Es ist an der Zeit, dass sich das Engineering selbst automatisiert.

Ingenieure machen das, was sie am besten können: Sie entwickeln Lösungen, mit denen der Kunde noch effizienter arbeiten kann. Produktionsprozesse so flexibel gestalten, dass die Anpassung zum Standard wird. Das ist die neue industrielle Revolution, in der wir uns gerade befinden. Seltsamerweise ist die Entwicklung dieser intelligenten Lösungen immer noch ein traditionelles Handwerk. Aber nicht mehr lange, es ist Zeit, das letzte Tabu zu brechen: Der Engineering-Prozess kann automatisiert werden!

Von der Handarbeit zur Automatisierung

Technologisch hat sich in den letzten Jahrzehnten eine Reihe beeindruckender Entwicklungen vollzogen. Am bekanntesten sind natürlich die Entwicklung der Elektronik und des Internets. Mindestens ebenso beeindruckend ist der Einfluss dieser Entwicklungen auf die industrielle Automatisierung. Prozessanlagen und Produktionsmaschinen sind - ohne dass wir uns dessen bewusst sind - äußerst komplexe Zusammenstellungen von Objekten. Und wir arbeiten ständig daran, noch effizientere Lösungen zu erfinden. Hinter den Kulissen bringt die zunehmende Komplexität jedoch einen wachsenden Informationsfluss mit sich. Es wird immer schwieriger, diesen Informationsfluss für alle verständlich und handhabbar zu halten.

Als Ingenieure bieten wir unseren Kunden technologische Lösungen auf dem neuesten Stand der Technik, aber wir nutzen die technologischen Möglichkeiten selbst nicht optimal. Wir beginnen jedes Design auf einem leeren Blatt. Unser Wissen steckt in unseren Köpfen. Wir konstruieren jede Maschine individuell, weil Technik menschliche Arbeit bleibt, richtig? Trotzdem können wir es nicht vermeiden, den Engineering-Prozess selbst zu automatisieren. Nur schon deswegeben, um in der Lage zu sein, die komplexen Lösungen zu entwickeln, die die gegenwärtige industrielle Revolution erfordert. Natürlich können wir weiterhin in den Themen des Tages leben und Pflaster an den Stellen anbringen, an denen es sehr gut funktioniert. Die Vergangenheit lehrt jedoch, dass die industrielle, technologische Entwicklung eine aufstrebende Wellenbewegung ist, wo die alte Arbeitsweise immer einer radikalen neuen Platz macht. Schauen Sie sich nur die bisherigen industriellen Revolutionen an.

Was können wir aus der Vergangenheit lernen?

Während der Industrialisierung im 18. Jahrhundert wollten man Produkte massiv und kostengünstig herstellen. Mechanisierung machte das möglich. Dies begann in der Landwirtschaft mit Mühlen und Dreschmaschinen, so dass mit weniger Menschen mehr Nahrungsmittel billiger produziert werden konnten. Infolgedessen fielen die Preise und die Nachfrage stieg. Die Landarbeiter gingen in die Städte und wurden Fabrikarbeiter. Inzwischen wurde manuelle Arbeit durch industrielle Produktionsmethoden, wie die Webmaschine ersetzt. Der Arbeiter wurde zum Fahrer der Maschine.

Eine wissenschaftliche Herangehensweise an die Produktion entstand im 19. Jahrhundert. Die Produktionsprozesse wurden in kleine Aufgaben aufgeteilt und auf die Arbeiter verteilt. Dies führte zur Produktion am Fließband, wobei die Automobilproduktion bei Ford das bekannteste Beispiel ist. Dies bedeutet, dass weniger Menschen mehr Produkte billiger produzieren können. Wieder fielen die Preise und die Nachfrage stieg.

Erst nach dem 2. Weltkrieg mit der Einführung der Computertechnologie wurde die automatische Steuerung von Maschinen, über die Programmsteuerung möglich. Durch die Verknüpfung der vorhandenen, modularen, mechanischen und pneumatischen Systemsteuerungen mit elektrischen Steuerungen, war eine zentrale Steuerung von einem Kontrollraum aus möglich. Dies verlagerte die Aktivitäten der Arbeiter von der Arbeit auf die Überprüfung und Koordinierung der verschiedenen automatisierten Teilaufgaben.

Mit der Einführung der Prozesssteuerung wurde es schließlich möglich, automatisierte Teilaufgaben zu verknüpfen und zu automatisieren. Infolgedessen können Massengüter - ohne das Eingreifen eines Arbeiters - hergestellt werden. Dieser beschäftigt sich mit Planung, Kontrolle und Wartung.

Die gegenwärtige industrielle Revolution

Wir befinden uns bereits in der nächsten: Smart Industry of Industry 4.0 steht für eine weitreichende Digitalisierung und Verflechtung von Geräten, Produktionsmitteln und Organisationen. Diese neue Branche strebt nach einer sehr flexiblen Produktionskapazität in Bezug auf Produkt, Volumen, Timing, Rohstoffe und Kosteneffizienz. Dies bedeutet eine Vielzahl zusätzlicher Informationen und damit eine zunehmende Komplexität in den verschiedenen Geschäftseinheiten.

Während früher der Fokus auf effizienteren Maschinen für die Massenproduktion von Gütern lag, verlagert sich diese Aufmerksamkeit nun darauf, die Produktionskapazität flexibler zu gestalten und Informationen effizienter zu nutzen.

Mit weniger Mitarbeitern mehr Wissen produzieren, damit mehr Produkte noch günstiger hergestellt werden können. Das ist der Kern der gegenwärtigen Industrialisierung. Aber anders als vor einem Jahrhundert können die verfügbaren Arbeiter nicht zu dieser nächsten Phase der industriellen Revolution übergehen. Wir haben in den letzten zehn Jahren einen Mangel an Ingenieuren (Technikern, Spezialisten). Das ist ein zusätzlicher Grund, das Engineering zu automatisieren.

Was bedeutet das für Ihr Engineering?

Während andere Geschäftsprozesse zur Verwaltung, Verarbeitung und Kontrolle von Informationen durch ERP- oder PDM-Systeme unterstützt wurden, hat das Engineering in den letzten Jahrzehnten keine weitreichende Automatisierung erfahren. Vielleicht, weil Effizienzsteigerung beim Einkauf und Verkauf als wichtiger wahrgenommen wurde. Oder vielleicht, weil Engineering als zu komplex (und daher nicht automatisiert) angesehen wurde. Aber haben wir das nicht selbst passieren lassen?

Stellen Sie sich vor, dass Ihre Konstruktionsabteilung eine Maschine ist. In diesem Moment haben Sie ein komplettes Produkt (sprich: Design), das von dieser Maschine hergestellt wird. Eine zeitraubende und komplexe Aufgabe, die sich nicht automatisieren lässt. Das Ergebnis ist, dass das Engineering Handarbeit bleibt.

Das Problem ist jedoch, dass die vom Kunden gewünschten Lösungen immer komplexer werden. Und dieser Kunde verlangt gleichzeitig ein hohes Maß an Effizienz. Jetzt haben wir aus der Vergangenheit gelernt: Die Lösung für eine effizientere Produktion liegt nicht im Einsatz von mehr Mitarbeitern, sondern in der Zerlegung von Prozessabläufen in überschaubare Teile.

Nun stellen Sie sich vor, dass Ihre Konstruktionsabteilung eine Fabrik ist. Es gibt Maschinen zur Herstellung verschiedener Halbzeuge (mit anderen Worten: Unterkonstruktionen), nach denen andere Maschinen diese Halbzeuge zu unterschiedlichen Endprodukten zusammenfügen (die endgültige Konstruktion). Auf diese Weise ist es möglich, unterschiedlichste Serien und Modelle mit Optionen mit einer relativ kleinen Auswahl an Halbzeugen herzustellen. Wäre es dem Arbeiter dann auch möglich, eine Maschine zu betreiben, mit der die Konstruktion gemacht wird? Oder noch weiter, dass er nur pflanzt, kontrolliert und pflegt?

Die Technologie ist dafür bereit

Industrielle technologische Entwicklungen folgen einer Wellenbewegung, die immer höher geht und nicht aufgehalten werden kann. Während der ersten industriellen Revolution wurden auf den ersten Blick unüberwindliche Hürden genommen, um effizienter zu produzieren. Vision, Standardisierung, Spaltung, Integration und technologische Entwicklungen haben dabei immer eine Schlüsselrolle gespielt. Bisher wurde diese Entwicklung von der Konstruktionsabteilung getragen. Der Unterschied besteht darin, dass derzeit die Technologie zur Automatisierung des Engineerings verfügbar ist.