Mein Kollege, der Roboter

Foto: Fotolia/redkoala
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Auch wenn die Maschinen und Anlagen der neuen Generation zu digitalen Kollegen werden: Bei der Industrie 4.0 kommt es auf das Know-how der Ingenieure an. Doch diese müssen gut und breit qualifiziert sein: IT-Wissen wird zur Voraussetzung, BWL-Kenntnisse sind erwünscht. Von André Boße

Wenn von „ultimativen Bewegungsmaschinen“ die Rede ist, dachte man bis zuletzt an Science-Fiction-Filme mit bedrohlichen Robotern. Heute bekommen Ingenieure bei dem Begriff keine Angst, sondern leuchtende Augen: Die „ultimativen Bewegungsmaschinen“, das sind die Industrieroboter der neuesten Generation. Sie stehen im Mittelpunkt der digitalen Wertschöpfungskette – und tragen damit ihren Teil dazu bei, dass mit der Industrie 4.0 eine neue Epoche in den Fabriken und Produktionsstätten beginnt: in der Autobranche und der Medizintechnik, im Maschinenbau und der Logistik.

Die neuen Industrieroboter sind deshalb so wichtig, weil sie die Schnittstelle zwischen digitaler und realer Produktionswelt darstellen. Im Zuge der Industrie 4.0 wird das Design einer Produktion immer häufiger virtuell erstellt. Statt die Parameter für die Herstellung tatsächlich auszuprobieren und erst dann zu optimieren, werden nun digitale Modelle erstellt, die eine Produktion virtuell durchspielen. Das geht schnell und verursacht wenig Kosten, sodass die Produktion immer flexibler und individueller gestaltet werden kann. Die gesammelten Daten bestimmen schließlich die Parameter für die echte Produktion. Dabei können das Tempo und die Flexibilität nur dann gehalten werden, wenn die Daten ohne Verzögerung von den digitalen Modellen in die Produktionsanlagen fließen.

Und hier kommen die modernen Industrieroboter ins Spiel: Mit ihrer künstlichen Intelligenz lesen sie die Daten und setzen diese eigenständig in optimierte Produktionsschritte um. Und weil die Roboter miteinander vernetzt sind, entsteht so eine weitreichende digitale Kommunikation, ein Roboter-Geschnatter im „Internet der Dinge“.

Roboter-Geschnatter
„Roboter sind das zentrale Flexibilisierungselement an der Schnittstelle zwischen digitaler und realer Produktionswelt“, bewertet Dominik Bösl, Corporate Innovation Manager bei Kuka, die Aufgaben der digitalen Automaten. Das Unternehmen mit Sitz in Augsburg entwickelt für die Industrie Automatisierungstechnik, die Geschichte reicht zurück bis ins frühe 20. Jahrhundert, als die Firmengründer erste Schweißgeräte mit automatischen Funktionen entwickelten. Bei Kuka kennt man also die vielen Schritte der industriellen Automation.

Was nun bei der Industrie 4.0 wirklich neu ist: Der Roboter wird vom Gehilfen zum digitalen Kollegen. Auch das klingt nach Science-Fiction, findet in der Produktion des Augsburger Automationsexperten aber bereits statt. Der Name des Roboterkumpels lautet „KMR iiwa“, er holt Schraubenbehälter aus einem Zentralregal und bestückt damit einen Robotermontagearbeitsplatz. An anderer Stelle, bei der Montage der Schwingen, arbeitet er Hand in Hand mit den Mitarbeitern und unterstützt diese, indem er Schrauben in einen Gewindekranz dreht. Ein Roboter als Kollege – das ist die letzte der vier „Roboter-Revolutionen“, die man bei Kuka ausgerufen hat. Dominik Bösl: „Mensch und Roboter arbeiten zusammen, der Roboter wird tatsächlich zum respektierten Kollegen, der den Menschen bei unangenehmen, ermüdenden Tätigkeiten unterstützt.“

Stellt sich die Frage: Geht das gut? Technisch ja. „Durch Fortschritte in der Sensortechnologie ist es möglich, dass Menschen direkt und ohne jeglichen Schutzraum mit sensitiven und sicheren Robotern zusammenarbeiten“, so der Kuka-Innovationsmanager. Zudem muss der Mitarbeiter keine Angst haben, dass er eines Tages von einem Roboter ersetzt wird: „In der Fabrik von morgen spielen die Flexibilität und die Individualisierung der Produkte eine entscheidende Rolle. Diese sind jedoch nur durch die Kollaboration von Mensch und Maschine zu erreichen.“ Der Mensch steht also weiter im Mittelpunkt. Ohne sein Wissen, seine Erfahrungen funktioniert der Ansatz der Industrie 4.0 nicht.

Zwei Welten, ein Team
Um die Vorteile der smarten Fabriken zu nutzen, benötigen die Unternehmen jedoch Ingenieure, die bereit sind, anders zu denken, als noch vor einigen Jahren. Bei der Industrie 4.0 prallen nämlich zwei Welten aufeinander: die der IT sowie die des Maschinenbaus. „Hier muss eine Annäherung stattfinden“, fordert Bösl. „Ingenieure werden sich in Zukunft immer mehr mit den gesamten Systemen beschäftigen, anstatt lediglich einige Komponenten zu betrachten. Da ist neben Expertenwissen auch gutes interdisziplinäres Wissen gefragt.“

Wie sich die Ideen und Ansätze der Industrie 4.0 umsetzen lassen und welche Rolle dabei die Ingenieure spielen, darüber macht sich Constanze Kurz Gedanken. Die Arbeits- und Technikexpertin ist bei der IG Metall für das Thema Industrie 4.0 zuständig. Bei der „Plattform Industrie 4.0“, einer Initiative aus Verbänden, Unternehmen und Forschung, leitet sie die Gruppe, die sich mit den Auswirkungen des Wandels auf die Arbeit und die Qualifikationen beschäftigt. „Innovationen entstehen vielfach auf den Grenzgebieten der klassischen Disziplinen. Das ist schon länger bekannt, doch im Zuge von Industrie 4.0 wird das interdisziplinäre Arbeiten deutlich weiter an Gewicht gewinnen“, sagt sie. Die Unternehmen benötigten schon heute immer mehr Ingenieure, die sich mit integrierten Produkt- und Prozessentwicklungen, Smart Data und Virtual Engineering auskennen.

Und in den Teams kommt es dann darauf an, dass Software- und Produktionsentwickler wirklich zusammen arbeiten – und nicht nebeneinander her. Das klingt banal, bereitet den Unternehmen aber weiterhin Kopfschmerzen, wie Constanze Kurz beobachtet. „Ein erstes Problem ist es, überhaupt eine gemeinsame Sprache zu finden, weil die jeweiligen Professionen noch zu sehr mit ihren gelernten und eigenen Methoden und Leitlinien verhaftet sind“, sagt sie. „Während zum Beispiel für den IT-Experten ein Schichtmodell zum Arbeitsalltag gehört, mag manch ein Ingenieur immer noch denken, es handelt sich dabei um ein Kuchenrezept.”

Breit qualifizierte Ingenieure
Die neue Arbeitswelt fordert von den Ingenieuren also, dass sie die Denkweisen der IT-Kollegen verstehen und sich diese bei bestimmten Fragestellungen auch aneignen. Das ist jedoch keine Frage des Willens, sondern des Wissens. „Für eine intelligente Vernetzung in den Unternehmen reicht es nicht aus, unterschiedliche Disziplinen in Teams zusammenzubringen“, sagt Constanze Kurz. „Notwendig ist, dass bei jedem Teammitglied genügend interdisziplinäres Fachwissen vorhanden ist, damit man sich erstens untereinander versteht und zweitens wirklich kooperiert.“

Die breite Qualifizierung der Ingenieure ist also eine essenzielle Voraussetzung dafür, dass Industrie 4.0 tatsächlich umgesetzt werden kann. Wobei die Unternehmen heute keine zehn Jahre Zeit haben, um die Ingenieure fit zu machen. „Die Leute werden schon jetzt benötigt.“ Für die kommende Generation der Ingenieure heißt das: Wer im Studium oder in der Fort- und Weiterbildung intensive Kenntnisse in den Bereichen IT und auch BWL gesammelt hat, hilft jetzt den Unternehmen. Denn die Denkdisziplinen zu verbinden, das gelingt selbst heute noch keinem Roboter.

Plattform Industrie 4.0

Auf der Hannover Messe 2015 startete die Plattform Industrie 4.0. Das von Politik, Unternehmen, Verbänden und Wissenschaft getragene Projekt soll dabei helfen, die Ansätze der Industrie 4.0 tatsächlich in die Wirtschaft zu übertragen. Auf der Homepage findet sich zum kostenlosen Download ein Bericht über „Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0“, in dem es unter anderem um die Frage geht, wie sich die Arbeit der Ingenieure im Zuge der Digitalisierung verändern wird und vor welchen Herausforderungen Einsteiger stehen.
www.plattform-i40.de