Volume 120, Issue 7-8

Future-Skills-Forschung beschäftigt sich damit, welche Kompetenzen künftig bedeutsam sein werden, um in ihrer Veränderung kaum vorhersehbare Arbeitsanforderungen erfüllen zu können. Dieser Beitrag stellt eine Metastudie vor, die in 29 Studien erfasste Future Skills in ein gängiges Kategorisierungsschema einordnet, verdichtet und auswertet. Im Ergebnis zeigt sie jene Future Skills auf, die auf Basis der Auswertung als am bedeutendsten eingeschätzt werden können.

Der Mangel an Arbeits- und Fachkräften belastet deutsche Industrieunternehmen und die breite Umsetzung von Industrie-4.0-Wertschöpfungsideen ist nicht in Sicht, obwohl die technischen Fortschritte im Bereich der autonomen Systeme rasant sind. Der Beitrag beleuchtet die Potenziale und die sicherheitstechnischen Herausforderungen in diesem Kontext. Er zeigt aktuelle Forschungslücken auf, die im Projekt auto W ert untersucht und ausbuchstabiert werden sollen.

Eine Studie zu ganzheitlichen digitalen Fabrikmodellen im produzierenden Gewerbe identifizierte acht Thesen von Fabrikbetreibenden. Dieser Beitrag stellt diese Thesen dem aktuellen Stand der Forschung gegenüber. Durch Kombination von Literaturrecherche und Gruppendiskussion werden insbesondere die Notwendigkeit lebenszyklusübergreifender Informationsdurchgängigkeit und Herausforderungen bei Datenintegration und -austausch beleuchtet. Die Erkenntnisse weisen auf zukünftige Forschungsfelder hin.

Ausgangspunkt eines jeden Fabrikplanungsprojekts stellt die Zielfestlegung dar. Sie dient der Analyse der Unternehmensstrategie und der Ermittlung von Prämissen für eine zukunftsorientierte Planung. Eine systematische Vorgehensweise zur Erfassung von Fabrikzielen ist in der Literatur bislang nicht beschrieben. Im vorliegenden Beitrag wird ein dreistufiges methodisches Vorgehen zur Zielfestlegung vorgestellt, das aus der Erfassung relevanter Einflüsse mithilfe einer Strategie-Matrix, der Einordnung der daraus abgeleiteten Fabrikziele in ein Zielportfolio sowie der Erstellung von Zielprofilen für das Fabrik- und das Produktionssystem besteht.

Angesichts steigender Anforderungen an CO 2 -Transparenz und Nachhaltigkeit sind produzierende Unternehmen zunehmend dazu verpflichtet, energierelevante Daten zu erfassen und auszuwerten. In diesem Beitrag wird ein Ansatz zur werkstückspezifischen Messung des elektrischen Leistungsbedarfs von spanend bearbeiteten Bauteilen präsentiert. Die Umsetzung erfolgt im Rahmen eines digitalen Zwillings auf Basis der Verwaltungsschale sowie durch den Einsatz kommunikationsfähiger Sensorlösungen. Der zeitaufgelöste Leistungsbedarf und der daraus abgeleitete CO 2 -Fußabdruck werden in der Verwaltungsschale des Werkstücks gespeichert. Somit können Unternehmen den Energie- und Emissionsaufwand ihrer Produkte transparent ausweisen und durch die Analyse der Energiedaten Einsparpotenziale in den Fertigungsprozessen identifizieren, um Energiekosten zu sparen.

Produktionsunternehmen und ihre Logistik stehen vor einer Vielzahl dynamischer Herausforderungen. In diesem Kontext gewinnen zwei Faktoren zunehmend an Bedeutung: Wandlungsfähigkeit als die Fähigkeit sich strukturell an sich ändernde Rahmenbedingungen anzupassen und auch Nachhaltigkeit als maßgeblicher Wettbewerbsfaktor. Ziel dieser Arbeit ist es, die Nachhaltigkeit von Wandlungsfähigkeit für verschiedene Elemente der Produktionslogistik auf unterschiedlichen Ebenen zu erfassen. Es wird bestimmt, ob und in welchem Ausmaß Wandlungsfähigkeit in der Produktionslogistik nachhaltig ist, wobei sowohl eine Gesamtaussage als auch eine differenzierte Betrachtung erfolgt.

Um den sozioökologischen Folgen der Kobalt- und Wolframgewinnung entgegenzuwirken, werden im Rahmen des FairTools-Projektes im Programm Durchbrüche der Carl-Zeiss-Stiftung verschiedene Ansätze zur Substitution und Reduktion des Bedarfs an Wolframcarbid-Kobalt-Hartmetallen für Zerspanwerkzeuge verfolgt. Neben der Entwicklung neuartiger Hochleistungswerkstoffe wird auch die mögliche Reduktion des Einsatzes primärer Rohstoffe bei der Werkzeugproduktion angestrebt. Dies soll sowohl durch die additive Fertigung von Werkzeugen aus recyceltem Vollhartmetall als auch durch die Beschichtung von Grundkörpern aus Materialien mit geringerem Wolfram- bzw. Kobaltanteil erfolgen. Die additiv gefertigten und beschichteten Werkzeuge sowie die Werkzeuge aus den neuartigen Materialien werden anhand von Standzeitversuchen charakterisiert und mit herkömmlich produzierten Hartmetall-Werkzeugen verglichen, um ihre Eignung für den praktischen Einsatz zu evaluieren.

Funktional gradierte, hybrid poröse Materialien eröffnen neue Möglichkeiten zur gezielten und lokalen Anpassung von Bauteileigenschaften. Proben aus 316 L und 17-4PH wurden mittels Laserauftragschweißen gefertigt, wobei die Gradierung senkrecht zur Aufbaurichtung untersucht wurde. Es wurden geringe Porositäten und wenige Schichtanbindungsfehler festgestellt. Die Härte stieg im 17-4PH-Bereich deutlich an. Die Ergebnisse bilden die Basis für die Fertigung multifunktionaler hybrider Komponenten.

Ohne Prototyping und Testing keine Serienfertigung, keine Marktreife und damit kein Produkt: Beides spielt im Fertigungsprozess von elektronischen Komponenten eine zentrale Rolle. Unternehmen können ihre Entwicklungen als Muster testen, Fehler finden und ihre Entwicklungen optimieren. Erfolgt das Prototyping in enger Zusammenarbeit mit dem Dienstleister, kann es nah an der Serie gebaut und die finale Produktion schnell angestoßen werden. Das erlaubt es auch, Verzögerungen für notwendige Anpassungen in der Entwicklung in der Produktion wieder aufzuholen.

Mikrofräsen kann zur Erzeugung von mikrostrukturierten Funktionsflächen eingesetzt werden. Durch eine Mikrostrukturierung kann beispielsweise beeinflusst werden, ob und wie gut Mikroorganismen an einer Oberfläche anhaften können. Als Werkstoffe werden biokompatible Materialien, wie z. B. Reintitan oder Edelstahl, eingesetzt. Aufgrund ihrer guten plastischen Verformbarkeit neigen diese Metalle allerdings zur Gratbildung, was die erzeugte Oberflächenqualität verschlechtert. Dieser Beitrag stellt ein Projekt vor, dessen Ziel die Minimierung der Gratbildung beim Mikrofräsen von Reintitan und Edelstahl ist. In diesem Zusammenhang soll der Einfluss des Drallwinkels des Mikrofräsers, des Sturzwinkels der Spindel und der Schnittgeschwindigkeit auf die Gratbildung untersucht werden. Die verwendeten Mikrofräser haben einen Durchmesser von 50 μm.

Die Anschaffung neuer automatisierter Produktionsmaschinen erfordert hohe Investitionen und stellt kleine und mittlere Unternehmen (KMU) vor Herausforderungen. Eine kostengünstige Alternative ist der Einsatz kollaborativer Robotik zur Modernisierung bestehender Anlagen und zur Steigerung von Leistungsfähigkeit und Nutzungsdauer. Cobots überzeugen durch einfache Programmierung, flexible Einsatzmöglichkeiten und hohe Sicherheitsstandards. Im Vergleich zu Industrierobotern benötigen sie weniger Platz – ein Vorteil für KMU. Dieser Beitrag beschreibt die Modernisierung einer Facettiermaschine mit einem Universal Robot UR3. Die Integration automatisiert repetitive Aufgaben und erhöht Produktivität, Effizienz und Anpassungsfähigkeit der Anlage.

Verschwendung an Montagearbeitsplätzen verursacht erhebliche Effizienzverluste und steigert Produktionskosten. Zur systematischen Erfassung und Bewertung dieser Verschwendungen sowie zur Ableitung gezielter Verbesserungsmaßnahmen sind praxisorientierte und methodisch fundierte Instrumente erforderlich. Dieser Beitrag stellt ein Lean-Reifegradmodell vor, das speziell auf industrielle Montagearbeitsplätze und deren Materialanbindung zugeschnitten ist. Durch die Gliederung in relevante Sektionen ermöglicht das Modell eine differenzierte Bewertung, schafft Transparenz über den Reifegrad und unterstützt die Priorisierung von Optimierungsmaßnahmen. Damit trägt es wesentlich zur nachhaltigen Steigerung der Produktivität und Reduktion von Verschwendung bei.

Hohe Produktkomplexität und anspruchsvolle Qualitätsstandards stellen die industrielle Qualitätssicherung vor Herausforderungen. In diesem Beitrag wird ein Ansatz für ein kognitives Assistenzsystem zur datenbasierten Entscheidungsunterstützung in der Qualitätssicherung vorgestellt. Mit diesem können Abweichungen in Prozessdaten identifiziert und ursachenbasierte Handlungsempfehlungen, selbst für noch unbekannte Fehler, abgeleitet werden. Innerhalb eines Anwendungsfalls aus dem Werkzeugbau wird demonstriert, wie die Entscheidungsfindung in der Qualitätssicherung in komplexen Situationen datenbasiert verbessert werden kann.

Die industrielle Fertigung erlebt einen epochalen Wandel. Künstliche Intelligenz (KI) hält Einzug in Werkzeugmaschinen und verändert nicht nur die Produktion, sondern auch die Wartung von Maschinen. KI wird zur Schaltzentrale effizienter, nachhaltiger und wettbewerbsfähiger Fertigung. In Zeiten von Fachkräftemangel und internationalem Konkurrenzdruck ist sie weit mehr als nur ein technologisches Gimmick: Sie wird zur Überlebensstrategie. Wie Künstliche Intelligenz die industrielle Produktion revolutioniert, wird auch auf der EMO Hannover 2025, der Weltleitmesse für Produktionstechnologie, vom 22. bis 26. September zu sehen sein.

Die Herausforderung: Personalengpässe. Das Ziel: Steigerung der Produktivität. Die Lösung: Solution Kit ivOS Sheet Metal. Dieses Be- und Entladesystem von Schmalz nutzt künstliche Intelligenz, 3D-Vision-Sensoren und einen flexiblen Flächengreifer, um unterschiedliche Werkstücke zu erkennen und zu bewegen. Maschinenbauer LISSMAC steigerte damit seine Leistungsfähigkeit deutlich.

Künstliche Intelligenz (KI) ist ein mächtiges Hilfsmittel beim Führen. Doch sie kann menschliche Führung nicht ersetzen – unter anderem, weil sie keine Verantwortung übernehmen kann und über kein Gewissen und Bauchgefühl verfügt. „Künstliche Intelligenz? Das ist doch ChatGPT, oder?“ Führungskräfte, die über KI sprechen, sollten nicht nur deren prominentesten Vertreter kennen, denn: Künstliche Intelligenz ist längst mehr als ein cleverer Chatbot. Sie durchdringt Entscheidungsprozesse, lenkt Geschäftsmodelle und verändert unsere Arbeitsweise.

Microsofts neue Analyselösung Fabric wurde Anfang 2024 als Game Changer für KMU angekündigt. Der mittelständische Automobilzulieferer Schlote hat den Selbstversuch unternommen und die Eckpfeiler der Plattform – Echtzeitfähigkeit, Self-Service und Datenanalyse – mit seinen Produktionsdaten getestet. Resultat: Effizienzsteigerungen, einfache Visualisierung mit Power BI, erste Ansätze zur Nutzung von KI, aber auch Herausforderungen bei der OPC-UA-Anbindung

Digitale Zwillinge gelten als Schlüsseltechnologie für die Digitalisierung industrieller Prozesse. Diese Studie untersucht, wie stark Digitale Zwillinge in der Praxis deutscher Großunternehmen (DAX und MDAX) verbreitet sind. Durch eine systematische qualitative Inhaltsanalyse öffentlicher Unternehmensinformationen (graue Literatur) wurden 79 Dokumente aus 33 Unternehmen ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass der Begriff Digitaler Zwilling oft unscharf verwendet wird und meist einfache Digitale Modelle oder Schatten beschreibt. Echte Digitale Zwillinge mit bidirektionalem Datenaustausch sind noch selten. Die Studie liefert wichtige Erkenntnisse zur realen Nutzung und zum zukünftigen Potenzial dieser Technologie.