Smart Production

Lean Production und Industrie 4.0 - Synergien möglich?

27. Mai 2020 Digitalisierung

Durch die technischen Entwicklungen der letzten Jahrzehnte ist es heute möglich Computer in der breiten Masse vergleichsweise günstig miteinander zu vernetzten. Durch die intelligente Vernetzung von Industrieanlagen entstehen zahlreiche Anwendungsfälle, deren Einfluss auf die Industrie eine neue industrielle Revolution auslösen kann.

Die vierte industrielle Revolution, oder auch Industrie 4.0 steht laut Definition in einem Kontrast zur Lean Production, einem Konzept aus der Mitte des letzten Jahrhunderts, welches eine Verschlankung der Produktion als Ziel verfolgt. Die mit Industrie 4.0 einhergehende Vernetzung bedeutet hier aber zuerst einmal ein Plus an Aufwand und Komplexität, welches auf den ersten Blick nicht mit den klassischen Lean-Definitionen vereinbar ist. Warum und wie Lean Production und Industrie 4.0 trotzdem miteinander funktionieren und sogar voneinander profitieren können, wird in diesem Blogbeitrag näher diskutiert.

Lean Production

Lean Production beschreibt die Summe von Konzepten und Maßnahmen zur Steigerung der Effizienz, der Produktqualität sowie die Konzentration auf wertschöpfende Tätigkeiten mit dem Ziel Verschwendung zu vermeiden und die Produktion zu flexibilisieren.

Das fundamentale Prinzip ist die Vermeidung von Verschwendung. Dieses Prinzip beschreibt die Verschwendung von Arbeitskraft durch die Ausübung von nicht-wertschöpfender Tätigkeiten. Die Reduktion von nicht-wertschöpfender Arbeit ist bei der Lean Production das übergeordnete Ziel. Dieses übergeordnete Ziel soll bei der Lean Production erreicht werden, indem Mitarbeiter auf dem Shopfloor kontinuierlich Veränderungen vornehmen, um Arbeitsabläufe effizienter oder wertschöpfender zu gestalten.

Industrie 4.0

Im Gegensatz zur Lean Production beschreibt der Begriff Industrie 4.0 keinen Katalog von konkreten Prinzipien zur Umsetzung, sondern lediglich das Konzept einer intelligenten Vernetzung von Maschinen, Menschen und Arbeitsmitteln. Die hieraus neu entstandenen Möglichkeiten sind so umfangreich, dass dieser Übergang als die vierte industrielle Revolution bezeichnet wird.

Vergleichbar ist dieser Wandel mit den vorangegangenen industriellen Revolutionen, die jeweils durch die Einführung einer neuen Technologie und damit verbundenen industriellen Anwendungsfällen ausgelöst wurde.

Der ersten industriellen Revolution lag so die Mechanisierung durch Wasser- und Dampfkraft zugrunde durch deren Medium Energie auf Maschinen übertragen werden konnte. Diese Energieübertragung wurde in der zweiten industriellen Revolution durch Elektrizität übersetzt. Die dritte industrielle Revolution wurde durch die Einführung durch Computer und miteinhergehenden Automatisierungsmöglichkeiten eingeleitet und legt den Grundstein für die besagte vierte industrielle Revolution. Die Einführung von Computern in der dritten industriellen Revolution war dabei ein großer Einschnitt, da eine völlig neue Technologie mit entsprechenden Änderungen in der Arbeitsweise eingeführt werden musste.

Lean Production und Industrie 4.0

Angesichts der zunehmenden Komplexität der Betriebsabläufe sind viele Unternehmen an einem Punkt, an dem die Prinzipien der Lean Production allein nicht mehr ausreichen, um dem Wettbewerbsdruck zu begegnen. Werden sowohl Lean-Methoden als auch Industrie 4.0 integriert eingesetzt, können beide Aspekte voneinander profitieren.

Durch Echtzeitkommunikation zwischen Menschen, Maschinen und darüberliegenden Systemen ergibt sich ein ganzheitliches Bild der aktuellen Produktion. Dieses Bild hilft den Fertigungsmitarbeitern die Produktion zu verstehen und Verbesserungen direkt umzusetzen. Industrie 4.0 ist kein reiner Selbstzweck, sondern sollte immer interdisziplinär und nicht rein technisch betrachtet werden. Informationen, die durch Systeme der Industrie 4.0 gewonnen werden, sind nur dann wertvoll, wenn diese auch genutzt werden, um die Produktion zu verbessern.Mögliche Szenarien

Das Kernkonzept von Lean Production ist die Vermeidung von Verschwendung. Diese Definition von Verschwendung umfasst beispielsweise Überproduktion und Wartezeiten. Durch Industrie 4.0 kann exakt bestimmt werden wie viele Teile eines Auftrags bereits produziert werden und wie viele Teile noch produziert werden müssen. Auf diese Art und Weise ist es möglich eine exakt definierte Stückzahl ohne Überschuss zu produzieren und auch auf Veränderungen wie Ausschuss „in-the-loop" und in Quasi-Echtzeit zu reagieren.

In diesem Szenario muss eine vernetzte Maschine nicht kontinuierlich geprüft werden, da im Fehler- oder Bedarfsfall automatisch Personal benachrichtigt werden kann. Ausfallzeiten bleiben so gering und Arbeiter auf dem Shopfloor können sich ganz nach dem Lean-Prinzip wertschöpfender Arbeit widmen. Diese Synergieeffekte können aber nur dann genutzt werden, wenn sowohl Lean Production als auch Industrie 4.0 integriert betrachtet werden.

Ein wichtiger Faktor bei der Umsetzung ist der Mensch: Prozesse zur Verbesserung von Produktionsabläufen, vor allem aber Entscheidungen werden nicht vollständig automatisiert. Informationen müssen daher sach- und anwendergerecht bereitgestellt werden. Nur wenn Daten zur richtigen Zeit in der richtigen Form vorliegen, kann aus Informationen Wissen entstehen, welches nachhaltig für die Steuerung und Verbesserung der Prozesse verwendet werden kann. Oft entscheidet die Benutzungsschnittstelle über den Erfolg der Systeme im Hintergrund.

 

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