Paradigmenwechsel in der Produktion

Die Automation gilt als eine für die Zukunft des Standorts Deutschland entscheidende Schlüsseltechnologie. Rasante Entwicklungen der IT-Technologien und des Internets sind die Motoren der so genannten vierten industriellen Revolution, die große Herausforderungen und Potenziale für die Wirtschaft mit sich bringt. Hier kommt der Automatisierungstechnik eine entscheidende Rolle zu, die Industrieproduktion zukunftsfähig und wettbewerbsfähig zu gestalten.

chemie&more im Gespräch mit Dr.-Ing. Kurt D. Bettenhausen, Vorsitzender der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (VDI/VDE-GMA).

chemie&more: Herr Dr. Bettenhausen, das Thema Industrie 4.0 wird derzeit viel diskutiert. So hat auch die Bundesregierung dieses als Leitthema verifiziert und innerhalb ihrer Hightech-Strategie als Zukunftsprojekt konzipiert. Welche Denkansätze verbergen sich hinter dem Begriff Industrie 4.0 und inwieweit steht die Wirtschaft an der Schwelle zur vierten industriellen Revolution?

Dr. Kurt D. Bettenhausen: Industrie 4.0 bedeutet einen Paradigmenwechsel: In Erweiterung der heute zum Teil immer noch starren Produktionsanlagen werden unsere Fabrikhallen in Zukunft noch stärker geprägt durch allzeit vernetzte, flexible, sich selbst anpassende Anlagen und Komponenten. Darüber hinaus werden Daten über Materialien, Konstruktionen, Ressourcen, Zulieferer, Preise, Nachfrage etc. überall zur Verfügung stehen. Daraufhin werden die Produktionsabläufe zukünftig geplant und optimiert. Für Deutschland, das mit seinem gut ausgeprägten und gut funktionierenden industriellen Kern international gut positioniert ist, ist diese Entwicklung sehr wichtig. An unserem Hochlohnstandort müssen wir effizient und flexibel produzieren, um unseren Wettbewerbsvorsprung zu behalten. Darum müssen wir die vor uns liegenden Entwicklungen aktiv angehen. Die Politik hat daher mit dem Zukunftsprojekt „Industrie 4.0“ rechtzeitig richtige und wichtige Weichen gestellt.

Was sind die wesentlichen Merkmale einer Industrieproduktion der Zukunft?

Die Fabrik der Zukunft wird intelligent. Ausgehend von einer hochgradigen Vernetzung wird eine Flexibilisierung möglich, die die Produktion auf Einflüsse und Optimierungsvorgaben aller Art sehr schnell und optimal reagieren lässt. Dabei geht es um Sicherung der Produktqualität und optimale Auslastung von Produktionskapazitäten bei gleichzeitiger Sicherstellung der heutigen Verfügbarkeit und Sicherheit.

Auch Änderungen am zu fertigenden Produkt sollen durch horizontale Integration schnellstmöglich in den Fertigungsanlagen berücksichtigt und umgesetzt werden.

Welche Bedeutung hat die Mess- und Automatisierungstechnik für die Fabrik der Zukunft und was sind die technischen Heraus­forderungen, die es für die Hersteller zu bewältigen gibt?

Die Mess- und Automatisierungstechnik ist dafür verantwortlich, dass die Produktion so funktioniert, wie sie gedacht ist. Sie sorgt für die richtigen, sicheren und hochverfügbaren Abläufe, stellt die gleich bleibende Produktqualität sicher und optimiert weitere Ziele – je nach Wunsch des Produzenten bzw. des Endkunden. Das wird auch zukünftig so bleiben. Durch „Industrie 4.0“ kommt es jedoch durch die Vernetzung und die quasi unbegrenzte Daten­verfügbarkeit zu neuen Herausforderungen. IT-Bandbreite und IT-Dienstleistungen ganz neuer Art werden Einzug in unsere Fabrikhallen halten. Hierauf müssen und werden die heutigen Anbieter der Mess- und Automatisierungstechnik schnell reagieren, sonst besteht die Gefahr, dass Kompetenz zu Anbietern abwandert, die heute auf der Landkarte der Mess- und Automatisierungstechnik nicht zu finden sind. Hier denke ich an reine Software- und Cloudanbieter. Diese haben jedoch am Ende bei jeder Realisierung mit dem fehlenden Domänen-Knowhow der Applikation in der realen Welt zu kämpfen – einem Bereich, in dem unsere Automatisierungsfirmen schon heute hervorragend aufgestellt sind.

Welche Rolle spielen dezentrale Konzepte und künstliche Intelligenz?

Die Frage der zentralen bzw. dezentralen Konzepte spielt eine äußerst wichtige ­Rolle. Vor dem Hintergrund der IT-Sicherheit, die eine Schlüsselrolle im Rahmen von „Industrie 4.0“ spielt, muss sich jedes Unternehmen fragen, welche Lösung und welche Daten dezentral bzw. zentral positioniert werden. Generelle Antworten werden sich hier wohl nicht finden lassen; das wird im Einzelfall von den Anforderungen der Produzenten abhängen, die Automatisierung einsetzen.

Der Begriff der künstlichen Intelligenz ist bereits über 25 Jahre alt und in einer gewissen Weise belegt. Natürlich wird die Intelligenz, die in die Produktion einziehen wird, künstlich sein. Die Ansätze sind aber andere als vor 25 Jahren. Zukünftig wird die Intelligenz auf der hochgradigen Vernetzung und den sich daraus ergebenden Möglichkeiten basieren.

Die VDI/VDE GMA hat 2009 in dem Thesenpapier „Automation 2020“ die Automation als Leitdisziplin für die Entwicklung zukunftsfähiger Lösungen sowie als unverzichtbar für den effizienten Umgang mit Ressourcen und Energie beschrieben. Was sind die Eckpfeiler des Thesenpapiers und wie weit sind wir von den Zielsetzungen entfernt?

Die Automation ist Leitdisziplin für die Entwicklung, Optimierung und Anwendung neuer Produkte, Gebäude und Anlagen, Verfahren und Technologien. So heißt eine der drei Thesen in unserem Papier „Automation 2020“, die wir erstmalig in 2009 formuliert und im Januar 2013 noch einmal bestätigt haben.

Obwohl oder besser doch gerade weil ­derzeit viel über die Schlagwörter „Cyber Physical Systems“ und „Industrie 4.0“ gesprochen und geschrieben wird, bleibt es dabei, dass es die Automation ist, die dem Menschen seinen Alltag erleichtert, ihn in seinem industriellen Umfeld unterstützt und hilft, die Komplexität der uns umgebenden Prozesse zu beherrschen.

Das Thesenpapier verfolgt die Bedeutung der Automation im Jahr 2020. Natürlich ­haben wird dort anspruchsvolle Thesen formuliert. Sicher ist es nicht einfach, alle gesetzten Ziele zu erreichen. Dennoch wird es in sieben Jahren so sein, dass wir in vielen Dingen auf durchgängige Automation setzen – viele weitere Dinge werden einfach „von selbst“, d.h. automatisch, ablaufen. Ein Ende ist hier nicht in Sicht.

Inwieweit können wichtige Anwenderbranchen wie die chemische Industrie und der Maschinen- und Anlagenbau einen Beitrag für die Fabrik der Zukunft leisten und wie begegnet die Automationsbranche den gestellten Anforderungen der Prozessindustrie?

Die Anwender werden sich auch in Zu­kunft unverändert damit auseinandersetzen, ­wie und wo sie eine wettbewerbsfähige ­Produktion realisieren. Von daher werden sie das Projekt „Industrie 4.0“ genau verfolgen und für sich entscheiden, was einen ausreichenden Nutzen für sie bringt, damit sie es für sich umsetzen werden. Der Hauptfokus liegt derzeit in der diskreten Fertigung. Branchen mit kontinuierlichen Prozessen – die Chemie gehört dazu – ­haben die aktuellen Trends und den daraus resultierenden Nutzen leider noch nicht ausreichend erkannt.

Die Automationsbranche ihrerseits wird dafür Sorge tragen, dass sie ihre Kunden auch zukünftig mit einer vollständigen Produktpalette bedienen wird. Dabei wird sie aber auch neue Wege gehen müssen: Die Herausforderungen bei der Vernetzung und bei einer Automatisierung in der Cloud sind für diese Branche teilweise neu – hier hat die IKT-Branche bereits umfangreiche Erfahrungen und Produkte in ihrem Portfolio. So wie die Regelungstechnik vor ca. 50 Jahren damit begonnen hat, Methoden der Mathematik und Physik applikations- und industrietauglich zu machen, wird dies die Automation im Rahmen von Industrie 4.0 mit weiteren Methoden der Kommunikations- und Informationstechnologie tun. Automation ist mehr als Informationsver­arbeitung: Ohne Sensorik und Aktorik fehlt die Anbindung an die reale Welt und damit der grundlegende Nutzen! Und das kann nur die Automation in ihrer Gesamtheit bieten.

Welche Zielsetzungen verfolgen Sie vorrangig mit der Arbeit der GMA und wo setzen Sie Schwerpunkte?

Wir haben es bei der „Industrie 4.0“ derzeit mit einem ausgeprägten „Technology Push“ zu tun. Uns geht es – wie bei allen anderen unserer Aktivitäten auch – darum, Forschungseinrichtungen, Hersteller und Anwender von Automation an einen Tisch zu bringen und schnellstmöglich für alle ­verwertbare, d.h., erfolgreich umsetzbare Konzepte zu erarbeiten. Wir verfolgen daher eine frühzeitige Standardisierung von Begriffen, Referenzmodellen und Architekturen. Wir setzen dabei auf unsere VDI/VDE-Richtlinien, von denen bereits eine Vielzahl direkt im Rahmen von „Industrie 4.0“ anwendbar ist.

Zunehmend wird eine interdisziplinäre Zusammenarbeit der beteiligten Fachdisziplinen gefordert. Wie unterstützen Sie das und wie ist das Zusammenspiel zwischen universitärer und industrieller Forschung?

Basis für unsere Arbeit in der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik ist schon immer die freiwillige ­Gemeinschaftsarbeit mit Vertretern aus her­stellender und anwendender Industrie, Forschung und Lehre. Wir vertreten nicht die Meinung einzelner Branchen. Schon heute sind in unseren Fach- und Richtlinienausschüssen etwa 1.500 Experten ehren­amtlich tätig. Unter unserem Dach führen wir alle interessierten Kreise zusammen – das werden wird auch im Kontext von ­„Industrie 4.0“ fortsetzen.

Die Automation, häufig auch als „Hidden Technology“ bezeichnet, hat in der öffentlichen Wahrnehmung oft ein schlechtes Image, das auf der Angst begründet, sie könnte die menschliche Arbeit ersetzen. Was setzen Sie dem entgegen, welchen Nutzen stiftet Automation und welche Rolle spielt der Mensch in dem immer komplexer werdenden Produktionsumfeld?

Wir versuchen, die Öffentlichkeit genau in diesem Punkt besser und allgemein verständlicher über den Nutzen von Automation zu informieren, z.B. unter www.ganz-automatisch.de. Dafür haben wir bereits Printmaterialien und einen Film erstellt, der in den Onlinemedien frei verfügbar ist.

Dennoch haben Sie Recht: Es ist schwierig zu argumentieren, dass Automation für ­eine effiziente Produktion in Deutschland Grundvoraussetzung ist. Vor zwei Jahren haben wir hierzu eine Studie veröffentlicht. Hierin kommt klar zu Ausdruck, dass Automation eine stabilisierende Wirkung auf Produktion und Arbeitsplätze am Standort Deutschland hat. Häufig stehen Betriebe aus Kostengründen vor der Wahl, eine Verlagerung ins Ausland durchzuführen oder Investitionen in neue technische Anlagen durchzuführen. Es gibt gute Beispiele dafür, in Automation in Deutschland zu inves­tieren und eben keine Produktion zu verlagern. Damit sorgt Automation für einen Erhalt von Arbeitsplätzen!

Sie haben auch Recht mit der Feststellung, dass die Anlagen der Fabrik der Zukunft wegen der Vernetzung komplexer werden als heutige Anlagen. Der Mensch wird hier zunehmend wichtig und wird seinen Platz in der Produktion behalten. Die Menschen und Ingenieure müssen aber auf die Komplexität und die sich verändernden Auf­gaben vorbereitet werden.

Wie sehen Sie die Zukunft für den Produktionsstandort Deutschland?

Ich sehe die Zukunft positiv. In Deutschland kommen mehrere Faktoren für den Erfolg von „Industrie 4.0“ zusammen: Wir haben eine erfolgreiche Produktion am Standort, wir haben eine erfolgreiche und exportorientierte Branche der Automatisierungstechnik der industriellen Informationstechnik und der Embedded Systems, wir haben funktionierende Netzwerke, wir haben außerdem qualifiziertes Personal sowie leistungsfähige Forschungs- und Ausbildungseinrichtungen. Mit dem Wachstum der Automation wird auch der Produk­tionsstandort Deutschland, der Automation erfolgreich einsetzt, wachsen.

Herzlichen Dank für das Gespräch!

(Interview: Claudia Schiller)

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