Führende Position erarbeitet

Trotz hoher Personalkosten habe sich das Hochlohnland Deutschland im globalen Wettbewerb der Fabrikausrüster behaupten können und in vielen Sektoren eine führende Position erarbeitet. Dies könne auf strukturelle Faktoren wie die Tiefe und Breite der Technologiekompetenzen und auf die hohe Qualifikation der Mitarbeiter von Unternehmen zurückgeführt werden. Ergänzt werde die strukturelle Stärke durch die Art und Weise der Unternehmensführung, die sich nicht allein an kurzfristigen Gewinnen orientiert, sondern an den technischen Potenzialen und spezifischen Kundenproblemen in der industriellen Produktion: „Deutsche Unternehmen gelten als innovativ, zuverlässig und verbindlich. Sie verbinden lokale Stärken mit globaler Präsenz", so der Stuttgarter Professor.

Längst sind die Lohnkosten nicht mehr der entscheidende Wettbewerbsfaktor, da in den Unternehmen weit mehr Menschen in den indirekten Bereichen beschäftigt sind als in den direkten. In den direkten Bereichen zähle die fachliche Qualifikation bei komplexen Arbeiten zu den kritischen Erfolgsfaktoren. An dieser Stelle hat der mittelständisch geprägte Maschinenbau ebenso große Vorteile wie im technischen Vertrieb, im Engineering kundenspezifischer Problemlösungen und im technischen Service, der auf hohem technischen Qualitätsniveau liegen muss, um Aufträge zu gewinnen und um Kunden im gesamten Lebenslauf der Produkte zufrieden zu stellen. Die Verlässlichkeit der Leistungen schaffe nachhaltige Kundenbindung mit beiderseitigen ökonomischen Vorteilen.

Die Tatsache, dass die deutschen Fabrikausrüster erfolgreich und als Motoren der Wirtschaft aus einer tiefen Krise herausgekommen sind, sagt Westkämper, „beruht auch darauf, dass sie durchweg dem Erhalt der Kompetenzen eine höhere Bedeutung gegeben haben als einer ‚hire and fire Politik’ mit kurzfristiger Personalanpassung an die Auftragslage". Gleichzeitig haben die Unternehmen ihre gewohnte kundenspezifische Innovationsfähigkeit in der Krise genutzt, um sich mit neuen Problemlösungen auf das Ende der Krise vorzubereiten. Nachhaltige Beweise innovativer Problemlösungen werden auf der EMO Hannover 2011 unter dem Motto „Werkzeugmaschinen und mehr" reichlich zu sehen sein.

Integrative Produktion

Die Produktionstechnik erlebte in den vergangenen Jahren bemerkenswerte Innovationen durch die Konzentration auf Fertigungsprozesse und Prozessleistung. Dadurch konnten die Fertigungsstufen reduziert und die Präzision sowie die Prozessfähigkeit außerordentlich verbessert werden. Heute bieten Unternehmen Komplettbearbeitungen für Teile höchster Komplexität an und erreichen dabei hohe Nutzungsgrade der Maschinen. In der Folge verringern sich die Aufwendungen für periphere Funktionen und Logistik sowie die Prüfung. Der Grad der Integration verschiedenartiger Verfahren und Funktionen in einzelne Maschinen ist so hoch wie niemals zuvor. Dies ist auch dem Bemühen um eine kontinuierliche Weiterentwicklung der Technik mit Konzentration auf die eigentliche Wertschöpfung zu verdanken. Man brauche dazu aber Ingenieure, die komplexe Systeme beherrschen können. Dieser Ansatz werde oft als „Integrative Produktion" bezeichnet.

Tendenziell steigen die Anforderungen an die Fertigungstechnik durch die Vielfalt der Formen und Komplexität der Bauteile. Ferner werden die metallurgischen Eigenschaften der Werkstoffe spezifischer und vielfältiger. Das Motto „für jedes Bauteil den optimalen Werkstoff" engt die technologischen Arbeitsbereiche in der Fertigung ein und verstärkt den Zwang zur Optimierung der Prozessparameter und Einstellungen. Hier zahle sich das fundamentale Wissen deutscher Ingenieure ebenso aus wie die Fähigkeit, an die technischen Grenzen zu gehen.

Neue Chancen nutzen

„In der globalen Wirtschaft", ist Westkämper überzeugt, „gibt es neue Chancen, die auch von kleinen Unternehmen genutzt werden können". Die moderne Kommunikationstechnik verkürzt die Wege zwischen Kunden, Betreibern und Herstellern. Die häufigen Umstellungen und Umrüstungen in der Produktion der OEMs, verursacht durch deren steigende Varianten und deren Vielfalt, bedingt verlässliche Partnerschaften auch nach der Inbetriebnahme und bietet Gelegenheit für zahlreiche zusätzliche Dienstleistungen rund um die Maschinen: „Flexibilität und Wandlungsfähigkeit sind Anforderungen, die bereits in der Produktkonzeption berücksichtigt werden müssen. Wandlungsfähigkeit verlangt von den Konstrukteuren der Maschinen eine langfristige Perspektive und Vorausschau potenzieller Fertigungskonzepte."

Spitzenleistung in der Produktion sei heute nicht allein durch einzelne Kernprozesse zu erreichen, sondern auch durch eine Optimierung des gesamten Produktionssystems. Dazu gehören die Technik, die Organisation und die Menschen, die Fabriken gestalten und betreiben. Rund um eine Fabrik beeinflussen zirka 100 Organisationen direkt oder indirekt die Effizienz des Systems Produktion: „Die ganzheitlichen Produktionssysteme waren ein richtiger und vielfach wirksamer Ansatz zur Optimierung dieses Systems, indem sie die Wertschöpfung zum Nutzen des Kunden in den Mittelpunkt gestellt und mit Methoden der Verbesserung unterstützt haben". Suche man jedoch nach darüber hinausgehenden Effekten, auch „beyond lean" genannt, so erhalten die Wandlungsfähigkeit und die Fähigkeit des Lernens in der digitalen Produktion eine neue Bedeutung.

Schnelle Veränderungen ohne Effizienzverluste setzen die genaue Kenntnis der Fähigkeiten von Maschinen, Prozessen und Organisationen voraus. Menschen lernen unter anderem durch Reproduktion. Menschen vergessen aber auch Erfahrungen, wenn sie nicht ständig gefordert werden. Mittels der Techniken und Werkzeuge der digitalen Fabrik können Lernprozesse unterstützt und das Vergessen unterbunden werden. Ferner lassen sich diese Werkzeuge außerordentlich gut zum Training und zur Vermittlung von Wissen am Arbeitsplatz einsetzen.

Alte Rezepte sind keine Problemlöser der Zukunft

„Alte Rezepte der Flexiblen Fertigung sind nicht die Problemlösungen der Zukunft," warnt Westkämper, „in der Organisation suchen Unternehmen nach schlanken und selbstoptimierenden Formen, mit denen sie sich auf die turbulenten Umgebungen einstellen und in denen sie überleben können". Diese aus der Systemtechnik stammenden Begriffe lassen sich auch auf die technischen Systeme und insbesondere in der Automatisierung anwenden, indem sie die gesteigerte Leistungsfähigkeit der elektronischen und mechatronischen Elemente nutzen, um Systeme schneller umzurüsten und auf geänderte Anforderungen umzustellen. Immer stärker werden technologische Modelle der Prozesse in die Steuerungen und Leitsysteme integriert, um damit der steigenden Vielfalt der Fertigungsaufgaben zu begegnen und eine hohe Prozesssicherheit bei wechselnden Aufgaben zu erreichen.

Diese Techniken der Adaption senken die Umrüstkosten und die Kalibrierarbeiten ebenso wie sie dazu beitragen, Folgekosten zu vermeiden. „Wir folgen in der technischen Entwicklung dem Ziel der Integration von Wissen mittels Elektronik und Simulation in alle Stufen der Herstellung," macht der Produktionsexperte deutlich. Die Selbstoptimierung nutze dabei das Erfahrungswissen, um Fehler zu vermeiden und Erfahrungen für die Produktion zu sammeln. Zwar sei die Selbstoptimierung „sicher ein akademisches Entwicklungsziel, dennoch sind bereits erste Maschinengenerationen im Einsatz, die Einstelldaten und Qualitätsergebnisse sammeln, verdichten und im Wiederholungsfall dem Mitarbeiter ‚best practices’ zeigen".

Produktionstechnik unter dem Einfluss globaler Megatrends

Megatrends wie eine älter werdende Gesellschaft, die Urbanisierung, die zunehmende Individualisierung der Produkte, die Angleichung der globalen Qualitätsstandards oder die Verbesserung der Effizienz der in der Produktion eingesetzten Ressourcen beeinflussen die technische Entwicklung in erheblichem Maße. Fabriken der nächsten Generation, prophezeit Professor Westkämper, „werden mit weit weniger Energie produzieren und zunehmende Kosten des Materials kompensieren müssen". Zu den Leitlinien gehöre auch die sicher provozierende These von einer „Produktion ohne Rohstoffe".

Hintergrund dieser These sei die Tatsache, „dass wir alle von einer Verteuerung der Energie und der Werkstoffe ausgehen müssen. Wir brauchen eine konsequente Rückgewinnung des Materials am Ende des Lebens jedes technischen Produktes, um es wieder zu verwenden. Wir müssen unsere Produkte dematerialisieren, um mit weniger Material gleiche oder gar verbesserte Funktionen zu erreichen und können dies durch kleinere Bauweisen und Miniaturisierung der Bauelemente erreichen". Wenn es betriebswirtschaftlich sinnvoll wäre, „würden wir auch gern die Lebensleistung der Maschinen drastisch steigern".

Die Verringerung von Ausschuss und Nacharbeit, aber auch jedes Material, das nicht bearbeitet werden muss, sei ein Beitrag zur Senkung der Energiekosten. Dem Experten ist dabei bewusst, dass dazu eine intensive Kenntnis aller Wirkprozesse im Lebenslauf der Produkte erforderlich ist: „Es handelt sich hier um einen Migrationsweg zu einer Fabrik für 2030 und mehr." Die EMO Hannover 2011 bietet beste Voraussetzungen, ein Meilenstein auf diesem Weg zu werden.

Lokale Stärke und globale Präsenz

Die Qualitätsstandards der Welt gleichen sich in der vernetzten Produktion immer weiter an. OEMs müssen den Wettbewerbsdruck „best practices" – sobald erkannt – so rasch wie möglich auf ihre Fabriken in der Welt übertragen. Sie können sich nicht erlauben, in anspruchsvollen Märkten eine niedrige Qualität anzubieten. Diese globale Vernetzung verstärke die Suche nach den optimalen Netzwerken im Einkauf wie in der Produktion und im Verkauf. Neue Fragen wie die optimale Nähe zu den Märkten, das marktnahe „Customizing", die optimale Größe der Fabriken, die Nutzung lokaler Standortfaktoren und viele weitere stehen heute auf der Tagesordnung vieler Unternehmen. Getrieben durch weltweite Standards der Kommunikation und durch die Digitalisierung der Produktion entstehen Strukturen mit lokaler Stärke und weltweiter Präsenz.

„Wir in Europa", resümiert der Fraunhofer-Forscher, „haben eine lange Tradition in der industriellen Produktion und sehen in der Produktion die Basis einer realen Ökonomie. Um die Staatsschulden durch regionale Wertschöpfung abzubauen, brauchen wir Produktionstechniken, welche die Volumen- und Massenproduktion hier erhält oder gar zurückbringt". Unter dem Einfluss der Nachhaltigkeitsforderungen der Gesellschaften müssen die Fabriken allerdings ökonomisch, ökologisch und sozial effizient werden, ohne an globaler Wettbewerbsfähigkeit zu scheitern. Dies sei eine der größten Herausforderungen, welche die Produktionstechnik je gehabt hat: „Wir können vielleicht die Fabriken ‚grün’ nennen – dieser Begriff vernachlässigt jedoch die Ökonomie und die Tatsache, dass auch in Zukunft rund 100 Millionen Menschen in der Produktion Beschäftigung finden sollen."