Digitale Transformation in der Fertigungsindustrie

Die Fertigungsindustrie steht vor einem tiefgreifenden Wandel.

Die globalisierte Wirtschaft hat die Fertigungsindustrie unter enormen Wettbewerbs-, Kosten- und Zeitdruck gesetzt. Neue Produkte müssen immer schneller zur Marktreife gebracht werden. Diesem Druck können die Unternehmen nur standhalten, wenn sie produktiver, profitabler und effizienter werden. Am Ende dieses Veränderungsprozesses steht die vollständige Digitalisierung der Fertigungsprozesse. Zugleich erfordern die Lieferkettenrisiken und die angestrebte Kreislaufwirtschaft bei den Produktlebenszyklen eine bessere Vorausplanung und Prozessmodellierung der physischen Produktion.

Derzeit laufen die Arbeiten in Entwicklung und Fertigung jedoch voneinander getrennt und einzeln nacheinander ab. Das führt zu häufigen Änderungen und anderen Beeinträchtigungen der Effizienz. Den Unternehmen gelingt es auf diese Weise nicht, ihre Ergebnisse zu steigern, die Qualität zu verbessern und weniger Ausschuss zu produzieren. Bisherige Prozesse basieren häufig immer noch auf jahrzehntealten Technologien und Ressourcen aus der Industrie-2.0- oder Industrie-3.0-Ära. Im heutigen Industrie-4.0-Zeitalter hingegen stehen für Entwicklung und Fertigung modernere Ressourcen zur Verfügung.

uf dem Weg in die zukünftige Arbeitswelt kommen wir nur voran, wenn wir die Art und Weise, wie wir arbeiten, neu denken. Wir brauchen eine Transformation auf der Systemebene für die Erfassung, Analyse und Freigabe zentral gespeicherter und verwalteter Daten. Die Arbeitsabläufe und Stellenprofile in der Fertigung müssen neugestaltet werden. Und es müssen Technologien wie generatives Design und andere CAD/ CAM-Lösungen eingeführt werden, die KI/ML nutzen. Programmierbare Prozesse müssen automatisiert werden (z. B. durch additive und subtraktive Fertigung und Betriebstechnologien). Und für die Bearbeitung der Produktions- und Lieferkettenprozesse in Echtzeit sind interoperable Daten erforderlich.

Ein systematischer Ansatz ermöglicht es Unternehmen, fortschrittliche Fertigungsstrategien zu entwickeln und Technologien gezielt einzuführen. So entstehen vernetzte, kollaborative und durchgängige Arbeitsabläufe, die Mitarbeitende optimal unterstützen und zur Erreichung der Geschäftsziele beitragen.

Neue Technologien sind:

• Fertigungsorientierte Entwicklung bzw. fertigungsgerechte Konstruktion (Design for Manufacturing, DfM)
• Infrastruktur für Betriebstechnologie (Operations Technology, OT)
• KI-/ML-gesteuerte Technologien (künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen) wie generatives Design
• Cloud-basierte Softwareplattformen, z. B. integrierte CAD/CAM-Lösungen (Computer-Aided Design and Manufacturing)
• PLM (Project Lifecycle Management)
• Manufacturing Execution-Systeme (MES)
• Business Intelligence (BI)-Lösungen
• Zentrales Datenmanagement für Zusammenarbeit und Datenanalysen

Maschinenbau- und Fertigungsingenieure sowie CNC-Maschinenbediener müssen sich neue Kenntnisse in der fertigungsorientierten Entwicklung (Design for Manufacturing, DfM) und digitale Kompetenzen aneignen, um moderne Arbeitsabläufe effizient zu unterstützen. Aktuell besteht jedoch eine erhebliche Diskrepanz zwischen den Fähigkeiten von Hochschulabsolventen und den Anforderungen der Industrie. Daher sind neue, praxisnahe Ausbildungsprogramme erforderlich, die gezielt auf die Industrie-4.0-Technologien vorbereiten.

Zentrale Kompetenzbereiche für die Zukunft sind:

• Technische Fähigkeiten:
  KI/ML, Programmierung, Datenanalyse, Visualisierung
  
  
• Soft Skills:
  Teamarbeit, Kommunikation, Problemlösung
  
  
• Fachübergreifende Kompetenzen:
  Systemtechnik, Automatisierung, Nachhaltigkeit, Lieferkettenmanagement, PLM, integriertes CAD/CAM

Source

Autodesk Forschungsbericht