Produktionstechnologien: fortschrittliche Fertigung

Alles, was wir konsumieren oder in irgendeiner Form nutzen, wird mit Produktionstechnologien hergestellt. Deutschland ist die viertgrößte Wirtschaftsnation und besonders vom Export hochwertiger Waren abhängig. Moderne Produktionstechnologien tragen dazu bei, diese Position zu verteidigen, denn mit ihnen lassen sich bessere Waren in kürzerer Zeit herstellen.

Die Produktion der Zukunft wird besonders beeinflusst durch zwei Faktoren: Digitalisierung und Ressourcenknappheit. Eine innovative Fabrik besteht aus Maschinen, die miteinander vernetzt sind und dadurch eine schnellere, effizientere, wandlungsfähigere und einfachere Produktion von Waren ermöglichen. Um umweltschonend zu produzieren, müssen nicht nur Emissionen eingespart, sondern auch recycelte Stoffe in die Produktion integriert werden.

Smarte Maschinen

Das Internet der Dinge vernetzt Maschinen und Produkte. Der gesamte Lebenszyklus eines Produkts vom Prototypen bis zum Recycling kann so virtuell durchgespielt werden. Dadurch können Fabriken viel schneller Waren herstellen, denn wenn alle Maschinen miteinander vernetzt sind, lassen sich Änderungen schneller vornehmen und Fehler sofort erkennen. Durch das Internet der Dinge sind zudem mehr Variationen einer Ware möglich. Gleichzeitig erlauben zukünftige Steuerungssysteme, die Herstellung an Bedarfsschwankungen anzupassen.

Wie mit diesen Maschinen dann gearbeitet wird, wird sich auch ändern: Maschinen entwickeln kognitive Fähigkeiten und nehmen Informationen nicht nur auf, sondern verarbeiten sie auch, leiten Erkenntnisse aus ihnen ab und lernen aus ihnen. Die industriellen Assistenzsysteme werden den Menschen bald optimal unterstützen können und ihn körperlich und geistig entlasten. Auch die Mensch-Maschine-Interaktion passt sich an die neuen Möglichkeiten an, wenn Eingaben nicht per Maus oder Tastatur erfolgen müssen, sondern Sprache, Gestik, Mimik oder biometrische Merkmale ausreichen.

Nachhaltig produzieren

Bereits heute sind Produktionsprozesse an vielen Stellen deutlich ressourceneffizienter als noch zu Beginn der automatisierten Fertigung in den 1980er Jahren. Dennoch werden auch in den Fabriken der Zukunft Fortschritte beim sparsamen Umgang mit Energie und Werkstoffen erforderlich sein, um nachhaltig zu wirtschaften. Die Umsetzung der Industrie 4.0 macht es möglich, dass gleichzeitig keine Einbußen bei der Produktivität und Lebensqualität zu erwarten sind. Moderne, emissionsarme Technologien wie 3D-Druck ermöglichen sogar die Verlagerung der Produktion in Städte, wo sie gezielt Produkte für den lokalen Markt erzeugen kann. Durch die kurzen Wege zwischen Unternehmen und einem kreativen städtischen Umfeld entsteht ein wertvolles Netzwerk innovativer Impulse.

Um eine quasi energieautarke und emissionsfreie Produktion zu erreichen, werden intelligente Prozessüberwachungs- und Regelungsstrategien sowie energie- und ressourceneffiziente Fertigungstechnologien und Produktionssysteme eingesetzt. Dadurch werden die Prozesse stabiler, Nacharbeit und Ausschuss werden reduziert und der Wirkungsgrad der Produktion wird verbessert. Produktionsforschung schafft die Voraussetzungen dafür, die Produktion von heute an die zukünftigen Anforderungen des Marktes, der Umwelt und der Gesellschaft anzupassen.