Fachwissen in der Fertigung: Ganz einfach digital weitergeben

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Fachwissen in der Fertigung: Ganz einfach digital weitergeben

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Fehlendes Fachwissen kostet Unternehmen Zeit und Geld. Doch die Expertise kann man sich über Vernetzung auch ohne eigene Experten ins Haus holen.
Fachwissen

Quelle: Monkey Business Images/Shutterstock

  • Mangel an Fachwissen führt zu Problemen in der Industrie.
  • Herstellungskosten steigen, wenn das Fachwissen fehlt.
  • Die Lösung ist die Vernetzung von Experten, um das Wissen digital weiterzugeben.

Fachkräftemangel ist aus der Industrie kaum mehr wegzudenken. Die Anzahl der offenen Ingenieursstellen suggeriert jedoch ein Bild der Lage, das junge Absolventen im verzweifelten Bewerbungsprozess nicht immer bestätigen können. Viele Stellen bleiben unbesetzt. Hier zeigt sich, dass die Schmerzen der Industrie im Grunde nicht durch einen Fachkräftemangel, sondern oftmals eher durch einen „Fachwissen-Mangel“ hervorgerufen werden.

Fachwissen von erfahrenen Konstrukteuren

Die älteren, erfahrenen Konstrukteure, die allmählich aus den Unternehmen ausscheiden, verfügen über ein immenses Fertigungsfachwissen, dessen Verlust nur schwer zu kompensieren ist. Die letzte Generation der Konstrukteure besaß den Vorteil, inmitten des Geruchs von Schmierstoffen und Metallspänen groß geworden zu sein. Viele dieser Jahrgänge haben ihr Handwerk in der Fertigung erlernt und sich allmählich in die Konstruktionsabteilung vorgearbeitet. Sind also als Experten in ihr Unternehmen und seine speziellen Abläufe hineingewachsen.

80 Prozent der beinflussbaren Herstellungskosten hat der Konstrukteur in der Hand

Das Wissen darüber, ob und wie ein Bauteil gefertigt werden kann, aber auch mit welchem Aufwand und zu welchen Kosten, ist jedoch elementar, um einen effizienten und zielführenden Entwicklungsprozess zu gewährleisten. Viele Konstrukteure neigen dazu, Bauteile nach „Funktion“ zu konstruieren (Design-to-Function). Solch ein Bauteil erfüllt zwar alle Stabilitäts-, Funktions- und Geometrieanforderungen, die Herstellbarkeit und Beschaffungskosten berücksichtigt es aber nur unzureichend. Die Folge ist, dass erst sehr spät im Beschaffungsprozess, wenn die Zeichnungen vom Teilefertiger geprüft werden, die fertigungstechnischen Defizite der Konstruktion aufgedeckt werden.

Es kommt zu teuren, nachträglichen Bauteiländerungen, enormen Abstimmungsaufwand und letztendlich zu unnötig hohen Beschaffungskosten, da nicht alle fertigungstechnischen Potenziale ausgenutzt wurden. Laut einer Umfrage unter Gießereien ist jede dritte Bauteilzeichnung nicht im angefragten Verfahren fertigbar, über die Hälfte der Bauteile muss konstruktiv angepasst werden und über 50 Prozent weist fehlerhafte Dokumentation oder nicht normgerechte Toleranzen auf. Hier steckt viel Potenzial: Der Konstrukteur hat 80 Prozent der beinflussbaren Herstellungskosten in der Hand.

Bis zu 40 Prozent der Teile könnten günstiger sein

Das Potenzial für Kosteneinsparungen durch eine konsequente Berücksichtigung der Fertigung während der Entwicklung („Design-for-Manufacturing-and-Assembly“ / „Design-to-Cost“) ist enorm. Nicht jeder Konstrukteur verfügt jedoch über das Wissen, um seine Bauteile im jeweiligen Fertigungsverfahren zu optimieren oder in alternative Verfahren und Materialien zu überführen.

Die „Rule of 10“ besagt, dass die Kosten zur Fehlerbehebung in jeder einzelnen Stufe der Wertschöpfung um den Faktor 10 steigen. Dieses Problem hat man in der Industrie erkannt und begegnet ihm mit organisatorischen Maßnahmen wie einer frühen Integration von Lieferanten in den Entwicklungsprozess (Advanced Purchasing) oder dem Aufbau von Simultaneous Engineering Teams. Ebenso wird versucht einen internen Experten-Pool aufzubauen, um bei technologischen Fragen die Entwickler und Konstrukteure unterstützen zu können.

Diese Ansätze geraten jedoch zunehmend an ihre Grenzen. Die frühe Integration von Lieferanten beispielsweise steht vor allem Unternehmen mit einer gewissen Marktmacht zur Verfügung und wird von den Lieferanten oft nur bei sicherem Auftrag akzeptiert. Die Verfügbarkeit und
Reaktionsschnelligkeit der In-house-Experten entspricht nur selten der notwendigen Lösungsgeschwindigkeit. Zudem erweist sich der Aufbau eines eigenen Expertenpools gerade für exotische Verfahren als äußerst kostenintensiv. Das ist schade, denn mit dem notwendigen Wissen für eine fertigungsgerechte Konstruktion könnten bis zu 40 Prozent der Bauteile günstiger hergestellt werden.

Fehlendes Fachwissen als „kleiner“ Kostentreiber

Es sind eigentlich kleine Fragen und Bauteildetails, die maßgeblich die Herstellbarkeit und die Herstellungskosten des Bauteils entscheiden. Eine Aussparung im Bauteil, die zu einem zusätzlichen teuren Schieber im Werkzeug führt oder „Angsttoleranzen“, die unnötige Nachbearbeitungen verursachen, und vieles mehr – die Liste der „kleinen“ Kostentreiber ist lang. Der Konstrukteur muss auch unter Zeitdruck täglich viele Entscheidungen treffen und ist dabei in der Regel auf sich alleine, seine Erfahrung und seine Intuition gestellt. Bisher war es nicht möglich, externes „Fertigungswissen“ ohne konkreten Fertigungsauftrag oder finalisierte Fertigungszeichnungen mit vertretbarem Aufwand extern einzukaufen und in den Entwicklungsprozess zu integrieren.

Zu hoch sind prozessuale Barrieren, einen nötigen Einkaufsprozess zu initiieren, aber auch Wissensträger zu finden, als Lieferanten zu registrieren und die Fähigkeiten der Experten zu klären.

Geballtes Fachwissen-as-a-Service in der Fertigung

Wissenslücken schließen, ist die Idee zur Entwicklung der Fertigungsexpertise-as-a-Service-Plattform „exaas. Konstrukteuren, Cost Engineers und Einkäufern soll der kurzfristige Zugriff auf bisher verschlossenes Expertenwissen ermöglich werden.

Mit anderen Worten, das Fachwissen der deutschen Wirtschaft soll sinnvoll vernetzt werden. Vorrangiges Ziel dabei ist, die Herstellbarkeit und kostentechnische ­Optimierung der Bauteile in der frühen Phase der Produktentwicklung zu klären. Das Herzstück der Plattform ist ein Expertennetzwerk aus der Industrie. Dieses besteht neben Fertigungsberatungen und industrienahen Forschungsinstituten, aus Industrieunternehmen wie Maschinenbauern, Teilefertigern oder Werkzeugbauern.

Fachwissen vom Experten via Plattform

Neben dem klassischen „Hardware“-Geschäft bieten diese Firmen ihre Verfahrens-Expertise als neuen Experten-Service an, um anhand des Bauteildesigns sowohl Einsparungspotentiale als auch zukünftige Fertigungsprobleme zu identifizieren. Die Plattform räumt alle bisherigen operativen Hürden zur Beauftragung solcher Dienstleistung für den Konstrukteur aus dem Weg. Expertensuche, Geheimhaltung sowie Zahlungsverkehr stellt exaas sicher. Ganze Abteilungen oder einzelne Mitarbeiter erhalten Budgets, auf Basis deren sie Expertenservices in Anspruch nehmen können.

Ziel ist, den Zugang zu externem Wissen so einfach zu gestalten, als würde man den Kollegen von nebenan fragen. Dabei kann die Beratung sowohl online als auch offline vor Ort erfolgen. Beispielsweise kann sich ein Konstrukteur zukünftig bequem mittels Screen­sharing mit einem Druckgussexperten über die Druckgusseignung und mögliche Einsparungspotentiale im Bauteil- oder Werkzeugkonzept austauschen.

Europas Wissensschatz

Europa verfügt über einen enormen industriellen Wissensschatz. Durch die Vernetzung mit Wissensträgern eröffnen sich ungeahnte Potentiale, um Produkte kostentechnisch und qualitativ zu optimieren und die deutsche wie auch europäische Industrie nachhaltig wettbewerbsfähig zu halten. Der Geruch von Schmierstoffen und Metall­spänen lässt sich zwar nicht ersetzen, wohl aber industrielles Expertenwissen zusammenführen und sinnvoll teilen. Den Fachkräftemangel gilt es, dann noch einmal neu zu verhandeln.

Lesen Sie auch: So unterstützt die Robotik-Industrie den Kampf gegen Covid-19

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