Stellen Sie sich vor, Vollautomatisierung wäre schon im Autoverkehr umgesetzt. Vollständig autonomes Fahren auf Deutschlands Straßen. Was würde das für uns bedeuten und welche neuen Möglichkeiten eröffnen sich uns? Täglich steige ich morgens in mein Auto und fahre dieselbe Strecke zur Arbeit. Leider nicht vollautomatisiert oder teilautomatisiert, sondern manuell.
Den Weg zur Arbeitsstätte oder auf der Autobahn kann man als monotone Tätigkeit bezeichnen. In den letzten Jahren wurden stetig mehr Assistenzsysteme für Autos entwickelt, die ein automatisiertes Fahren zum Teil oder vollständig ermöglichen. Würde mich mein Auto vollautomatisiert zur Arbeit bringen, könnte ich währenddessen andere nützliche Tätigkeiten tun. Durch autonomes Fahren verspricht man sich eine erhöhte Verkehrssicherheit, was letztlich Leben retten würde. Trotzdem wird der Fahrer noch frei entscheiden können, ob er vollautomatisch, teilautomatisch oder manuell fahren möchte. Je nachdem, was seinen individuellen Anforderungen gerecht wird.
Ähnlich verhält es sich mit der Vollautomatisierung und Teilautomatisierung in der Industrie. Auch dort gibt es Tätigkeiten oder gesamte Prozesse, die aus wirtschaftlichen und technischen Gründen voll- oder teilautomatisiert werden sollen. Viele Unternehmen beginnen erst gerade, sich mit dem Thema Automatisierung zu beschäftigen. Andere haben schon die Investition in Automatisierungsanlagen gewagt oder stehen kurz davor weitere Prozesse zu automatisieren. Wie kann man den richtigen Automationsgrad bestimmen?
Die Chancen einer Automatisierung
Die gesamte Globalisierung ist bisher von Outsourcing in Niedriglohnländer geprägt. Einfache Tätigkeiten werden ins Ausland verlagert, um dem Wettbewerbsdruck standzuhalten. Tätigkeiten mit hoher Wertschöpfung bleiben dagegen am Hochlohnstandort.
Prozessoptimierung durch Vollautomatisierung oder Teilautomatisierung kann diesen Effekt wieder umkehren. Durch neue Technologien und neue Wege der Produktion, können einfache Tätigkeiten aus wirtschaftlicher Sicht in Hochlohnländer wie Deutschland zurückgeholt werden.
Derzeitige Verzögerungen im weltweiten Warenverkehr zeigen, dass die Sicherstellung von Lieferketten immens an Bedeutung gewinnt. Ideal wäre eine Verkürzung der Lieferketten. Vielleicht ist es möglich durch Automatisierung die gesamte Prozesskette wieder an einen Produktionsstandort zu verlegen, was auch Vorteile für die Qualitätsführerschaft haben könnte [1]. Dazu ist es nötig Fertigungsprozesse zu optimieren. Hierbei helfen uns Themen wie Robotertechnik, Vernetzung oder intelligente Produktion aus der Themenwelt Industrie 4.0.
Industrie 4.0 für Fertigungsunternehmen
Im Kern kann man die vierte industrielle Revolution mit dem „Internet der Dinge“ beschreiben. Themen sind neue Möglichkeiten, Ressourcen, Dienste und Menschen in der Produktion durch Technologien in Echtzeit zu vernetzen. Daraus entsteht eine komplett vernetzte, hochflexible und veränderbare Fabrik. Teil dieser Digitalen Fabrik sind oft Roboter und Leichtbauroboter, die bestimmte Tätigkeiten ausführen. Aufträge oder bestimmte Funktionen können durch die Vernetzung flexibel erstellt und verteilt werden. Ziel ist die Veränderung der gesamten Wertschöpfung in eine schnelle, wirtschaftliche, flexible und nachhaltige Produktion. Automatisierung geschieht demnach nicht nur durch Robotertechnik, sondern auch durch Software und andere Technik.
Ein Thema, welches bei der Automatisierung von Prozessen immer auftritt, ist der Automatisierungsgrad. Kurz gesagt, lohnt sich eine Vollautomatisierung oder eine Teilautomatisierung und was macht Sinn? Anhand verschiedener Faktoren lässt sich diese Entscheidung begründet und nachvollziehbar bewerten.
Vollautomatisierung vs. Teilautomatisierung
Welcher Automationsgrad ist sinnvoll?
Der Automatisierungsgrad gibt das Verhältnis von automatisierten Fertigungsschritten zu der Gesamtzahl der Fertigungsschritte an. Bei der Entscheidung ob Vollautomatisierung oder Teilautomatisierung sinnvoll ist, lassen sich verschiedene Kriterien auflisten. Dazu zählt die Stückzahl, die benötigte Flexibilität, der Bereich, Lohnkosten, Investitionsvolumen und die Komplexität der Tätigkeit.
Der Begriff Vollautomatisierung beschreibt nicht nur die gesamte Automatisierung aller Tätigkeiten in einem Prozess, sondern in erster Linie vollautomatisierte Fabriken. Je nach Betrachtungswinkel ändert sich der Umfang des Automationsgrades. Schon heute existieren Produktionshallen mit einem Automationsgrad von 100 %. Doch selbst bei vollautomatisierten Prozessen sind Menschen involviert wenn es um Wartung, beheben von Störungen oder der Ergebnisbestimmung geht. Wenn wir von Vollautomatisierung und Teilautomatisierung sprechen, konzentrieren wir uns auf einzelne Prozesse, die entweder nur teilweise automatisiert oder vollständig automatisiert werden.
Haben Sie schon eine Prozessanalyse durchgeführt und benötigen Hilfe bei der Beurteilung der Machbarkeit? Setzen Sie sich mit uns in Verbindung.
Kriterien bei der Wahl des Automatisierungsgrades
Um zu bewerten wie sinnvoll Vollautomatisierung oder Teilautomatisierung ist, müssen verschiedene Aspekte berücksichtigt werden. Dazu zählen wirtschaftliche, technische und personelle Aspekte.
Losgröße. Eine Vollautomatisierung ist erst rentabel, wenn das Werkstück in einer hohen Stückzahl produziert wird. Durch technologische Entwicklungen in der Robotertechnik, Software und Sensorik wird die Hürde der Stückzahl immer niedriger. Auch weil hiermit eine flexible Produktion möglich ist. Roboter müssen nicht mehr 24 Stunden, 7 Tage die Woche eine Tätigkeit ausführen. Sie passen sich an die Anforderungen der Produktion an.
Fertige Programmbausteine bei Cobots sind ein Beispiel für diese Entwicklung. Um bestimmte Tätigkeiten auszuführen, können kollaborierende Roboter heute sehr einfach programmiert werden. Programme werden abgespeichert und später wieder aufgerufen. Das reduziert den allgemeinen Programmieraufwand und somit Rüstzeiten. Eine hohe Verfügbarkeit führt zu geringen Ausfallzeiten. Das macht eine Roboterzelle in ihrer Anwendung flexibel einsetzbar, weshalb mit einer Automatisierungsanlage verschiedene Produkte hergestellt werden können.
Die Eigenschaften des Werkstücks wie Gewicht, Größe, Material oder Toleranzen müssen berücksichtig werden. Sie geben oft vor, welcher Automationsgrad sinnvoll ist. Aber auch die Komplexität spielt eine große Rolle. Die Produktion von Luxus Uhren ist meist eine sehr präzise und schwere Angelegenheit. Manche Prozesse könnten hier automatisiert werden, jedoch das Zusammenbauen der winzigen Einzelteile ist dem Menschen vorbehalten. Hierbei geht es um maximale Präzision und Fingerfertigkeit.
Nehmen wir die Lupe weg und schauen auf den gesamten Prozess, entscheidet hier die Komplexität der Tätigkeiten wie sinnvoll eine Automatisierung ist. Handelt es sich dabei um Tätigkeiten, die ein sehr hohes Maß an Flexibilität und individueller Entscheidung erfordern, eignet sich eine Vollautomatisierung nicht.
Ein Hauptziel von Fertigungsleitern ist die Reduzierung von Zykluszeiten. Durch Prozessoptimierung können unter Einsatz der richtigen Automatisierungstechnik diese Zeiten reduziert werden. Roboter sind schnell und können rund um die Uhr arbeiten. Teilautomatisierte Anlagen sind von menschlichen Einflüssen abhängig und können nicht rund um die Uhr produzieren. Durch Automatisierungstechnik kann die Geschwindigkeit erhöht werden, ohne Einbußen in der Präzision und Qualität der Produkte zu befürchten.
Personelle Aspekte können die Eignung des Personals oder benötigte Qualifikationen betreffen. Schulungsmaßnahmen müssen eingeleitet werden, um das Personal bestmöglich auf die Einführung von Automatisierungstechnik vorzubereiten. Außerdem wird durch die Vollautomatisierung oder Teilautomatisierung Personal frei, welches an anderer Stelle eingesetzt werden kann. Deshalb ist es ratsam an Umschulungsmaßnahmen zu denken. Mensch und Roboter haben jeweils unterschiedliche Stärken und Schwächen. Deshalb sollte bei der Prozessanalyse darauf geachtet werden, beide Gruppen so effizient wie möglich einzusetzen.
Den für Ihren Prozess sinnvollen Automatisierungsgrad bestimmen demnach unterschiedliche Aspekte. In einer Analyse müssen Informationen über das Produkt und den Prozess gesammelt werden. In der Auswertung kann so der Aufwand für die technische Realisierung bestimmt werden.
Unser Fazit
Ansprüche für eine Vollautomatisierung oder Teilautomatisierung sollten immer auf höchstem Niveau sein. Eine genaue Prozessanalyse, die alle Aspekte berücksichtig, ist hierfür unbedingt nötig. Die wichtigsten Vorgaben dabei sind Wirtschaftlichkeit, Qualitätsanspruch und Effizienz. Sie bestimmen den für Ihre Produktion notwendigen Automatisierungsgrad.
Unternehmen in der Industrie tendieren eher zu einem möglichst hohen Automatisierungsgrad. Durch die daraus resultierenden Einsparungen an Lohnkosten amortisieren sich die Investitionskosten in Hochlohnändern wie Deutschland schnell. Gegen Niedriglohnländer behauptet sich Deutschland derzeit noch durch Facharbeiter, Flexibilität, Qualität und Stabilität. Dieser Wettbewerbsvorteil kann jedoch nur durch Investitionen in neuartige und innovative Produktionsverfahren gesichert werden.
Ob es um automatisiertes Schweißen, Beschickung, vollautomatische Entladung, teilautomatischer Druckprüfstand oder andere Prozesse geht – Wir helfen Ihnen zu entscheiden ob eine Automatisierung Ihrer Fertigungsprozesse sinnvoll ist und versorgen Sie mit den richtigen Automatisierungslösungen aus Robotertechnik, Systembau und intelligenter Steuerung.