Het ontwerp van een toekomstbestendige productie

© Fraunhofer IPA

Digitaal, lean en mensgericht: Tien richtlijnen voor het ontwerpen van toekomstbestendige productiesystemen zijn ontwikkeld door wetenschappers van het Fraunhofer-Instituut voor productie- en automatiseringstechniek IPA in de studie Holistische productiesystemen 4.0. Hun praktische eisen aan de vormgeving van methoden en hulpmiddelen bieden een concreet kader voor managers en fabriekseigenaren.

Digitalisering verandert de productie. Onder de noemer Industrie 4.0 markeert dit een sprong voorwaarts. Welke rol spelen de mens en Lean Productie bij het ontwerpen van productiesystemen met nieuwe Industrie 4.0-technologieën? Welke eisen worden gesteld aan de vormgeving en hoe beïnvloedt de digitale transformatie de verschillende niveaus van holistische productiesystemen? Voor deze en andere vragen zijn talrijke praktijkexperts ondervraagd in de door het Fraunhofer IPA opgestelde studie.

Met Lean en Industrie 4.0 naar flexibiliteit en wendbaarheid

Een ding is duidelijk uit de Fraunhofer-studie: de digitale transformatie raakt niet de basisprincipes van holistische productiesystemen (GPS). "Het bedrijfsspecifieke methodische kader dat de continue afstemming van alle bedrijfsprocessen op de klant dient, blijft gelden – temeer omdat de holistische productiesystemen in Duitsland als industriestandaard zijn vastgesteld," aldus Simon Schumacher, projectleider van het Future Work Lab en hoofdauteur van de studie. De methoden van Lean Productie zullen dus de processen in de fabrieken blijven bepalen. Ze ontwikkelen zich echter voortdurend in combinatie met toenemende digitalisering en connectiviteit. Het doel van deze verandering is om de productie flexibeler te maken. Een bedrijf moet snel kunnen inspelen op klantwensen, zelfs op zeer specifieke. Industrie 4.0 maakt het zelfs mogelijk om maatwerk te produceren tegen de prijs van massaproductie. Daarbij helpt dat de lopende band in de toekomst niet meer het maatstaf is. In de fabriek van de toekomst kan de traditionele lijnproductie met band en takt worden losgelaten – en dat met lagere kosten.

Coöperatief datamanagement

Dat lukt natuurlijk alleen met goed datamanagement. Het moet gegarandeerd zijn dat alle gegevens van elke machine en elke bewerking altijd beschikbaar zijn. Meer nog: in de toekomst is niet alleen optimalisatie van eigen productieprocessen voldoende. Een bedrijf moet ook verder kijken dan de eigen grenzen en de gegevens van klanten en leveranciers integreren in haar processen. Schumacher spreekt van "End-to-End-processen zonder systeemonderbrekingen." De connectiviteit gaat dus veel verder dan de eigen machinespark.

Toolbox en use cases

Dit alles verhoogt de complexiteit in de productie enorm. Om de processen toch onder controle te houden, zijn hulpmiddelen voor industrial engineering nodig. Dit is een belangrijke uitkomst van de studie. Er moet een gereedschapskist komen. Een toolbox moet het mogelijk maken om problemen volgens gestandaardiseerde procedures op te lossen. Bij elke verandering in processen of machines geeft de goed gestructureerde toolbox aanwijzingen over wat te doen. Voorwaarde: hij moet gemakkelijk te hanteren en zo intuïtief mogelijk te bedienen zijn. Onderdeel van de toolbox moeten ook praktijkvoorbeelden, zogenaamde use cases, zijn. De onderzoeksgroep Implementatiemethoden voor digitale productie wil in de zomer een industriële werkgroep “Holistische productiesystemen 4.0” oprichten, waarin de praktische uitwerking van zo'n toolbox wordt uitgevoerd samen met experts uit de industrial engineering.

Tweedelige studie

De studie maakt deel uit van het onderzoek in het Future Work Lab en is gebaseerd op een tweefasige enquête. Aan de eerste fase, een web-enquête, deden 73 vakexperts mee. Daarbij werden zeven algemene hypotheses uit het onderzoek in de praktijk getoetst.

In de tweede fase heeft het projectteam 18 uitgebreide interviews gehouden met vakexperts uit productiebedrijven. "Onze studie geeft inzicht in de huidige stand van ontwerp van productiesystemen bij toonaangevende Duitse bedrijven uit de automobielindustrie en de machine- en installatiebouw. Daarbij konden onze hypotheses uit het onderzoek grotendeels worden bevestigd door de industrie. Bedrijven melden bovendien dat ze door de combinatie van Industrie 4.0 en holistische productiesystemen jaarlijkse verbeteringen in het dubbele percentage kunnen realiseren," aldus Schumacher.

Verdere onderzoeksactiviteiten over het productiearbeid van de toekomst worden bij het Fraunhofer IPA verzameld in het nieuwe leid- en toekomstthema “Technologieën voor mensgerichte productie”, dat door Simon Schumacher voor het IPA wordt gecoördineerd.

Subsidiemelding

Deze studie maakt deel uit van het onderzoeksproject “Future Work Lab”. Het Future Work Lab wordt als pilotproject gefinancierd door het Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) binnen het programma “Innovaties voor productie, dienstverlening en werk van morgen”, lijn “Toekomst van werk”, en wordt begeleid door de projectuitvoerder Karlsruhe (PTKA).