_ Heute sprechen wir im Zusammenhang von Digitalisierung und Industrie 4.0 auch von der vierten industriellen Revolution. Die Vernetzung und Digitalisierung wird künftig nicht nur die Fertigung im weitesten Sinne prägen, es wir auch unser Leben, Arbeiten und Wohnen verändern. Vernetzung, digitales Handwerk und Mensch-Maschine-Schnittstellen werden Teil unserer Branche werden, das gilt für die Produktion sowie für den Umgang mit den Kunden.
Die Digitalisierung und damit einhergehend neue Technologien werden weitreichende Auswirkungen auf die Bauindustrie haben. Neue, schlanke und saubere Produktionsmethoden werden in vielen Bereichen das zentralisierte Industriemodell des 20. Jahrhunderts ersetzen oder ergänzen. Der Trend wird hin zu kleineren, dezentralisierten Produktionseinheiten vor Ort gehen, die individuelle Bauteile effizient und wirtschaftlich herstellen können.
Auch der Bezug von Mensch und Maschine wird neu definiert werden. Nicht nur, dass wir eng mit Robotern zusammenarbeiten werden, auch das Verschwinden der Maus und Tastatur in einigen Bereichen wird die Beziehung zu den Maschinen verändern.
So werden diese auf Berührung und Sprache reagieren. Die Digitalisierung wird die Kommunikation von Planer und Verarbeiter/Produzent verändern, was neue Strukturen für Planung, Fertigung und auf der Baustelle mit sich bringen wird.
Die Smart Factory von morgen
In der Werkstatt der Zukunft werden die Maschinen künftig die gleiche Sprache sprechen und direkt miteinander kommunizieren, ebenso mit den Fachkräften und Verarbeitern.
Viele, wenn nicht das Gros der Arbeiten, werden automatisiert erfolgen, teils unter Einsatz von Robotertechnik. Die Steuerung der Fertigung wird vielfach Cloud-basiert sein und dem Produktionsleiter in Echtzeit alle Fertigungsdaten bereitstellen. Dennoch wird der Mensch in der digitalen Fabrik eine ganz zentrale Rolle spielen.
Statt einen manuellen Vorgang durch Maschinen eins zu eins abzubilden, werden Prozesse von Grund auf neu gedacht werden (müssen).
Um bessere Ergebnisse zu erzielen, wird im Rahmen der zunehmenden Automatisierung gleichzeitig die Zusammenarbeit von Mensch und Maschinen vertieft, hier lautet das Stichwort Mensch-Roboter-Kollaboration.
Cobots, d.h. Kollaborativer Roboter, werden eine wichtige Rolle spielen. Cobots sind Industrieroboter, die mit Menschen zusammenarbeiten und in der Fertigung nicht durch Schutzeinrichtungen abgetrennt sind. Cobots sind in der Regel als unterstützende Assistenten konzipiert.
Bei Zusammenarbeit von Menschen und Robotern sollen sie die komplementären Stärken von Mensch (z. B. Kreativität und Flexibilität) und Maschine (z. B. Schnelligkeit, Präzision) nutzen; man spricht hier von „Fusion Skills“.
Hand in Hand mit Kollege Roboter
Mit dem Einsatz von Cobots lässt sich eine intelligente Arbeitsteilung zwischen Mensch und Maschine umsetzen. Der Facharbeiter kann sich so auf anspruchsvolle (Montage-)Arbeiten und eine kreative Fehlerbehebung konzentrieren, im Gegenzug übernimmt der Cobot monotone, gefährliche oder harte körperliche Arbeiten.
Ziel wird es sein, die menschliche Fingerfertigkeit in Kombination mit digitalen Assistenzsystemen auf ein Null-Fehler-Niveau zu bringen sowie die Produktivität weiter zu steigern.
Durch die Kooperation von Mensch und Maschine soll in der Fertigung zudem eine bessere Ergonomie gewährleistet werden sowie eine längere Arbeitsfähigkeit der Mitarbeiter.
Die Gebäudehülle von Morgen
Zukünftig müssen Planer das Augenmerk verstärkt auf die Lebensdauer von Gebäuden und die Flexibilität in der Nutzung richten. Die Wiederverwertbarkeit von Materialien und Bauteilen wird eine entscheidende Rolle spielen.
Gleichzeitig müssen die Konstruktionen der Gebäudehülle, inklusive Fenster und Verglasungen, so ausgeführt sein, dass sich einzelne Teile leicht und mit wenig (Kosten-)Aufwand austauschen und auch wieder verwenden lassen. Diese Faktoren müssen schon bei der Planung und Konstruktion sowie in der Fertigung dieser Bauelemente entsprechend berücksichtigt werden.
Weiter wird die Gebäudetechnik zunehmend in der Fassade untergebracht seine. Diese Technik-Elemente sollen sich zudem leicht von außen warten bzw. austauschen lassen.
Von Seiten der Bauherren und Planer werden heute immer vielseitigere Anforderungen an alle Bereiche der Bautechnik gestellt. Um dem zu begegnen und Bauelemente wirtschaftlich fertigen zu können, wird es allgemein mehr Standards sowie vielfältigere Plattformsysteme als bisher geben (müssen), was in Summe dann wiederum zu einer größeren Vielfalt führen wird (Stichwort: Mass customisation).
Auch die Bauweise von Fenster- und Fassadenelementen, ebenso wie von Glasprodukten aus unseren Branchen, wird vielfach nach dem genannten Plattform- oder Baukastenprinzip erfolgen. Dies wird nicht nur eine schnelle und flexible Fertigung ermöglichen, sondern auch eine maximale Produktvielfalt schaffen, von der auch der Verarbeiter profitiert.
Die zukünftigen Produkte für die Gebäudehüllen sowie für den Innenausbau (mit Glas) werden leicht demontierbar sein, um die Rückführung beziehungsweise das Recycling der Materialien zu gewährleisten.
Ein 3D-Drucker in jeder Werkstatt?
Was die Herstellung von (Serien-)Produkten angeht, werden diese großteils automatisch gefertigt werden, vielfach direkt auf „Zuruf“. Da Produktion und Lieferketten vernetzt sind, lässt sich eine Just-in-time-Fertigung umsetzen, was zudem die Lagerhaltung minimiert.
Die Standardprofile hingegen werden nach wie vor noch durch Extrusion wirtschaftlich mit relativ geringen Kosten, mit schnellem Durchsatz und hoher Porduktionsqualität gefertigt.
Was Sonderbauteile angeht, im Fassadenbau z. B. Verbinder und Ecklösungen, werden diese vielfach in additiven Produktionsprozessen (3D-Druck) hergestellt werden.
Mit der Einführung von 3D-Druckern im Fenster- und Fassadenbau müssen Ersatzteile kaum noch vorgehalten werden, sondern lassen sich bei Bedarf einfach ausdrucken.
Alle Bauteile werden künftig mit Sensorchips oder aufgedruckten Codes versehen sein, wodurch sie bei allen Stationen der Fertigung bis hin zum Einbau nachverfolgbar sind. Über die Chips/QR-Code sind alle Materialeigenschaften und Produktdetails hinterlegt, ebenso Hersteller, Fertigungstag etc. Fallen später Wartungsarbeiten an oder muss ein Bauteil ausgebaut werden, lassen sich die nötigen Infos direkt vom Chip/Code auslesen oder aus der zugehörigen Datenbank online abrufen. Schöne Aussichten.—