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Digital Twin Shopfloor Management im Kommen

Mit der Anwendung neuer Informationstechnologien wie Internet der Dinge, Big Data, Cloud Computing und künstlicher Intelligenz ist die Ära des Digital Twin Shopfloor Managements im Zeitalter der Industrie 4.0 angebrochen. Forscher an der School of Automation Science and Electrical Engineering, Beihang University aus China, am Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) Darmstadt und an der ESB Business School der Reutlingen University untersuchen, wie die neuen Technologien als „Digital Twin“ (digitaler Zwilling) die Brücke zwischen analogen und digitalen Shopfloor Management bilden können.

Analoges Shopfloor Management auf dem Rückzug

Analoges Shopfloor Management (siehe Schaubild 1) nutzt sowohl die technische als auch menschliche Qualitätskontrolle zur Vermeidung von Verschwendung. Die Shopfloormeetings finden in der Regel als Präsenztreffen am Shopfloorboard statt. Die Messung der Daten erfolgt über Prozessekennzahlen und KPI´s.

 

Schaubild 1: Klassischer Produktionsprozess auf dem Shopfloor; Tao, F., & Zhang, M. (2017). Digital twin shop-floor: a new shop-floor paradigm towards smart manufacturing.

Mit dem Konzept des „Digital Twin Shopfloor (DTS)“ werden die physische Produktionswelt des analogen Shopfloors, die virtuelle Welt des digitalen Shopfloors, das Shopfloor-Service System und das digitale Shopfloor Datensystem mit einander verbunden (siehe Schaubild 2)

Schaubild 2: „Digital Twin Shopfloor (DTS)“ Tao, F., & Zhang, M. (2017). Digital twin shop-floor: a new shop-floor paradigm towards smart manufacturing.

Die virtuelle Spiegelung des physischen Produktionsprozesses ermöglicht neue Anwendungsgebiete wie virtuell und augmented Reality-Ansätze zur Simulation von Abläufen aber auch für die Qualifizierung der Mitarbeiter. Die Analyse von Echtzeitdaten schafft eine bessere Vorausplanung und Abschätzung von Risiken und die Nutzung kontinuierlicher Verbesserungspotentiale. Die virtuelle Vernetzung von  Shopfloormeetings on demand und die Arbeit an mobilen Shopfloorboards mit Experten aus unterschiedlichen Werken sind nur einige Möglichkeiten, die das Digital Twin Shopfloor (DTS) erlaubt.

Führungskräfte können mit dem Digital Twin Shopfloor Management bessere Entscheidungen treffen

Im Kern wurden vom Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen in Darmstadt, vier Nutzungsfelder für Führungskräfte und Mitarbeiter identifiziert (siehe Schaubild 3). Bessere Transparenz und entscheidungsunterstützende Analyse der Daten, der Einsatz von Assistenzsystemen zur Früherkennung und Fehlervermeidung, ein virtuell unterstützter Performance Dialog auch mit Kollegen an anderen Standorten, digitale PDCA Prozesse mit Online Kata Coaching sowie das digitale Lernen on the job, z.B. über gezielte Lernimpulse über das Smartphone verbessern die Entscheidungsfindung von Führungskräften und die Zusammenarbeit im Team. Durch die schnellere und bessere Entscheidungsfindung bleibt mehr Zeit für weitere Führungsaspekte z.B. Feedback, Lob und Entwicklungsgespräche.

 

Schaubild 3: Nutzungsfelder des Digital Twin Shopfloor, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) Darmstadt, Von analogem zu digitalem Shopfloor Management, 2017

Kompetenzen für das Digital Twin Shopfloor Management

Einer Studie der Deutschen Akademie für Technikwissenschaften zufolge brauchen Führungskräfte und Mitarbeiter folgende 11 Kompetenzen, um auch für die Herausforderungen des Digital Twin Shopfloor gerüstet zu sein.

  1. Interdisziplinäres Denken und Handeln
  2. Beherrschung komplexer Arbeitsinhalte
  3. Fähigkeit zum Austausch mit Maschinen
  4. Problemlösungs- und Optimierungskompetenz
  5. Zunehmendes Prozess-Knowhow
  6. Mitwirkung an Innovationsprozessen
  7. Fähigkeit zur Koordination von Arbeitsabläufen
  8. Dienstleistungsorientierung
  9. Führungskompetenz (geteilte Führung)
  10. Eigenverantwortliche Entscheidungen
  11. Sozial-/Kommunikationskompetenz

Quelle: Kompetenzentwicklungsstudie Industrie 4.0, acatech – DEUTSCHE AKADEMIE DER TECHNIKWISSENSCHAFTEN, Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML

Menschliche Faktoren bei der Einführung des Digital Twin Shopfloor Management beachten

Neben aller Technikeuphorie sind die menschlichen Aspekte erfolgskritisch für die Einführung des Digital Twin Shopfloor. Führungskräfte und Mitarbeiter können durch die aufgeführten Veränderungen Zukunfts- und Versagensängste aufbauen, die sich dann in Stress und Schlechtleistung ausdrücken. Veränderungsresistenzen sind ebenfalls ein Hindernis auf dem Weg zum Digital Twin Shopfloor. Eine besondere Perspektive bildet die Frage der vorhandenen Fähigkeiten der Führungskräfte und Mitarbeiter bezogen auf die oben genannten Kompetenzen.

Ein gut geplanter und zeitlich vor dem Beginn der Einführung des Digital Twin Shopfloor gestarteter Veränderungsprozess ist notwendig. Ebenso eine ausreichende Qualifizierung der Führungskräfte und Mitarbeiter in den genannten Kompetenzen. Erst wenn hier „grünes“ Licht besteht, dann ist die Grundlage für eine erfolgreiche Implementierung geschaffen.

Links zu weiterführenden Themen:

Leitfaden Industrie 4.0 trifft Lean:

https://industrie40.vdma.org/documents/4214230/26095707/Leitfaden_I40_Lean_1524489604061.pdf/39b9d595-fc44-8212-d7ec-c5ff420647dd

Jörg Krauter

Autor Jörg Krauter

Anpassungsfähigkeit beginnt mit dem „raus“ aus der eigenen Komfortzone

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