Der Aufstieg der Roboter – na und?

David Alatorre, Technischer Leiter, Rivelin Robotics

Dieser Artikel befasst sich mit den Herausforderungen, denen sich Fertigungsunternehmen in verschiedenen Branchen gegenübersehen. Ein gesellschaftlicher und kultureller Wandel weg von manuellen, handwerklich geprägten Tätigkeiten, verbunden mit der Wahrnehmung von Gesundheitsrisiken in Fertigungsberufen, hat in der Branche zu einem erheblichen Fachkräftemangel geführt.

Zu den verschiedenen anderen Herausforderungen gehören der Druck durch die Gesetzgebung, instabile Lieferketten und beispiellose Unsicherheiten – all dies verschärft die Situation und bedroht die Wettbewerbsfähigkeit der Fertigungsunternehmen. In diesem Artikel wird jedoch die Ansicht vertreten, dass die Lösung für diese eskalierenden Probleme im Bereich der Digitalisierung und Automatisierungstechnik liegt.

Unsere Analyse stützt sich auf die Entwicklung der Arbeitsmarkttrends und die Möglichkeiten, die sich durch Innovationen wie Rivelin NetShape® ergeben, einem Vorreiter der digitalen Revolution in der Fertigung. Durch den Einsatz von maschinellem Lernen, fortschrittlichen Sensoren und firmeneigenen Algorithmen verwandelt diese Technologie qualifizierte manuelle Aufgaben zur Nachbearbeitung und Veredelung von Metallteilen und Komponenten in wiederholbare, rückverfolgbare digitale Verfahren, die die Produktivität erheblich steigern und die Kosten senken.

In dem Artikel wird eine Zukunft vorgestellt, in der die Belastung durch manuelle Arbeit durch Robotik und KI verringert werden kann, und es wird gezeigt, wie ein Produktionsmodell “lokal für lokal” – die Strategie der Herstellung von Gütern in der Nähe ihrer vorgesehenen Abnehmer zur Förderung der regionalen Selbstversorgung – dank der digitalen Fertigung Wirklichkeit werden kann. Darüber hinaus gehen wir davon aus, dass durch diese Veränderungen in der Industrie Berufe wie der “Digital Manufacturing Engineer” für eine neue Generation von computererfahrenen, technisch interessierten Arbeitssuchenden immer attraktiver werden. Ziel dieser Mitteilung ist es, die bevorstehende Verlagerung von der manuellen Fertigung zu digitalen Verfahren und von der kostengünstigen Produktion in Übersee zur digitalen Fertigung vor Ort zu bewerten und den Akteuren in der Branche und den Unternehmensleitern, die sich mit diesen Veränderungen auseinandersetzen, Einblicke zu geben.

Digitale Fertigung und der Arbeitsmarkt

Trotz der jüngsten Fortschritte bei den Arbeitsschutznormen und -protokollen sind Fertigungsberufe immer noch mit einer Vielzahl von Gesundheitsrisiken verbunden, wie z. B. Exposition gegenüber schädlichen Stoffen, Verletzungen durch wiederholte Belastung, Hand-Arm-Vibrationssyndrom, Einatmen von Staub, Gehörverlust, Verschlechterung der Sehkraft sowie Risiken im Zusammenhang mit Maschinenunfällen, Feuer und elektrischen Gefahren. Es ist zwar hypothetisch möglich, diese Risiken durch umfassende Sicherheitsmaßnahmen zu beseitigen, aber selbst dann lassen die Trends darauf schließen, dass dies allein den drohenden Fachkräftemangel nicht verhindern wird.

In den letzten Jahren hat die Anziehungskraft traditioneller Sektoren mit qualifizierten Arbeitskräften, wie z. B. der verarbeitenden Industrie, abgenommen. Wie Muro et al. in ihrer Studie für die Brookings Institution darlegen, haben der gesellschaftliche Fortschritt und die technologische Entwicklung einen Wandel auf dem Arbeitsmarkt ausgelöst, der den Schwerpunkt von manuellen, handwerklichen Tätigkeiten auf solche verlagert, die auf digitale Fähigkeiten und intellektuelle Stimulation ausgerichtet sind.

Einer der Schlüsselfaktoren, die zu diesem Wandel beitragen, ist der rasche Fortschritt der Technologie und der Digitalisierung in verschiedenen Branchen. Die digitale Revolution hat neue und spannende Möglichkeiten in Bereichen wie künstliche Intelligenz (KI), Datenwissenschaft, Softwareentwicklung, Robotik und Automatisierung geschaffen. Diese Berufe sind attraktiv, da sie die Arbeit mit innovativen Spitzentechnologien beinhalten, um komplexe Probleme zu lösen und neue Grenzen zu überwinden. Unternehmen aller Größenordnungen verlassen sich zunehmend auf digitale Technologien, um ihre Abläufe zu verbessern, die Effizienz zu steigern und sich einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen.

Neben der körperlichen Anstrengung spielen auch Sicherheitsaspekte bei der Berufswahl eine wichtige Rolle. Daher werden traditionelle Branchen wie das verarbeitende Gewerbe und das Baugewerbe in der Regel als körperlich anstrengend und risikoreich eingestuft. Für jüngere Berufsanfänger sind Arbeitsplätze im verarbeitenden Gewerbe aus den oben genannten Gründen weniger attraktiv. Dies wird durch eine von Deloitte durchgeführte Umfrage bestätigt, die ergab, dass Millennials und Arbeitnehmer der Generation Z in ihrer Karriere Sinn und Zweck priorisieren und risikoreichere Branchen meiden.

Infolgedessen bleiben in der gesamten Erwerbsbevölkerung, insbesondere aber in den westlichen Kulturen, Millionen von physischen und qualifizierten Stellen unbesetzt, und zwar nicht unbedingt aufgrund von Gehaltsbeschränkungen oder mangelhafter Politik, sondern aufgrund einer ausgeprägten Verlagerung hin zu erfüllenderen und sicheren Berufen.

Re-Industrialisierung der westlichen Volkswirtschaften

Dieser Fachkräftemangel ist nur einer von vielen Faktoren, die die Produktionskosten in die Höhe treiben. Das verarbeitende Gewerbe hat mit einer Vielzahl anderer Herausforderungen zu kämpfen, wie z. B. instabile Lieferketten, die durch globale Ereignisse erschüttert werden, gesetzlicher Druck, der die Anforderungen an Qualität und Rückverfolgbarkeit verschärft, und noch nie dagewesene Unsicherheiten. Das Zusammenspiel dieser Faktoren führt zu einer Kostenspirale, die die Wettbewerbsfähigkeit der Fertigungsunternehmen bedroht.

Im Folgenden gehen wir näher auf diese Herausforderungen und ihre Auswirkungen ein:

Die Anfälligkeit der Lieferkette für Schocks:

Mehr als jedes andere Ereignis in der jüngeren Geschichte hat die weltweite COVID-19-Pandemie deutlich gemacht, wie anfällig globale Lieferketten tatsächlich sind. Auf dem Höhepunkt der Pandemie hatte fast ein Drittel (30 %) der britischen Fertigungsunternehmen mit Unterbrechungen in ihren Lieferketten und bei der Beschaffung wichtiger Waren und Komponenten zu kämpfen. Fast alle Industrieunternehmen (97 %) berichteten über negative Auswirkungen in irgendeiner Form. Die westlichen Volkswirtschaften waren in hohem Maße von weit entfernten Zulieferern abhängig, bei denen ebenfalls ein Chaos herrschte, weil sie ausgesperrt waren, Arbeiter in Isolation lebten und Transport- und Versandkapazitäten eingeschränkt waren. Dies hat unmittelbar dazu geführt, dass Unternehmen versuchen, die Risiken in der Lieferkette zu verringern, indem sie bestimmte Branchen in den Westen verlagern.

Darüber hinaus hat insbesondere im Vereinigten Königreich der Brexit zu weiteren Unterbrechungen der Lieferkette beigetragen: Jeder zehnte Hersteller berichtet von Brexit-bedingten Unterbrechungen der Lieferkette aufgrund zusätzlicher Bürokratie für grenzüberschreitende Waren und erhöhter Kosten. Darüber hinaus zeigen außergewöhnliche Ereignisse wie die Blockade des Suezkanals im März 2021 die potenzielle Fragilität der globalen Handelsrouten. Einzeln und in ihrer Gesamtheit dienen diese Ereignisse als Indikatoren für produzierende Unternehmen, ihre Lieferketten zu diversifizieren – und zu verkürzen -, die nationale und regionale Produktion zu fördern und die Risiken zu mindern, die mit der Abhängigkeit von einer einzigen Transportroute oder Region verbunden sind.

Geopolitische Faktoren:

Geopolitische Spannungen sind nichts Neues, und ihre Auswirkungen auf den Welthandel sind es auch nicht. Die Welt hat derzeit mit den Folgen des Konflikts in der Ukraine nach dem Einmarsch der Russen zu kämpfen, der erhebliche Auswirkungen auf die wirtschaftliche Landschaft hatte, insbesondere im Hinblick auf die Energieversorgung (die durchschnittlichen Preise für Strom für Nicht-Haushaltskunden stiegen in der Europäischen Union während des Konflikts um 131 % und für Gas um 215 %) und die verarbeitende Industrie. Westliche Volkswirtschaften, die ihre Abhängigkeit von ausländischen Mächten in Bezug auf diese kritischen Ressourcen und Industrien verringern wollen, könnten ihren Bemühungen um Reindustrialisierung Vorrang einräumen, um die Selbstversorgung zu verbessern und die Anfälligkeit für potenzielle Störungen zu verringern. Wie Präsident Biden auf dem jüngsten G7-Gipfel in Hiroshima sagte, sollten die Länder “den Aufbau einer widerstandsfähigeren und integrativen Weltwirtschaft vorantreiben, die Schocks, wie wir sie in den letzten Jahren erlebt haben, besser standhalten kann, unter anderem durch den Aufbau einer sichereren und stärker diversifizierten Lieferkette”. Die Länder suchen nach Möglichkeiten, in die heimische Industrie zu investieren, um die wirtschaftliche Stärke wiederzuerlangen, einen Wettbewerbsvorteil zu erhalten, die nationale Sicherheit zu schützen und die technologische Führung voranzutreiben.

Politische Prioritäten der Regierung:

Eine starke industrielle Basis ist eine Möglichkeit für Regierungen, sich gegen potenzielle Risiken zu wappnen. Dazu kann eine Politik gehören, die die Wiederbelebung von Schlüsselindustrien wie Verteidigung, Energie, Telekommunikation und kritische Infrastruktur unterstützt. Dies kann auch die Schaffung von Arbeitsplätzen und das Wirtschaftswachstum fördern, indem die inländische Produktion und Innovation unterstützt werden. Die jüngste Unterzeichnung des CHIPS and Science Act of 2022 in den Vereinigten Staaten ist ein Beispiel für eine gezielte Reshoring-Politik, und die Erklärungen des Präsidenten in Hiroshima über den “Schutz einer begrenzten Anzahl von Spitzentechnologien, die für die nationale Sicherheit von entscheidender Bedeutung sind”, untermauern dieses Muster. Auch die Europäische Union zeigt Interesse an sektorspezifischen Maßnahmen zur Förderung der Standortverlagerung, sowohl indirekt – z. B. durch Kohlenstoffsteuern und Vorschriften für das öffentliche Beschaffungswesen – als auch direkt – z. B. durch Bevorratungsmandate und Handels-/Tarifpolitik. In dem Maße, in dem mehr Regierungen mit sektorspezifischen Verlagerungsinitiativen experimentieren, wird sich allmählich ein Konsens darüber herausbilden, wie die Reindustrialisierung wirksam vorangetrieben werden kann.

Einige mögliche Lösungen für diese Herausforderungen liegen in den technologischen Fortschritten des letzten Jahrzehnts, insbesondere in der Automatisierungstechnik. Die Konvergenz von fortschrittlichen Software-Tools, künstlicher Intelligenz und Robotik bietet einen vielversprechenden Weg zur Reindustrialisierung. Da die erfahrenen Arbeitskräfte auf den Ruhestand zugehen und der globale Westen sich von billigen ausländischen Arbeitskräften abwendet, wenden sich die Unternehmen des verarbeitenden Gewerbes dem digitalen Paradigma zu, einer Welt, in der Menschen Ideen gestalten und die Technologie sie in die Realität umsetzt.

Ein Blick in die Zukunft

Eine dieser Technologien, die die digitale Revolution im Fertigungssektor anführt, ist Rivelin NetShape, das sich auf die endkonturnahe Fertigung von Metall konzentriert. Durch den Einsatz von maschinellem Lernen, fortschrittlichen Sensoren und firmeneigenen Algorithmen streben die Software-Ingenieure von Rivelin danach, handwerkliches Können und Intuition mit der Wiederholbarkeit und Rückverfolgbarkeit zu verbinden, die Industrieroboter bieten. NetShape wandelt qualifizierte manuelle Aufgaben in digitale Verfahren um, die wiederholt und mit minimaler Aufsicht ausgeführt werden können, um qualitativ hochwertige, fertige Metallteile zu produzieren. Die Roboter von Rivelin haben in der Gießerei und der additiven Fertigung von Metallteilen bereits erhebliche Fortschritte gemacht, die Produktivität und Effizienz erheblich gesteigert, Kosten gesenkt und risikoreiche Arbeitsbedingungen beseitigt.

Rivelin konzentriert sich darauf, eine nachhaltige Zukunft für Unternehmen, ihre Mitarbeiter und den Planeten zu schaffen. Digitale Innovation und Fortschritt sind keine Bedrohung für manuelle Arbeitsplätze in der Fertigung, sondern bieten ein neues Paradigma, in dessen Mittelpunkt der Mensch steht, der Ideen formt, und die Technologie, die diese umsetzt – sicher, effizient und nachhaltig.

Rivelin NetShape und Automatisierungsplattformen wie diese werden entscheidend dazu beitragen, eine nachhaltige “Local-for-Local”-Produktion auf der ganzen Welt zu ermöglichen. Dieses Paradigma beinhaltet die Schaffung lokalisierter digitaler Produktionsökosysteme, die durch Automatisierungstechnologie angetrieben werden und in denen die Produkte in der Nähe der Orte hergestellt werden, an denen sie verbraucht werden. Fortschrittliche Fertigungstechnologien ermöglichen diesen Wandel in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Energie und Medizintechnik, in denen die Komplexität der Teile, kleine Losgrößen und Qualifikationsanforderungen die Fertigung zunächst ins Ausland verlagert haben. Durch die Konzentration auf die lokale Produktion können Unternehmen ihre Effizienz, Reaktionsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit steigern und gleichzeitig Kosten senken, Emissionen reduzieren und die regionale Wirtschaft unterstützen.

Schlussfolgerung

Das verarbeitende Gewerbe wird von kritischen Problemen geplagt, die von einem erheblichen Fachkräftemangel bis hin zu instabilen Lieferketten, regulatorischem Druck und noch nie dagewesenen Unsicherheiten reichen. Die Situation macht dringend innovative Lösungen erforderlich, um die Wettbewerbsfähigkeit der Fertigungsunternehmen zu erhalten. Automatisierung und digitale Fertigungstechnologien wie Rivelin NetShape® können helfen, diese Probleme zu lösen. Durch den Einsatz von maschinellem Lernen, fortschrittlichen Sensoren und proprietären Algorithmen verwandeln diese digitalen Plattformen qualifizierte manuelle Aufgaben in wiederholbare, effiziente und sicherere digitale Verfahren. Dies steigert nicht nur die Produktivität und senkt die Kosten, sondern macht den Fertigungssektor auch für digital orientierte, sicherheitsbewusste Arbeitskräfte attraktiver.

Die sich vollziehende digitale Revolution in der Fertigung zeichnet ein Bild von einer Zukunft, in der Robotik und künstliche Intelligenz die Anforderungen der manuellen Arbeit erheblich erleichtern können. Sie ermöglicht den Übergang zu einem Produktionsmodell “lokal für lokal”, bei dem die Waren in der Nähe ihrer Abnehmer hergestellt werden, was die regionale Autarkie fördert und die Anfälligkeit der Lieferkette verringert. Die Digitalisierung des verarbeitenden Gewerbes hat tiefgreifende Auswirkungen, insbesondere auf die Reindustrialisierung der westlichen Volkswirtschaften, die Verbesserung der Widerstandsfähigkeit und die Diversifizierung der Lieferketten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die Digitalisierung und die Automatisierungstechnologie in der Fertigungsindustrie angesichts der sich weiterentwickelnden gesellschaftlichen, technologischen und wirtschaftlichen Dynamik als wirksame Strategie erweist, um die Herausforderungen, mit denen der Sektor konfrontiert ist, zu bewältigen und abzumildern. Sie schafft eine nachhaltige Grundlage für die Branche, indem sie menschliche Kreativität mit technologischer Präzision verbindet, um eine sichere, effiziente und produktive Zukunft der Fertigung zu gewährleisten. Der Weg von der Handarbeit zu digitalen Verfahren ist nicht nur ein Übergang, sondern eine Transformation, die Unternehmen, Arbeitskräften und der Wirtschaft insgesamt immense Möglichkeiten bietet.