Kognitive Produktion

CPS-Talk: Gruppenleiter Adrian Singer im Gespräch

Gruppenleiter Adrian Singer zeigt auf, in welchem Rahmen Automatisierung in der Produktion elementar für den Erfolg einer Firma ist. Warum er den sozialen Aspekt und den Humor in seiner Gruppe schätzt, lesen Sie hier.

Hallo Adrian, du bist seit März 2020 Gruppenleiter der Gruppe Informationsmanagement und Kommunikationssysteme am IWU-Standort Chemnitz. Wieso war es für dich bzw. die Arbeit der Gruppe relevant, neben dem Informationsmanagement auch die Kommunikationssysteme zum Gruppennamen hinzuzufügen?

Das ist ganz einfach – wir haben eine Hauptaufgabe bei uns in der Abteilung: Softwareentwicklung. Unsere Abteilung nennt sich Digitalisierung in der Produktion. Das bedeutet, die Software, die wir schreiben, befindet sich im Kontext der Produktion. Es ist so: keine Software existiert isoliert. Das heißt, sie ist immer irgendwo verbunden mit ihrer Umgebung. Die Software ist installiert, hat Zugriff auf ein Dateisystem oder Netzwerk im oder das Internet … da gibt es zahlreiche Schnittstellen nach außen. Diese Schnittstellen muss man bedienen, mit Hilfe eines Kommunikationsprotokolls. Für verschiedene Aktionen, wie einem Dateizugriff, Versand einer E-Mail oder Zugriff auf Dienste über das Internet gibt es eine Reihe solcher Protokolle. Und immer, wenn zwei Entitäten miteinander sprechen, wird dies als Kommunikationssystem bezeichnet. Genau das ist unsere Software – ein Teil des Kommunikationssystems. Wir betrachten unsere Softwarelösungen immer als Teil des Gesamtsystems.

In der Produktion sind das dann meistens verschiedene Dinge: Roboter, Maschinensteuerungen, andere IT-Dienste, die eine Firma zur Verfügung stellt, zu denen wir Daten hinschicken bzw. von denen wir Daten abholen. Dort ergeben sich für uns Forschungsfragen, z. B. Welche Kommunikationsprotokolle eignen sich besonders gut im Kontext der Produktion bzw. auf dem Shop-Floor-Level, wie man so schön sagt, also nahe an der Maschine. Deshalb war es so wichtig, das im Gruppennamen festzuhalten.

Welchen Bedarf an Automatisierung von Prozessen gibt es in der Industrie? Warum ist es wichtig, dass bestimmte Aufgabenbereiche zukünftig von Robotern bzw. automatisiert ausgeführt geschehen?

Der Bedarf bzw. der Trend der Automatisierung, den es seit den 70er Jahren gibt (lange vor unserer Zeit 😉), ist ungebrochen und nimmt immer weiter zu. Das hat einen einfachen Grund: Es ist effizient, Prozesse zu automatisieren, die sich immer wieder wiederholen. Das ist vielleicht der deutsche Ingenieurgeist, der da was sieht, was er effizienter machen kann. Dann entwickelt sich die Automatisierung auch einfach weiter. Alles, was sich automatisieren lässt, wird automatisiert und das Schritt für Schritt bis ins kleinste Detail. Dass das effizienter ist, liegt auf der Hand, denn man kann Dinge Tag und Nacht ausführen und Fehlerquellen eliminieren. Es ist dabei nicht unsere Motivation, den Menschen zu verdrängen bzw. die Arbeitskraft durch eine Maschine bzw. ein technisches System zu substituieren. Es ist ein ganz normaler Trend, dass man versucht, den Mitarbeitenden zu schonen und von monotoner Arbeit zu befreien.

In der Frage steckt das Wort Roboter: es gibt einen Siegeszug von Robotern bzw. Robotik im Allgemeinen in der Produktion. Meine Vorstellung ist, dass wir den Menschen nicht verdrängen, sondern Effizienz steigern, Fehler reduzieren und freie Kapazitäten für Menschen in der Produktion schaffen. Das ist auch immer eine unserer Kernaussagen in der Abteilung und das schon seit ich für Fraunhofer arbeite: wir rücken den Menschen in den Mittelpunkt der Produktion und machen aus ihm einen Entscheidungsträger. Er soll nicht Knecht der Maschinenwelt sein. Damit das geht, müssen wir monotone bzw. automatisierbare Aufgaben automatisieren, sodass der Mensch sich auf seine Kernaufgaben, das Lösen von Problemen, konzentrieren kann.

Der Fokus deiner Gruppe liegt auf der Entwicklung von Applikationen, die verschiedene Systeme in der Produktion vernetzt bzw. auf der Modellierung von Produktionsprozessen beruht. Kannst du anhand eines Forschungsprojektes beschreiben, was das in der Praxis bedeutet bzw. wie das in der Praxis umgesetzt wird?

Ein Beispiel, was sehr gut in den Bereich der Modellierung von Produktionsprozessen fällt, ist das Projekt RESPOND. Es hat den klangvollen Titel: resiliente soziotechnische Prozesse im industriellen Internet der Dinge. Worauf es hier ankommt, ist das Wort resilient. Das bedeutet im Wesentlichen, dass etwas robust ist bzw. sich auf Veränderungen einstellen kann. In diesem Forschungsprojekt betrachtet man ein industrielles Umfeld, das vernetzt ist. Das industrielle Internet der Dinge bezeichnet das Vernetzen von Maschinen, Computern oder Sensoren über das Internet. Die Prozesse, die nun stark miteinander vernetzt sind, sollen über eine gesteigerte Resilienz verfügen. Das Forschungsprojekt ist aktuell in seiner Umsetzungsphase. Die Produktion soll auf Probleme, die entstehen können, eigenständig reagieren und soll sozusagen eine Lösungsstrategie dafür anwenden können.

Damit das funktioniert, muss man erst in Software beschreiben, was diese Produktion überhaupt alles kann. Hier spricht man auch von Skills, also Fähigkeiten einer Maschine. Die eine Maschine kann bohren, die nächste kann messen und die übernächste kann ein Bauteil polieren. Das Ganze wird in Form einer Modellierungssprache beschrieben. Das Modell muss man dann im nächsten Schritt auf die Anforderungen des Produkts mappen. Das Produkt bringt mit, wie es gefertigt werden soll: was hat es für Maße für Bohrungen, was für Eigenschaften, die am Ende gefordert sind. Mit Hilfe dieser Information kann man dann die Menge an Möglichkeiten, die sogenannten Workflows, abbilden, die man auf dieser Produktionsanlage besitzt. Der Normalfall definiert, wie ein Produkt durch die Produktion fließt. Wenn dann ein Fehler auftritt, kann die Software in das Skillset schauen und prüfen, ob es einen alternativen Weg oder andere Lösungsstrategien gibt, die in den Daten abgebildet sind. Dann ist die Produktion im besten Fall in der Lage Alternativstrategien anzuwenden. Das bedeutet aber auch, dass diese Resilienz vorprogrammiert sein muss.

Das effiziente Planen von – maschineller und menschlicher – Ressourcen ist elementar für das wirtschaftliche Bestehen einer Firma. Dabei kann durch Integration von Software die Produktionsplanung bspw. automatisiert(er) gestaltet werden.

Die Produktionsplanung ist eine tagtägliche Aufgabe in allen Firmen. Wir bewegen uns in der industriellen Produktion, das heißt weitestgehend im Dreischichtbetrieb. Die Planer sind für diesen Produktionsablauf nicht permanent verfügbar. Das wiederum heißt: man muss für einen größeren Zeitraum vorplanen. Aber man muss auch auf tagesaktuelle Ereignisse reagieren können, wie beispielsweise Lieferprobleme beim Zulieferer oder Änderungen der abgerufenen Bedarfe. Diese Änderungen permanent im Blick zu behalten und zu überplanen, ist eine sehr große Herausforderung, wenn man das manuell macht. Und da kommt die Integration von Software ins Spiel. Das heißt, wir können eine rollierende Planung kreieren. Daraus resultiert, dass wenn äußere Einflüsse auftreten, ich mit dem IST-Stand einfach neu plane. Nach wenigen Sekunden habe ich einen neuen Plan und kann auf die Einflüsse von außen reagieren. Das ist bei manueller Planung schlichtweg unmöglich. Das ist ein ganz wesentlicher Vorteil einer softwaregestützten Produktionsplanung. Und es gibt es noch andere tolle Effekte; z. B. das Einbauen von sehr viel Sicherheit. Daraus ergibt sich, dass ich Restriktionen einberechnen kann. Das zeichnet einen gültigen Plan aus und kann so menschliche Fehler enorm reduzieren.

Welchen unmittelbaren Vorteil aus Perspektive der Mitarbeitenden hat das?

Wenn ein Mitarbeitender einen automatisierten Plan erhält, diesen Plan prüft und dann das letzte Prozent nicht vorhersehbare Änderungen von Hand einplant, dann ist man wieder beim Entscheider, der freie Kapazitäten und Gestaltungsspielraum hat – ohne diese monotonen Schritte immer wieder ausführen zu müssen. Das trägt auch zu einer Steigerung der Moral bei, weil die Kollegschaft eine wertigere Arbeit und weniger Fehler machen.

Die Expertisen deines fünfköpfigen Teams liegen sowohl in der Softwareentwicklung und -architektur, Benutzerflächenoptimierung, IT-Sicherheit und Kommunikationssysteme. Was zeichnet eure Zusammenarbeit im fachlichen und im „sozialen Miteinander“ aus?

Ich fange mal bei den fachlichen Aspekten an. Zum einen haben wir ein sehr hohes gegenseitiges Vertrauen in unsere fachliche Arbeit und wissen auch voneinander, dass wir verlässlich zusammenarbeiten. Das schätzen wir untereinander und das nutzen wir auch tagtäglich in den Projekten. Das ist aber – mehr oder weniger – das Must-have eines Teams. Ein Team funktioniert nur, wenn Vertrauen und das Wissen darüber, dass der andere gegenüber verlässlich arbeitet, gegeben ist.

Was ich bei uns aber mehr schätze, ist der soziale Aspekt. Wir haben einen sehr freundschaftlichen Zusammenhalt in der Gruppe. Wir sind ein internationales Team, kommen sehr gut miteinander aus, sind sehr wertschätzend miteinander und wir lockern mit Humor die Zusammenarbeit regelmäßig auf. Erst der freundschaftliche und lockere Umgang macht die fachliche Arbeit dann im Endeffekt qualitativ gut, spaßig und interessant. Wir gehen konstruktiv und proaktiv an unsere Arbeit, weil eben auch die soziale Komponente passt. Das eine funktioniert nicht ohne das andere. Diesen Zustand pflege ich als Gruppenleiter und das gefällt mir sehr gut an meinem Team.

Danke Adrian für deine Zeit und das tolle Gespräch! Für Fragen an die Gruppe können Sie sich unter folgender Mailadresse direkt an Herrn Adrian Singer wenden: adrian.singer@iwu.fraunhofer.de oder sich mit ihm über LinkedIn verbinden.

Lisa Martha Kunkel

Lisa Martha Kunkel
Blog-Redaktion/Studentische Hilfskraft

Fraunhofer IWU
Pforzheimer Str. 7a
01189 Dresden

E-Mail: lisa.martha.kunkel@iwu.fraunhofer.de

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Adrian Singer

Adrian Singer
Gruppenleiter
"Informationsmanagement und Kommunikationssysteme"

Reichenhainer Straße 88
09126 Chemnitz

Telefon: +49 371 5397-1206
E-Mail: adrian.singer@iwu.fraunhofer.de

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