Automatisierung ohne Blindflug

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Das Offline-Programmieren von Robotern analysiert Bewegungsabläufe, Taktzeiten, Kollisionsrisiken und Alternativszenarien im Voraus. – Bild: Visual Components GmbH

Es ist kein geringer Druck, den die Fertigungsindustrie aktuell verspürt. Die Effizienz muss hoch, Kosten und die Downtime von Maschinen runter; so weit, so bekannt. Den Unterschied macht jetzt die dringende Notwendigkeit einer strategischen Neuausrichtung, denn viele der klassischen Ansätze laufen angesichts der hohen Markt- und Kundenanforderungen schlicht ins Leere. Eine Studie von Visual Components verdeutlicht, wo dabei die Prioritäten liegen: 42 Prozent der Befragten sehen einen höheren Automatisierungsgrad als entscheidenden Wettbewerbsfaktor an, 40 Prozent stuften eine nachhaltigere Produktion als Top-Priorität ein und 39 Prozent ordnen die engere Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine weit oben in ihrer Strategie ein. Diese Zahlen beschreiben keine isolierten Trends, sondern ein gemeinsames Problem. Unternehmen müssen effizienter und flexibler produzieren.

Das Vorantreiben automatisierter Prozesse wäre eine logische Antwort darauf, hat allerdings einen Haken. Über die letzten Jahrzehnte hat Automatisierung vor allem dort funktioniert, wo Prozesse stabil waren. Hohe Stückzahlen, geringe Produktvarianz und lange Laufzeiten waren die Voraussetzungen dafür, Anlagen einmal einzurichten und über Jahre nahezu unverändert zu betreiben. Dieses Modell passt immer seltener zur Realität. Heute dominieren modulare Produkte, kundenindividuelle Varianten, Just-in-Time-Konzepte und immer kürzere Produktlebenszyklen. Hohe Anforderungen also, die ein ganz strukturelles Problem der klassischen Automatisierung aufzeigen, denn jede Anpassung erzeugt Stillstände, verursacht Rüstzeiten und erhöht das wirtschaftliche Risiko.

Je höher die Varianz und je niedriger die Losgröße, desto schneller kippt Automatisierung zu einem Unsicherheitsfaktor. In vielen Unternehmen führt diese Unsicherheit dazu, dass Automatisierungsprojekte verzögert, verkleinert oder gar nicht erst umgesetzt werden – obwohl der Wettbewerbsdruck eigentlich das Gegenteil erfordert. Einen Ausweg aus diesem Dilemma bietet mit der Offline-Programmierung (OLP) ein Ansatz, der nicht neu, aber umso effektiver ist und stark an Bedeutung für die Branche gewinnt.

Vorsprung durch Digitalisierung

Der vielleicht größte wirtschaftliche Mehrwert der Offline-Programmierung liegt für viele Unternehmen in der Möglichkeit, neue Produkte und Varianten sehr viel schneller umzusetzen, ohne dafür laufende Anlagen stillzulegen. Entsprechende Anpassungen oder Neuprogrammierungen entstehen auf diese Weise außerhalb der Produktion und können deutlich schneller auf die reale Anlage übertragen werden. Stillstandszeiten werden somit verhindert, was in Märkten mit hoher Variantenvielfalt und kurzen Produktlebenszyklen ein entscheidender strategischer Vorteil ist.

Mit der konsequenten Verlagerung von Planung, Validierung und Risiko in den digitalen Raum entfaltet OLP sein gesamtes Potenzial. Bewegungsabläufe, Taktzeiten, Kollisionsrisiken und Alternativszenarien lassen sich analysieren, bevor reale Anlagen überhaupt in Betrieb gehen. Änderungen müssen nicht mehr nach dem Trial&Error-Prinzip an der Maschine getestet, sondern können vorab digital vorgenommen werden.

Damit macht die Offline-Programmierung Automatisierung besser berechenbar. Fehler werden nicht ausgeschlossen, aber frühzeitig erkannt und kontrollierbar. Unternehmen gewinnen die Fähigkeit, belastbare Aussagen darüber zu treffen, ob ein Prozess technisch machbar und organisatorisch beherrschbar ist. Auf dieser Planbarkeit basiert auch eine realistische Kosten- und Investitionsrechnung, denn viele Automatisierungsprojekte scheitern weniger an der Technik als an ungenauen Annahmen.

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OLP wird mehr und mehr zu einem strategischen Hebel für die Wettbewerbsfähigkeit moderner Fertigungsunternehmen.Bild: Visual Components GmbH

Verbindendes Konzept

Mit der Wirtschaftlichkeit und Prozesseffizienz eng verknüpft ist auch das Thema Nachhaltigkeit. Dabei lohnt sich eine genauere Differenzierung, denn wo in vielen Debatten ein Schwerpunkt auf Aspekten wie dem Energieverbrauch oder Materialeinsatz liegt, beginnt Nachhaltigkeit in der industriellen Realität bereits bei der Planung. Hersteller, die ihre Prozesse konsequent simulieren, können auf diese Weise ihre Anlagen bestmöglich einstellen und Fehlversuche reduzieren. Jede vermiedene Kollision, jede optimierte Bahn und jede realistische Taktzeit reduziert den Energieverbrauch, Ausschuss und Ressourceneinsatz. Nachhaltigkeit entsteht mit OLP also nicht durch Verzicht, sondern durch Präzision und Planung. Die Folgen sind geringere Stillstände und effizientere Prozesse, die Kosten senken und Ressourcen schonen. Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit stehen somit nicht, wie oftmals angenommen, im Widerspruch, sondern können sich gegenseitig bewirken. Vorausgesetzt, Unternehmen setzen auf digitale Vorarbeit statt nachträgliche Korrekturen.

Die Brücke zum dritten in der Studie genannten Faktor einer zukunftsfähigen Produktion, der Zusammenarbeit von Mensch und Maschine, schlägt OLP im gleichen Maße wie zur Automatisierung und Nachhaltigkeit. Die Rolle des Menschen verschiebt sich dabei weg vom manuellen Programmieren direkt an der Anlage hin zur digitalen Prozessgestaltung. Mitarbeitende werden damit folglich stärker in die Prozessverantwortlichkeit miteinbezogen, überwachen Abläufe, verbessern sie und passen sie je nach Anforderung an. Gleichzeitig wird die fachliche Expertise systematisch digitalisiert.

Kein Wandel ohne Hürden

Der Einsatz innovativer Technologien und die Einführung neuer Arbeitsweisen kann zwar einerseits Kernaspekte wie die Effizienz und Flexibilität erhöhen, ist aber nicht konfliktfrei. Vor allem auf Seiten der Belegschaft, die sich nicht selten über Jahrzehnte an Prozesse und Aufgabengebiete gewöhnt hat, sind Ängste vor Bedeutungsverlust oder Arbeitsplatzabbau real. Erfolgreiche Unternehmen setzen auf schrittweises Vorgehen, binden alle beteiligten Mitarbeitenden schon bei den ersten Schritten aktiv mit ein, gestalten Lösungen mit ihnen gemeinsam und zeigen transparent, wie sich die tägliche Arbeit verändern kann. Wichtig dabei: Es geht um die Verbesserung bestehender Strukturen, nicht das Abschaffen von Arbeitsplätzen. Offline-Programmierung wird damit nicht als Rationalisierungsinstrument wahrgenommen, sondern als Möglichkeit zur Weiterentwicklung von Rollen und Kompetenzen.

Darüber hinaus zeigen die Erfahrungswerte aus der Praxis, dass die Offline-Programmierung ihren Nutzen nur auf Basis einer passenden Datenlandschaft entfaltet. Konsistente Schnittstellen zwischen Konstruktion, Planung sowie Fertigung sind eine Voraussetzung. In der Realität klafft bei nicht wenigen Unternehmen allerdings genau hier eine nicht zu unterschätzende Lücke. Noch zu oft werden Fachwissen und entscheidende Informationen weiterhin über Zeichnungen, Excel-Tabellen oder handschriftliche Notizen weitergegeben. OLP kann diese Brüche sichtbar machen und Fertiger dazu bewegen, ihre eigenen Prozesse kritisch zu hinterfragen.