Innovationen der Zukunft

Vernetzte Produktion: Willkommen in der Fabrik von morgen

Menschen arbeiten mit Maschinen – und die Maschinen sprechen miteinander. Eine vernetzte Fabrik mit 5G kann zeitweise aus dem Homeoffice gesteuert werden. Ganze Produktionsketten laufen verknüpft wie von selbst. Wir blicken auf die Zukunft in der Industrie 4.0.

Jeden Morgen, wenn die Produktionsmanagerin Sabine Demel mit der Arbeit beginnt, laufen die Maschinen bereits auf Hochtouren. Sie erstellen einen Bohrkopf nach dem nächsten. Demel setzt sich dann ihre Virtual-Reality-Brille auf und beginnt so ihren Kontrollgang durch die große Produktionshalle. In der Halle selbst ist sie nur noch äußerst selten: Sie sitzt mal in ihrem Büro zu Hause oder so wie heute auf ihrem Stuhl im modernisierten Bürotrakt direkt neben der Halle.

Demel fliegt dann virtuell mit einer Drohne durch die Gänge. Per Signal erhält sie aktuelle Daten zu den Geräten, die sie mit ihren Augen fokussiert: Drehzahl, Temperatur, Schwingfrequenz. Bei Bedarf teilt sie das Bild mit ihren Kolleginnen und Kollegen vor Ort an einem großen Bildschirm oder mit weiteren Angestellten an anderen Standorten in Deutschland und ganz Europa.

5G ermöglicht Arbeiten wie in einem Videospiel

So wie in unserem fiktiven Beispiel könnte die Zukunft der Produktion in vielen Bereichen der Industrie in Deutschland aussehen. Gerade der industrielle Wirtschaftszweig wird von den Möglichkeiten durch 5G massiv profitieren können. Erste Pilotprojekte deutscher Firmen zeigen, was bald für zahlreiche Unternehmen möglich sein wird. „Deutschland spricht über 5G“ wirft einen Blick nach vorne und präsentiert spannende Einblicke in die Industrie von morgen.

Augmented Reality und Virtual Reality

Virtual Reality (VR) ist eine künstlich erstellte, digitale Welt. Nutzerinnen und Nutzer setzen sich dabei meist eine VR-Brille auf und tauchen förmlich in eine andere Welt ein. Die dargestellte Projektion ist in 360 Grad sichtbar – vergleichbar mit einem Film, in dessen Mitte man selbst steht und sich umschauen kann. Welchen Ausschnitt der Darstellung man sehen möchte, können Nutzerinnen und Nutzer durch eine einfache Kopfbewegung bestimmen. Die Darstellungen können durch entsprechende 360-Grad-Kameras aufgezeichnet oder am Computer erstellt werden. Das ist nicht nur für Videospiele spannend: Chirurginnen oder Chirurgen können mithilfe von VR schon vor der OP durch den Körper reisen, ohne die Patientin oder den Patienten anzufassen.

Augmented Reality (AR) fügt virtuelle Dinge in die reale Welt ein. Die deutsche Übersetzung „erweiterte Realität“ beschreibt es gut: AR vereint Realität und digitale Darstellung. Erfahrbar wird diese Technik auch mithilfe einer Brille oder mit dem eigenen Smartphone. Dabei werden Objekte oder Daten zusätzlich in das Sichtfeld eingeblendet, also in die Realität hineinprojiziert. Das hilft zum Beispiel Beschäftigten im Lager: Sie laufen mit der Brille durch Regalreihen und bekommen in ihrem Sichtfeld angezeigt, wo sich das gesuchte Produkt befindet.

Wie im Beispiel von Sabine Demel werden Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) mithilfe von 5G die Wirtschaft bereichern. Der Einsatz beider Technologien wird insbesondere bei mobilen Anwendungen erst durch 5G möglich. Wer damit arbeitet, wird sich künftig viele Informationen oder Prozesse virtuell anzeigen lassen können – und diese Prozesse mit gekoppelter Technik auch parallel bedienen. Ein Vorgehen, ganz ähnlich wie in Videospielen, hält so Einzug in den Arbeitsalltag.

VR ermöglicht eine virtuelle Reise direkt an den Ort des Geschehens. So können Führungskräfte wie Sabine Demel, während sie an ihrem eigenen Arbeitsplatz sitzt, ihrem verstreut in Deutschland sitzenden Team unter die Arme greifen.

Intelligente Maschinen suchen sich ihre Arbeit selbst

Nicht nur Menschen, sondern auch Maschinen nutzen das Internet: Die Welt der vernetzten Geräte wird als Internet der Dinge (IoT) bezeichnet. In einem Betrieb können sich Maschinen und Menschen in Echtzeit austauschen. Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter können jederzeit Informationen abrufen, spontane Veränderungen koordinieren und sich dabei stets mit anderen Standorten oder Dienstleistern abstimmen. Lieferketten lassen sich somit auf einen Klick überblicken und perfektionieren.

Smarte Geräte werden auch untereinander kommunizieren. 5G macht so autonome Fertigungsketten möglich: In ihnen übernehmen autonome Fahrzeuge oder Drohnen den Transport zu vernetzten Fertigungsstraßen. Alle Geräte in diesem „Internet der Dinge“-Szenario lernen mittels Künstlicher Intelligenz kontinuierlich hinzu. Menschen übernehmen dabei voraussichtlich insbesondere kontrollierende Funktionen und können optimierend eingreifen. Smarte Roboter bilden vielerorts das Herz der Produktion.

Die Fabrik wird zum flexiblen Raum

Die Produktionsstätten von morgen werden flexibler. Mobile Maschinen reagieren auf die aktuellen Aufträge oder Gegebenheiten. Modelle sehen vor, dass nur noch die Gebäudehülle des Produktionsstandortes fest ist. Darin agieren Menschen, aber vor allem Maschinen freier als bisher. Aufwendig lange und starre Fließbänder werden durch kleine agile Roboter ersetzt. So können Produktionsabläufe einfach und schnell an neue Produkte angepasst werden.

Diese Form der konfigurierbaren Arbeitsräume wird durch eine drahtlose Infrastruktur möglich. Geräte sind über das 5G-Netz verbunden statt über kilometerlange Kabel, die sich kreuz und quer durch die Halle schlängeln. Zwar dürfte der Datenverkehr weiter zunehmen, doch 5G-Funkanlagen übertragen die gleiche Menge an Daten mit wesentlich weniger Energieaufwand als 4G. Grund hierfür ist unter anderem das sogenannte Beamforming: Eine 5G-Anlage funkt nicht überallhin gleich, sondern stellt gezielt Leistung bereit, wo Nutzerinnen und Nutzer sie brauchen. Das vermeidet Verschwendung. Der Wegfall von physischen Leitungen durch drahtlose Maschinen kann zusätzlich Kosten sparen und völlig neue Optionen der Raumnutzung ermöglichen.

All diese Möglichkeiten tragen dazu bei, dass der Industriestandort Deutschland mit all seinen Prozessen und Lieferketten optimiert wird. Unternehmen haben Verzögerungen im Blick und können auf spontane Änderungen sofort reagieren. Einzelne Geräte wie Förderbänder und Roboter sind zusätzlich in der Lage, untereinander zu kommunizieren. Künstliche Intelligenz ist besonders stark darin, große Datenmengen zu analysieren und Geräte miteinander zu vernetzen. Das tut sie mit einer Schnelligkeit, die menschliche Fähigkeiten weit übersteigt. Doch auf bestimmten Gebieten ist der Mensch den Maschinen voraus – und wird es aller Voraussicht nach auch bleiben. So werden menschliche Kompetenzen wie Kreativität, Teamarbeit, Führungserfahrung und soziale Fähigkeiten auch in Zukunft weiter gefragt sein.

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