lassen Sie sich vom Team vom Sondermaschinenbauer Geyssel kompetent beraten, welche Funktionen die für Ihren Bedarf geeignete Sondermaschine haben sollte und ob dies für Ihr Unternehmen kosteneffizient sinnvoll ist. Fragen Sie gerne baldmöglichst bei uns an!
Einfache und immer wiederkehrende manuelle Tätigkeiten, die vor allem von ungelernten Mitarbeitern ausgeführt werden, eignen sich besonders gut für Automatisierung.
Durch Automatisierung können vor allem Personalkosten eingespart werden, da weniger ungelernte Mitarbeiter benötigt werden. Darüber hinaus werden Produktionsprozesse effizienter gestaltet und Produktionsmengen können gesteigert werden. Durch integrierte Qualitätskontrollen werden darüber hinaus Produktionsfehler und fehlerhafte Produkte reduziert.
Autonomation bezeichnet den Einsatz von intelligenten Maschinen, die selbständig den Produktionsprozess überwachen und steuern und außerdem automatisch eine Warnung abgeben oder die Maschine stoppen, sobald Fehler auftauchen. Danach ermitteln dann Fachkräfte die Fehlerquelle, lösen das Problem und erarbeiten Strategien, damit der gleiche Fehler nicht wieder auftritt.
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