Industrie 4.0: Internet der Ringe

Ingolstadt, Audi Werk, Halle T32. Hier treffen sich Hubert Waltl, Produktionsvorstand der AUDI AG, und Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft. Beide verbindet die Begeisterung für Innovation. Im Mai 2014 haben sie gemeinsam die E³-Forschungsfabrik in Chemnitz eröffnet. Eine Modellfabrik für die intelligente Produktion, in der Technologien von morgen erforscht werden. Auf einem Rundgang durch die Audi Produktion will Waltl zeigen, wo Zukunftstechnologien, die seine Mannschaft entwickelt haben, bereits zum Einsatz kommen. Ein Blick hinter die Kulissen. Ein Blick auf den Teil Zukunft, der schon Gegenwart ist.

Startpunkt der Exkursion der beiden Produktionsexperten ist der Arbeitsplatz von Katharina Kunz, das 3D-Labor. Hier in der virtuellen Realität des Labors beginnt die Produktion. Es ist stockfinster. Nur aus vier Beamern scheint Licht auf die Projektionsflächen an Wand und Boden. Mithilfe einer 3D-Brille und über Gestensteuerung testet Katharina Kunz auf dieser Fläche die Montageschritte neuer Modelle vor Produktionsstart. „Hier verschmelzen reale und virtuelle Welt“, sagt Waltl. „Dagegen sehen viele Science-Fiction-Fantasien blass aus.“

In Zukunft soll die gesamte Produktion bei Audi virtuell simuliert werden. Werkzeuge, Anlagen und Betriebsmittel – alle senden in Echtzeit Daten in eine Cloud. Damit erhält jedes reale Element ein Abbild in der virtuellen Welt. Außerdem können sich Objekte auf diese Weise untereinander und mit Menschen austauschen. „Vernetzung – das ist der Kerngedanke von Industrie 4.0“, ergänzt Fraunhofer-Präsident Neugebauer. Nach mechanischer Produktion, Fließbandfertigung und digitaler Automation sind Daten die Grundlage für die vierte industrielle Revolution. Daten werden zum Öl der Zukunft.

Zur optimalen Umformung und für den effizienten Materialeinsatz wird ein mit Sensoren bestücktes Werkzeug genutzt

Waltl und Neugebauer sind mittlerweile auf dem Weg ins Presswerk zum intelligenten Werkzeug. Täglich werden in der Halle N58 bis zu 64.000 Teile produziert. Wie riesige blaue Stempel drücken die Pressen die verschiedenen Formen in den Stahl oder das Aluminium, hundertstelmillimetergenau. Nur ein einzelnes Haar zwischen Werkzeug und Material oder etwas zu wenig Öl können dazu führen, dass das Teil später durch die Qualitätskontrolle fällt. Deshalb denkt das Werkzeug in dieser Pressenstraße mit. Sensoren messen, wie das Blech über den Stempel gezogen wird. Aktoren regeln dann selbstständig, wie stark das Blech gespannt werden muss. So wird es je nach Beschaffenheit optimal gepresst. „Das ist eine neue Dimension der Präzision“, sagt Waltl stolz.

Präzision hat er von der Pike auf gelernt. Vor mehr als 40 Jahren startete Waltl seine Karriere bei der Auto Union Ingolstadt mit einer Lehre zum Werkzeugmacher. Schon früh interessierte er sich für die Digitalisierung seines Arbeitsbereichs. „Ich war einer der ersten Programmierer in der Audi Produktion. Mit Lochstreifen habe ich Rechner so groß wie ein ganzes Zimmer gefüttert“, erinnert er sich. Waltl gehört zu den Pionieren der dritten industriellen Revolution. Nach der Umstellung auf mechanische Produktionsanlagen Ende des 18. Jahrhunderts und der Fließbandfertigung im 20. Jahrhundert läutete in den 1970ern die Automatisierung ein neues Zeitalter in der Produktion ein.

Automation allein kann die steigenden Anforderungen an die moderne Produktion heute nicht mehr erfüllen. Innerhalb von zehn Jahren hat sich die Anzahl der Audi Modelle auf derzeit über 50 mehr als verdoppelt. Die Individualisierungsoptionen sind immens. All das steigert die Komplexität. Hier greifen Technologien, die die Industrie 4.0 mit sich bringt.

Waltl und Neugebauer haben ihren Rundgang fortgesetzt. Sie laufen den Karosseriebau ab. Roboter surren in ihren Käfigen. Schon in ein paar Jahren könnte das anders aussehen. Fast am Ende der riesigen Halle befindet sich der Bandabschnitt 3. Hier wird klar, wie die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter in Zukunft aussieht. Hier arbeitet KR 5 SI. Seine Aufgabe : Position der unsortierten Teile erkennen, Teil ansaugen, Teil anreichen. Das Besondere : Ohne Schutzzaun steht der ein Meter große Roboter direkt neben seinem menschlichen Kollegen Stefan Schlamp. Waltl begrüßt diesen mit Handschlag. Die drei Männer kommen ins Gespräch. „Seit er da ist“, erzählt der 31-jährige Schlamp und nickt zu KR 5 SI, „muss ich mich nicht mehr in die tiefe Kiste bücken, um die Kühlmittelausgleichsbehälter selbst zu holen. Das schont meinen Rücken.“

Das System „Window to the World“ liefert bereits heute einen genauen Soll-Ist-Vergleich zwischen Konstruktionsdaten und aktuellem Bauteil

Neugebauer ist beeindruckt. „Auch wenn Maschinen intelligenter werden, im Mittelpunkt steht immer der Mensch“, betont Waltl. Es geht bei Industrie 4.0 nicht um die menschenleere Fabrik, sondern darum, den Mitarbeiter bei seiner Arbeit optimal zu unterstützen. Roboter werden in Zukunft die Arbeiten verrichten, die Menschen ungern tun, weil sie anstrengend, monoton oder unergonomisch sind, wie Montagen im Innenraum oder Überkopfarbeiten. Mitarbeiter übernehmen dann anspruchsvollere Aufgaben. Schon heute sind Maschinenüberwachung, Programmierung, Reparatur und Instandhaltung von Anlagen wachsende Aufgabengebiete im Werk.

Waltl und Neugebauer sind am Ende ihres Rundgangs angekommen. Zeit für den ersten Kaffee an diesem Morgen. Im Selbstbedienungsmarkt drängen sich die Produktionsmitarbeiter in ihrer grau-roten Arbeitskleidung. Es duftet nach frisch gebackenen Brötchen. Neugebauer schaut nachdenklich in seinen dampfenden Kaffee. „Eine Frage habe ich noch“, setzt er an. „Wie gelingt es euch, in der Praxis so viele Innovationen zu entwickeln ?“ Waltl lächelt. „Mut, das ist unser Geheimnis“, sagt er. „Wir setzen auf mutige Menschen. Sie denken quer und um die Ecke, vor allem denken sie voraus. Sie bringen die Audi Produktion Schritt für Schritt in Richtung Industrie 4.0.“

Der Artikel “Internet der Ringe” ist im aktuellen Geschäftsbericht “we create tomorrow” der AUDI AG erschienen. Herunterladen können Sie den Bericht auf Scribd – oder Sie werfen einen Blick in die digitale Version.