Worin besteht eigentlich der Unterschied zwischen Digitalisierung und Automatisierung?

Jetzt haben wir viel über Digitalisierung und Automatisierung geschrieben, aber wie passt das eigentlich zusammen? Ist dasselbe gemeint?

 

Diese Begriffe werden häufig gemeinsam genutzt und laufen zum Teil auf dasselbe hinaus. Das ist der Fall, wenn man sich die Arbeitsprozesse anschaut. Werden Arbeitsschritte digital unterstützt, erfolgt dies meist über eine Automatisierung eines Teils der Arbeitsschritte. 

 

Unter Automatisierung versteht man etwas relativ Klares: Aufgaben, die zuvor von Menschen erledigt wurden, werden nach Prozessumstellung von Robotern, Software oder anderen (z.B. mechanischen) Automatismen erledigt.

 

Eine Digitalisierung geht darüber hinaus: 

 

Digitalisierung wird sichtbar in Gestalt vernetzter Produktionsanlagen, in der höheren Durchgängigkeit der IT-Systeme, in intelligenten Werkstücken, Werkzeugen und Transporthilfsmitteln sowie in der Nutzung mobiler Kommunikationstechnik.” *

 

Mit den digitalen Möglichkeiten und der Vernetzung der Systeme werden neue Arbeitsprozesse möglich, die wiederum von Automatisierung unterstützt werden können. Doch es gibt auch eine Automatisierung ohne Digitalisierung. Denkt man an Fabriken, so entscheidet häufig z.B. eine analoge mechanische Messung darüber, ob sich ein Ventil öffnet. Heutzutage rüstet man solche Maschinen digital auf und spricht dabei vom Machine Retro Fitting, bei welchem erhobene Daten digital ausgewertet werden können.

 

Digitalisierung ist weit mehr als Automatisierung

 

Zur Digitalisierung zählt unter anderem die Verbindung von Maschinen, Werkzeugen und IT-Systemen, also die Verknüpfung und Verfügbarmachung aller für das Unternehmen wichtiger Daten. Die große Frage ist nach wie vor, welche Daten wichtig sind und welche nicht. Oft weiß man erst im Nachhinein, welche veränderten Parameter den tatsächlichen Ausschlag hin zu mehr Produktivität und Prozesssicherheit gegeben haben. Der erste Schritt ist es daher, die offenkundig wichtigen Daten zu erheben und sie digital zugänglich zu machen. Für einen zerspanenden Fertigungsbetrieb bedeutet es, zu erheben, wie lange die Maschine lief, wie lange die Umrüstung dauerte, wie lange das Werkzeug hielt - et cetera. Es ergeben sich daraus automatisch weitere Fragen, während eine immer besser werdende Sensorik die gewünschten Daten liefert. Letztlich muss man “nur” die “richtigen” Fragen stellen. Dabei hilft einem Technik an sich leider nicht. Zum Glück ist man nicht alleine mit der Problematik, so dass es am Markt inzwischen viele Erfahrungswerte und Systeme gibt, die einen bei der Identifizierung und Erfassung entscheidender Daten unterstützen.

 

Digitalisierung ist die Basis heutiger Automatisierung

 

Digitalisierung verfolgt das Ziel, alle wichtigen Daten für das Unternehmen ohne zeitliche Verzögerung digital verfügbar zu machen und zusammenzuführen. Man hat gerne das Bild eines “Datenflusses” vor Augen. Per Knopfdruck möchte man alle wichtigen Informationen sofort abrufen können. Dafür ist die Datenerhebung und digitale Einspeisung der erste Schritt. Doch eine Unternehmensentscheidung kann damit noch nicht getroffen werden. Dafür braucht es die automatisierte Auswertung der Daten, auf deren Basis weitere Arbeitsschritte folgen können. So dienen sowohl die Digitalisierung als auch die Automatisierung der Unterstützung kluger Unternehmensentscheidungen. 

 

Fängt man einmal mit der Erfassung von Daten wie der Maschinenauslastung, Werkzeugabnutzung oder dem Stromverbrauch an, so entstehen riesige Datenmengen, die effizient und schnell ausgewertet und miteinander in Bezug gebracht werden wollen. Da wir Menschen mit der Auswertung großer Datenmengen überfordert sind, hilft die sogenannte “Künstliche Intelligenz” weiter. Dieser Begriff wird heute vielfach gebraucht, wenn man nicht mehr versteht, wie das System zu seinem Ergebnis kommt. Letztlich durchforstet das KI-System die Datenmenge nach gewissen Regelmäßigkeiten sowie Korrelationen und sagt auf Basis von Algorithmen die Wahrscheinlichkeit des Eintrittes bestimmter Ereignisse wie Werkzeugabnutzung oder sogar Werkzeugbruch voraus. Bezieht man weitere Aspekte wie Lieferketten und Materialkosten mit ein, können solche Systeme frühzeitig auf Engpässe aufmerksam machen.

 

Was bedeutet die Digitalisierung und Automatisierung für die Fertigung von heute? Wo stehen wir?

 

Es kommen immer mehr digitale Lösungen auf den Markt. Wichtig ist es, sich keine sogenannten “Insellösungen” ins Haus zu holen sowie dieselben Daten nicht mehrfach zu speichern. Das erhöht nur die Komplexität der Abstimmung der Systeme untereinander, birgt Fehlerquellen und kostet Zeit. Mit der Digital Factory 4.0 von TopSolid gibt es bereits heute eine durchgängige , auf einem einzigen PDM basierte Lösung. Sie bietet mit Modulen wie TopSolid’PartCosting (Angebotsmanagement und hocheffiziente Angebotskalkulation), TopSolid’Design (auf Parametrik basiertes CAD), TopSolid’CAM (CNC-Maschinenprogrammierung für Drehen, Fräsen und Drehfräsen bis 5-Achs simultan), TopSolid’ShopFloor (klassische Werkzeugverwaltung/

Toolmanagement) bis hin zu TopSolid’Inspection (Qualitätsmanagement) die für zerspanende Betriebe wichtigste Softwareausstattung aus einer Hand. So kann der Vertrieb auf digital gespeichertes Erfahrungswissen und Daten von in der Vergangenheit verkauften, ähnlichen Bauteilen zugreifen und auf deren Basis schneller ein präziseres Angebot erstellen. Erfolgt der Auftrag, so werden der Konstruktion Zeichnungen und Skizzen ebenfalls digital übermittelt. Unterstützt durch Methodenvorlagen (automatisierte Arbeitsschritte) erzeugt der Konstrukteur die 3D-Zeichnung, welche digital ans CAM weitergeleitet wird. Der CAM-Programmierer erhält vom ShopFloor-System die Informationen über den Zustand der Maschinen und die Verfügbarkeit sowie Lagerplätze Werkzeuge. Darauf basierend werden dem CAM-Programmierer Vorschläge zur effizienten CAM-Programmierung unterbreitet. Nach der Simulation der Fertigung am digitalen Zwilling (realitätsgetreue Abbildung der Maschinen, Werkzeuge, Spannmittel und Bauteile im CAM) wird der Auftrag digital an die Fertigung rausgeschickt. Die Arbeiter in der Werkzeugausgabe und an der Maschine erhalten alle nötigen Arbeitsanweisungen aus dem CAM direkt auf ihre Tablets. So wird die Maschine gemäß dem digital übermittelten Plan bestückt und das Bauteil gefertigt. Im Anschluss wird das fertige Bauteil auf Basis der CAD-Daten und der angegebenen Toleranzen durch das Qualitätsmanagement nach Prüfplan vermessen und die Ergebnisse automatisiert dokumentiert. Alles in einem System und auf einer Datenbasis! Künftig soll das System um die Anbindung der Maschinendaten mit TopSolid’Monitor erweitert werden. 

 

Arbeitsprozesse im Maschinenbau werden mittels der TopSolid Digital Factory 4.0 Softwaresuite nicht einfach nur “automatisiert”, sondern im Sinne einer vollen Digitalisierung so umgestaltet, dass z.B. das Suchen nach zu rüstenden Werkzeugen, die Übernahme von Daten über zahlreiche Schnittstellen und das Nachpflegen sowie die Mehrfachspeicherung gleicher Informationen entfallen. Alle wichtigen Informationen werden in digitaler Form datensicherungsfreundlich vorgehalten und den angebundenen Systemen passgenau zur Verfügung gestellt. Auch für den Werker an der Maschine entfällt das Suchen nach dem letzten Versionsstand eines NC-Programmes, das Blättern in Papierkatalogen, die Überprüfung der Toleranzwerte auf Papierzeichnungen, das vermeidbare Umbauen von Werkzeugen und das Suchen nach eventuell fehlenden Informationen an mehr als einer Datenquelle.

 

Automatisierung ein Aspekt der Prozessoptimierung

 

Insofern ist die Automatisierung von Tätigkeiten ein Aspekt der Prozessoptimierung, der mithilfe digitaler Mittel erfolgen kann oder eben nicht. Prozessoptimierung kann aber auch bedeuten, dass bestimmte Aufgaben oder Arbeitsschritte im Rahmen eines neuen Prozesses komplett entfallen und daher gar nicht automatisiert werden müssen. Daten zu sammeln oder zusammenzuführen und dann nichts mit ihnen zu tun, ist sinnlos. Wenn uns diese zusammengeführten oder neu erhobenen und ausgewerteten Daten ermöglichen, den Fertigungsprozess robuster zu gestalten, indem Fehlerquellen frühzeitig erkannt werden, so wird damit in der Tat der gesamte Prozess optimiert und ein Nutzen für das Unternehmen erzeugt.

 

Doch der Erkenntnis müssen Taten folgen, sonst ist die Erhebung und Verarbeitung der Daten sinnlos. Denn was nützt es zu wissen, dass eine Maschine eine bestimmte Zeit steht oder die Ausbringung hinter der Vorgabe liegt, wenn niemand wissen will, warum das der Fall ist - und niemand bereit ist, die Dinge zu verändern und zu handeln. Schon heute kann der Konstruktions- und Fertigungsprozess optimal durchgängig digitalisiert und durch Automatisierung unterstützt werden. Die Aufgabe der Mitarbeiter liegt in der Optimierung des Arbeitsprozesses, so dass Stillzeiten und Rüstzeiten minimiert und die Effizienz der Fertigung gesteigert werden können. Die Technik kann nur unterstützen - sie sinnvoll einsetzen und nutzen, muss der Mensch.

 

*Wilhelm Bauer, Oliver Herkommer und Sebastian Schlund: Die Digitalisierung der Wertschöpfung kommt in deutschen Unternehmen an - Industrie 4.0 wird unsere Arbeit verändern