Industrie 4.0 für Produktions- und Werkleiter

Bericht von der Produktionsleiter-Tagung 2015 in Dortmund

Im Jahr 2035 muss die Lebensmittelproduktion zwei Milliarden zusätzlicher Kunden über eine Vielzahl von lokalen „Mikromärkten" versorgen. Dabei werden Qualität und niedrige Kosten dank des Konkurrenzdruckes aus den Schwellenländern ein selbstverständlicher Standard sein. Wird womöglich menschliches Know-how in der Produktion gar nicht mehr nachvollziehbar sein, da es sich anonym einer „Cloud" bedient? Ist der Kollege von einst nun durch einen Avatar ersetzt worden?

Dies war mit einer die schillerndsten Aspekte, positioniert zu Beginn der Produktionsleiter-Tagung der Akademie Fresenius am 20. und 21. Januar 2014 in Dortmund: Prof. Dr. Andreas Syska (Hochschule Niederrhein) sprach in seinem Vortrag über die „Produktion 2035 - das Gesicht der Fabrik von übermorgen". Die Präsentation eröffnete den ersten Themenblock „auf dem Weg zu Industrie 4.0?". Die LVT-Redaktion hat die zweitägige Veranstaltung besucht und berichtet hier in Auszügen darüber. Dr. Jochen Brose (TDM Sachverständigenbüro) moderierte die Tagung und wurde auch diesmal gebeten, anläßlich selbst einen Vortrag zu seinen Praxis-Erfahrungen als Sachverständiger zu halten. „Ich werde Ihnen einige Themen aus meinem Ordner des Schreckens vorstellen", versprach Jochen Brose und erläuterte die Zielsezung zum Auftakt des 8. Fresenius Jahresauftakttreffens der Produktionsleiter wie folgt: „Was will die Tagung? Impulse geben für einen neune Blick auf die eigene Arbeit!"

Produktion 2035

Für die Produktionsaufgaben 2035 müsse Flexibilität schon in die Fabrik mit eingebaut sein, so Andreas Syska. Die Fabrik sei permanent im Umbau und verliere ihr stabiles Umfeld, da sich ihre Produktion an immer individuellere Produkte, unterschiedlichste Bedürfnisse und Denkweisen adaptieren müsse. Die Zukunft gehöre offenen Systemen, welche die Erfahrung und das Wissen der Nutzer sammeln. Wissen werde in 20 Jahren kaum mehr durch Frontalunterricht und Vorträge vermittelt, sondern verbreite sich zunehmend horizontal in Fachforen, Blogs und durch die physische Vernetzung der Mitarbeiter zu einem „Internet des Menschen". In der Produktion 2035 sei der Mitarbeiter als hybrides Wesen dauerhaft mit dem Internet vernetzt.

Er habe gelernt künstliche Personen, graphische Stellvertreter oder Avatare als personifizierte Wissensquellen, als Teilnehmer von Meetings oder als persönliche Berater zu begreifen.
Für jede Form von Geheimwissen sei die Cloud der denkbar ungeeignetste Platz. Technische Abteilungen, Spezialisten und Führungskräfte verlören damit zunehmend Kontrollmöglichkeiten und Macht an technische Systeme mit planerischer und dispositiver Gewalt. Dieser schleichende Verlust der Entscheidungshoheit beträfe alle Mitarbeiter in der Produktion: Das Werkstück fordere ohne Interaktion des Menschen seine eigenen Produktions- und Transportkapazitäten an. Cyber-Physikalische Systeme integrierten Werkstücke und Maschinen mit digitalem Gedächtnis.
„Haben Sie eine Taskforce 3 D-Druck?", fragte Andreas Syska, sein Auditorium, denn auch die Produktion verlagere sich immer mehr zum Kunden und der Produzent wandele sich mehr und mehr zum „Befähiger" des Kunden. So stelle sich die Frage, ob die eigenen Produkte in 20 Jahren überhaupt noch in einem Supermarkt zu finden seien. „Wenn ihre Produkte in Regal liegen bleiben, können Sie reagieren wie sie wollen", sagte Andreas Syska und fragte seine Zuhörer „Budgetieren Sie noch? Wir brauchen eine neue Betriebswirtschaftslehre 2.0." Die klassische BWL habe durch lineares und starres Denken, unrealistische Annahmen und die Denke eines Verkäufermarktes abgewirtschaftet.
Das Thema Industrie 4.0 kommentierte Syska wie folgt: „Industrie 4.0 - die Protagonisten setze das gleich mit der Fabrik der Zukunft - ich tue das nicht." Das „Industrial Internet" sei eine Begrifflichkeit in den USA. Andreas Syska überzeichnetete die verschiedenen Einstellungen „Industrial Internet" dies- und jenseits des Atlantiks: Während wir in Deutschland noch an den Schnittstellen arbeiteten und darüber nachdächten, wie das funktionieren könne, wären die Amerikaner bereits bei der Frage angelangt, welches Geld man damit verdienen könne.
Zum Abschluss wagte Professor Syska einen Blick auf die Perspektive der Gesellschaft auf die Produktion im Jahr 2035: Die Produktion als Quelle des Wohlstands sei allgemein anerkannt. Dabei genieße der Produktionsmanager höchste gesellschaftliche Anerkennung als „Ikone" der Wertschöpfung und des Wohlstandes. Es bestehe wachsendes Interesse, die Prinzipien, Werkzeuge und Werthaltungen der Produktion auf andere öffentliche Bereiche zu übertragen. Dabei stehe der Produktionsmanager im Rampenlicht und daher könne er die Lösung ethischer und moralischer Konflikte in Bezug auf Ökonomie, Ökologie und Soziales nicht mehr wie bisher der Gesellschaft und ihren Institutionen überlassen. Vielmehr werde vom Produktionsmanager erwartet, dass er diese Konflikte stellvertretend für uns alle löse. Die sei der Ausdruck des großen Vertrauens in ihn.

Shop-Floor Integration und Industrie 4.0

„Shop-Floor Integration und Industrie 4.0: Chancen und Risiken" war das Thema des Vortrags von Philippe Ramseier, Geschäftsführer und Inhaber von Hauser Steuerungstechnik in Villmergen (Schweiz). Das Unternehmen bietet MES-Lösungen an, ist seit 1982 am Markt und beschäftigt 28 Mitarbeiter.
Nach der Überzeugung Philippe Ramseier werde der Mitarbeiter auch in 20 Jahren noch eine wichtige Rolle in der Produktion spielen. Mit dem Oberbegriff Industrie 4.0 könne derzeit die Hälfte aller Entscheider noch nichts anfangen. Angesichts der Geschwindigkeit des Wandels und der Umwälzungen daraus sei eine Vernachlässigung des Themas aber geradezu gefährlich. Der Referent verwies die Automations-Interessenten im Auditorium auf das zweite Swiss Food&Beverage Automation-Forum am 9. Juni 2015 in Baden (www.intelligente-automation.ch).
Der Schritt in Richtung Industrie 4.0 beginne mit der Aufnahme von vielen Daten - „Big Data" gerade aus den Steuerungen und den Motoren. Die Smart Factory/Shop-Floor Integration seien der Einstieg in das Thema Industrie 4.0 mit der Basis an den Steuerungen. Dabei helfen die Verwendung von Standards und die schrittweise Umsetzung in Modulen dabei, die Risiken bei der Umstellung zu minimieren. Eine im Kreislauf geführte Step-by-Step-Strategie erlaube sukzessive Erweiterungen über einzelne Anlagen und helfe die Risiken in der Umstellung zu minimieren. Den Zeitaufwand der einzelnen Schritte:

1. Lasten/Pflichtenheft (3 Monate),
2. Proof of Concept (3 Monate),
3. Implementierung (2 Monate),
4. Testphase (2 Monate),
5. Go Life (2 Monate).

Danach könnten Erfahrungen aus dem Projekt in die Anforderungen und Strategien für Schritt 1 bei der nächsten Anlage einfließen und der Zyklus erneut begonnen werden.
Der Gewinn für die Unternehmen aus Industie 4.0 liege klar auf der Seite der Kostenreduktion und der Gesamtanlageneffektivität (GAE; oder englisch Overall Equipment Effectiveness: OEE). Weitere Vorteile seien die Reduktion der Fehlerquellen, bessere Datenqualität (smart data) und die Prozessoptimierung u.a. durch automatische Auftragsübergabe und die damit verbundene Senkung der Betriebskosten. Als klares Risiko müssten in jedem Projekt die Sicherheitsaspekte richtig bewertet werden. Bis hin zu der Frage „Wie sicher sind die Rezepturen der Chocolatiers in der Cloud?", sagte Philippe Ramseier.

Industrielle Fleischproduktion 4.0

Den ersten Praxisbericht für die Anwendung neuer Technologien hab Holger Pier, Technischer Leiter und Prokurist der Westfleisch e. G. und der Westfleisch Finanz AG, Münster. Holger Pier brachte die tägliche Praxis in der Produktionsleiters gleich auf den faktischen Punkt: „Wir sind alle überwältigt worden vom Mindestlohn von 8,50 € und nun beschäftigen wir uns mit solchen Technologien. Wir kaufen Maschinen und haben Probleme mit deren Vernetzung und dann wenden Sie mal 60% Ihrer Arbeitszeit für ein neues Projekt auf".
In Deutschland sei die Westfleisch eG das drittgrößte fleischverarbeitende Unternehmen und weltweit auf Platz 17. 50% der Produktion von Westfleisch gehe in das europäische Ausland und in Drittländer, lediglich der Markt in Russland sei aufgrund der Ukraine-Krise weggebrochen. Speziell Abnehmer in chinesischen Markt seien interessiert an Füßen oder Zungen, die nach westlichen Maßstäben nicht so begehrt sind.
Nach den Worten von Holger Pier ist das Westfleisch-Center in Coesfeld das modernste der Welt. Sechs Roboter arbeiten in Coesfeld in der Zerlegung, dabei zerlege die Anlage pro Stunde 850 Schweine in vier Teile und aus jedem Tier entstünden etwa 2.500 Produkte. „Wir arbeiten da mit einem dänischen Partner zusammen", sagte Holger Pier.
Seit einigen Jahren fördert die bäuerliche Erzeugergemeinschaft Westfleisch auch die Aktion Tierwohl. In das Programm werden Landwirte aufgenommen, die spezielle Maßnahmen ergreifen, um das Wohlergehen der Tiere über die gesetzlichen Standards hinaus deutlich überprüfbar verbessern. „Dazu gehören auch Ultraschallmessungen für Geräusch-Emissionen in den Ställen, denn je mehr Ruhe die Tier haben desto besser ist die Qualität des Fleisches", sagte Holger Pier.

Biofilme

Im Themenblock Anlagenhygiene sprach Dr. Constanze Messal, Geschäftsführerin der MICOR GmbH (Rostock) über „Materialzerstörung durch Biofilme: Mechanismen und Vermeidung". Biofilme als wandlungsfähige Gesellschaften unterschiedlicher Mikroorganismen bevorzugen ökologische Nischen bzw. Orte hoher Zelldichten und gesteigerter Stoffumsätze. Dabei werden die Mikroorganismen durch extrazelluläre polymere Substanzen (EPS) immobilisiert und gewinnen so an Resistenz gegenüber Bioziden, Hitze, extremen pH-Werten und Scherkräften. Die EPS-Schicht sichert das Überleben der Mikroorganismen gegenüber schwierigen Überlebensbedingungen und gebe der Biofilm-Oberfläche ihre schleimige Konsistenz. Dabei vermittle die EPS-Schicht auch Informationen zwischen den Mikroorganismen, wie z. B. Signale zu Ansiedlungsmöglichkeiten oder bevorstehende CIP-Prozesse. Diesen Aspekt des mikrobiologischen Informationsaustausches nutzte die Referentin zu einer aktivierenden Frage an das Auditorium: „Was ist der Unterschied zwischen Mikroorgansimen und Menschen?", fragte Constanze Messal und präsentierte die Lösung: „Bei Mikroorganismen nimmt die Intelligenz in der Gruppe zu!"
Durch die schützende EPS-Schicht geben Biofilme nur in Ausnahmezuständen Zellen an das umgebende Medium ab. In weniger als 1% der Fälle seien Biofilmkeime durch Abklatsch oder Dip-Slides erfassbar, der zuverlässige Nachweis erfolge vielmehr über Biofilm-Sensoren, Coupons oder Endoskopie. Bevor Biofilme als schleimige Schicht wahrnehmbar werden oder mikrobiologisch detektiert werden, geben sie dem Anlagentechniker einige untrügliche Signale für ihre Aktivität, wie z. B.:

  • Veränderung von Wärmeübergängen,
  • Veränderung von Strömungsgeschwindigkeiten,
  • Druckerhöhung,
  • Verstopfung,
  • Geruchsentwicklung und Verfärbung.

Constanze Messal bezeichnete Biofilme als die natürliche Begleitflora in jeder Lebensmitteanlage und für diese häufig genauso unproblematisch wie für das produzierte Lebensmittel selbst. Allerdings verursachen sie bei übermäßiger Entwicklung oder in besonders kritischen Anlagenbereichen Biokorrosion an Maschinen und Anlagen. Sie verursachten Lochfraß und Kurzschlüsse und wirkten dabei elektrochemisch immer als die Kathode in den Prozessen. Im Detail beschrieb die Referentin die Wirkung von Biofilmen und ihren Mechanismen der Biokorrosion gegenüber Kunststoffen, metallischen und mineralischen Werkstoffen. Speziell für Kunststoffe verfügen Mikroorganismen über ein breites Repertoire an Enzymen zum Abbau der polymeren Matrix oder zum Herauslösen von Weichmachern. Versprödung und mechanische Beanspruchung tragen dann das ihre zur Schädigung des Werkstoffs bei. Als Möglichkeiten zur Vermeidung von Biofilmen bezeichnete Constanze Messal die Konstruktion, die Materialauswahl, die Reinigung und das Betriebsregime als die entscheidenden Masterfaktoren.

Themenvielfalt

Neben den Vortragsblöcken zu Industrie 4.0 und zur Anlagenhygiene behandelte die Produktionsleiter-Tagung die Apsekte

  • der Produktionsverantwortliche,
  • Prozessoptimierung,
  • Produktionserweiterung und
  • Energiemanagement 2015

mit eigenen Referenten-Vorträgen. Aus der gebotenen Themenfülle kann hier nur ein Auszug beschrieben werden. Weitere wertvolle Ideen und Anregungen für die täglichen Produktionsaufgaben der Lebensmittelindustrie gaben die folgenden Referenten:
Dr. Markus Grube (Krell Weyland Grube Rechtsanwälte) sprach über „Rechtliche Verantwortung, Strafbarkeit und Haftung von Produktions- und Betriebsleitern";
Stefan Lambrecht (Kaizen Institute Germany) referiete über „Herausforderung bei der Einführung von TPM";
Oliver Klose und Michael Bierod (beide Arla Foods Deutschland) gaben einen Praxisbericht zu: „Anwendung einer Auto-Quality-Matrix zur Stabilisierung der Prozessqualität";
Prof. Dr. Uwe Clausen (Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik) sprach über „Herausforderungen und Lösungsansätze der Distributionslogistik";
Matthias Wilhelm (IE Industrial Engineering) sprach über "Anlagen- und Frabrikerweiterung: von der Machbarkeitsstudie bis zur Inbetriebnahe der Produktion - Aspekte der Hygine für Lebensmittelproduktionsbetriebe";
Dr. Ralf Steding (Kapellmann und Partner Rechtsanwälte) trug vor zum Thema „Planung und Bau von Anlagen - aktuelle Rechstsprechung";
Dr. Diana Wolf (KHS) referierte über die Aspekte rund um die „Reinigungsvalidierung";
Dr. Ludwig Tumbrink (Symrise) gab einen Praxisbericht zur „Reinigungsoptimierung von Pulvermischern";
Volker Hoffmann (Suiker Unie) gab einen Praxisbericht zum Thema „Energiemengement
am Beispiel eines Produktionsbetriebes mit parallel laufenden und verästelten verfahrenstechnischen und technologischen Prozessen";
Dr. Dirk Volta (Nestlé Deutschland Chocoladen-Werk Hamburg) schilderte in seinem Praxisbericht das „Energiemangement nach DIN ISO 50001im Hinblick auf das physikalische Optimum (siehe auch LVT 7-8/2014 S. 30);
Reinhard Mann (Henkell & Co. Sektkellerei) gab einen „Praxisbericht zur Modernisierung der Wärmeversorgung für Heizung und Prozesse und effizienter Anlagenbetrieb - alles im grünen Bereich",
Manuel Fath und Michael Hartlieb (beide MVV Enamic Contracting) präsentierten das Thema „Betrieb und Optimierung industrieller Energieerzeugungsanlagen: Projektbeispiele aus der Lebensmittelproduktion".

Organisation und 2016

Dr. Jochen Brose dankte dem Team der Akademie Fresenius rund um Ilka Müller und Annika Koterba für das professionelle Zeit- und Veranstaltungsmangement sowie für die reibungslosen Abläufe bei Technikfragen und bei der Abendveranstaltung. Er bat alle Teilnehmer um deren Feedback zur Veranstaltung und um ihre Themenvorschläge für 2016. Alle Teilnehmer erhielten Ausdrucke der Präsentationen in einer persönlichen Tagungsmappe bzw. nach der Veranstaltung online in digitaler Form.

Teilnehmer-Statements

Nach der Produktionsleiter-Tagung erreichte die LVT-Redaktion auf Anfrage ein Statement aus einem Betrieb an der Ostsee und eines aus einem Werk im Allgäu:
Victoria Bruns, Projektassistentin für Gebäude-Instandhaltung, Energiemanagement und Investitionsprojekte bei der Molkerei Rücker in Wismar schrieb der LVT-Redaktion: „Die Produktionsleiter-Tagung der Akademie Fresenius 2014 in Dortmund war für mich sehr interessant, besonders dank des breiten fachlichen Spektrums und des aktuellen Themenbezugs. Der Zukunftsausblick durch Prof. Dr. Syska war ein gelungener Einstieg in die Veranstaltung. Die Veranschaulichung der Umsetzung von „Industrie 4.0" in der Fleischwarenindustrie hat das Ganze gut ergänzt. Auch der Informationsaustausch über die eigene Branche hinaus und die Möglichkeit Kontakte zu knüpfen war ein Pluspunkt. Erfreulich war es auch zu sehen, wie Innovationen im Gebäude- und Anlagenbau, aber auch im Bereich Energiemanagement bereits umgesetzt werden. Die eingängliche Befürchtung, der Wirtschaftsstandort Deutschland hinke den Trends hinterher, konnte meines Erachtens widerlegt werden."
August Etzlinger, Werksleiter der Käserei Champignon Hofmeister GmbH & Co.KG am Standort Lauben im Allgäu schrieb LVT: „Die Produktionsleiter-Tagung der Akademie Fresenius ist für mich eine der besten für die täglichen Aufgabenschwerpunkte nutzbaren Tagungen im deutschsprachigen Raum. Hierbei werden sowohl fachspezifische, rechtliche, energierelevante als auch in die Zukunft gerichtete Themen referiert und diskutiert. Das Expertenteam überzeugt durch fundiertes Fachwissen. Diese Tagung ist ein Muss für jeden Produktions- bzw. Werksleiter."

Fazit

Einmal mehr ist dem Team der Akademie Fresenius ein inspirierendes Jahresauftakttreffen in Dortmund geglückt. Moderator Jochen Brose dankte den Referneten und sagte „Wir haben alle wieder etwas Neues gelernt". Und in der Tat: Die beeindruckende Themenvielfalt bot wertvolle Impulse für alle Verantwortlichen, die an Produktionsaufgaben beteiligt sind. Dem Statement von August Etzlinger (Käserei Champignon Hofmeister) kann man sich in diesem Zusammenhang nur anschließen: „Diese Tagung ist ein Muss für jeden Produktions- bzw. Werksleiter."

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