Wenn Spitzenforschung erlebbar wird: Innovative Aus- und Weiterbildung im Produktionsmanagement und Werkzeugmaschinenbau

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Im Interview mit Marvin Mueller aus der Lernfabrik CiP | Center für industrielle Produktivität

Das Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) an der TU Darmstadt steht seit mehr als 120 Jahren für industrienahe Spitzenforschung im Bereich der Produktionstechnik. Am PTW liegen die Schwerpunkte dieser Forschung auf der Zerspannung metallischer Werkstoffe, der additiven Fertigung, der Auslegung von Werkzeugmaschinen, der energieeffizienten Produktion sowie der Produktionsorganisation. Mit Marvin Mueller sprechen wir heute über ein innovatives Teilgebiet des PTW, das Aus- und Weiterbildungszentrum „Prozesslernfabrik CiP“. Dieses Kernstück des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Darmstadt bietet produktionsorientierten Unternehmen exzellente Bedingungen eines fachlichen Austauschs sowie die Möglichkeit, Umsetzungs- und Forschungsprojekte zwischen Mittelstand und Universität zu initialisieren.

DIGITAL FUTUREmag: Herr Mueller, die Lernfabrik CiP wurde bereits 2007 gegründet. Was war der ursprüngliche Ansatz des „Centers für industrielle Produktivität”?

Marvin Mueller: Der Anstoß lag in der Erkenntnis, dass unsere Studierenden in vielen technischen Themen sehr gut ausgebildet sind, jedoch die realen Abläufe eines Produktionsbetriebs nicht vermittelt bekommen. Daraus hat sich das Konzept der Lernfabrik entwickelt: Ein reales Produktionsumfeld mit Zerspanung, Logistik und Montage, das für die Aus- und Weiterbildung betrieben wird. Im Laufe der Realisierung ist dabei das Partnermodell für Unternehmen entstanden. In einem dreijährigen Vertragsmodell können Firmen ihre Mitarbeitenden bei uns weiterbilden – zunächst in klassischen Lean-Themen.

DIGITAL FUTUREmag: 2016 wurde die Prozesslernfabrik ergänzt. Welche Herausforderungen führten zu der Erweiterung?

Marvin Mueller: Die CiP war zwei prägenden Trends gegenüber nicht gut genug aufgestellt: Digitalisierung und Individualisierung. Im Ursprung produzierten wir in der Lernfabrik nur acht sehr ähnliche Varianten eines Pneumatikzylinders mit ausgeglichener Nachfrage. Das Profil unserer Partner haben wir so aber immer weniger widergespiegelt, da der kundenindividuelle Anteil der Produktion sich erhöhte. Im klassischen Lean-Umfeld war zudem das Thema Digitalisierung nicht zeitgemäß abgebildet und die Auftragssteuerung in der Produktion lief papierbasiert ab. Diese Herausforderungen haben wir als Chance genutzt und gezeigt, wie man ein bestehendes, schlankes Produktionsumfeld technisch und organisatorisch auf digital unterstützte, kundenindividuelle Produktion umstellen kann. Aktuell laufen Planungen für eine zusätzliche, neue Halle - die FlowFactory - direkt vor der bestehenden Lernfabrik. In dieser wird der Wertstrom bezüglich Kundenindividualität und Digitalisierung ganz neu gedacht.

DIGITAL FUTUREmag: Welche thematischen Schwerpunkte setzen Sie derzeit mit der Prozesslernfabrik?

Marvin Mueller: Im Laufe der Jahre haben sich die Schwerpunkte mit den aktuellen Trends der Produktion und Produktionsforschung stetig verändert. Aktuell liegt der Fokus auf der Wertstromgestaltung, Künstlicher Intelligenz und (digitalem) Shopfloor Management. Durchgängig führend sind wir in dem Bereich der Lernfabrikforschung, also der Frage, wie eine Lernfabrik gestaltet sein muss, um Kompetenzen ideal zu vermitteln.

DIGITAL FUTUREmag: Was kann ich mir unter digitalem Shopfloor Management vorstellen und ab welcher Produktionsgrößenordnung kommt eine solche Technik sinnvoll zum Einsatz?

Marvin Mueller: Shopfloor Management (SFM) ist ein seit Jahrzehnten weit verbreiteter Führungsansatz im Werkstatt-Umfeld. Bei Toyota entwickelt, hat er sich in Deutschland ab den 1990er Jahren zunächst in der Automobilindustrie und im weiteren Verlauf auch in anderen Bereichen des produzierenden Gewerbes etabliert. Die Stärke liegt darin, Transparenz durch Kennzahlen zu schaffen und identifizierte Probleme nachhaltig zu lösen. Dabei lässt sich nicht nur der Produktionsbereich optimieren, sondern man steigert bei den Mitarbeitenden auch die Fähigkeit, Probleme eigenständiger und effektiver zu lösen. Es wird realisiert durch tägliche, kurze Besprechungen am Shopfloorboard, das den aktuellen Zustand der Produktion sowie laufende Probleme visualisiert. An dieser Stelle kommt die Digitalisierung ins Spiel. Die Aktualisierung der Kennzahlen ist mit viel manuellem Aufwand verbunden und das, obwohl eine Menge der verwendeten Daten mittlerweile aus digitalen Systemen stammen. Gleichzeitig ist eine weitere Stärke des SFM eine durchgängige Kommunikation und Eskalation von Problemen über Unternehmensbereiche hinweg. Ohne digitale Maßnahmen- und Problemverwaltung führt das schnell zu Zettelwirtschaft, redundanten Informationen an verschiedenen Boards und mangelhafter Nachverfolgung von noch aktiven Maßnahmen. Die Verbesserung und Vereinfachung der Transparenz und Kommunikation durch SFM unterstützt bereits bei mehreren Produktionsteams ab circa 100 Beschäftigten die kontinuierliche Entwicklung.

DIGITAL FUTUREmag: Welche Aufgabe haben dabei Assistenzsysteme?

Marvin Mueller: Bisher bin ich nur auf Vorteile des digitalen SFM eingegangen, die die bestehenden Workflows des analogen vereinfachen. Wenn die Daten zu Kennzahlen, Problemen, Ursachen und Maßnahmen aber digital vorliegen, sind auch ganz neue Funktionen möglich, die das Personal in ihrer Arbeit unterstützen. Das reicht von der Anomalieerkennung in Prozessen über die Unterstützung der Moderierenden während der Besprechung bis zur Auswertung der Problemdaten durch Natural Language Processing.

DIGITAL FUTUREmag: Natural Language Processing (NLP) versucht, natürliche Sprache zu erfassen und mithilfe von Regeln und Algorithmen computerbasiert zu verarbeiten. Können Sie uns vielleicht ein Beispiel nennen für den Einsatz einer solchen Technologie an Werkzeugmaschinen?

Marvin Mueller: Im Umgang mit einer Werkzeugmaschine kommt es beispielsweise immer wieder zu Ausfällen oder Qualitätsproblemen. Diese werden diskutiert und gelöst – und zwar durch Menschen, die in natürlicher Sprache kommunizieren. Dabei entstehen mehrere wertvolle Anwendungsfälle für NLP, die ich in meinem Team im Transferprojekt TexPrax (https://texprax.de) für Unternehmen aufbereite und in kostenfreien Workshops erläutere. Das umfasst etwa die Erkennung von relevanten Daten in Chats zur Strukturierung von Problemlösungsprozessen, Document Clustering zur Erkennung der häufigsten Themen sowie Empfehlungssysteme zur Verbreitung und Verstetigung von Wissen. Auch in der Produktion sind Chats als einfachste Kommunikationsmittel häufig etabliert, wenn auch auf privaten Geräten. Corona hat diesen Trend sicher verstärkt. Und so wird firmeneigenes Wissen zu Problemen, Ursachen und Maßnahmen auf unternehmensfremden Servern gespeichert und ist nicht weiter nutzbar. In der Lernfabrik zeigen wir eine Chat-Lösung auf, die unter Erfüllung von Datenschutz- und -sicherheitsauflagen die problemrelevanten Daten aus einem Chat, in der Problemdatenbank des SFM abspeichert. So geht das betriebliche Know-how nicht verloren und die Probleme finden den Weg in den strukturierten Prozess des SFM.

Die Problemdatenbank kann nun verwendet werden, um die häufigsten Probleme im Bereich direkt aus den Freitextdaten zu identifizieren. Durch die Clusterung der häufigsten Wortkombinationen ist das schneller, einfacher und genauer zu erreichen als durch die händische Zuordnung von Problemen zu vorher definierten Kategorien. Zur Verstetigung des in der Problemlösung erarbeiteten Wissens können abschließend Empfehlungssysteme eingefügt werden, die bei der Eingabe einer neuen Abweichung direkt schon in der Lage sind, ähnliche Fälle und deren Lösungsansätze zu empfehlen. Diese Technologie ist entweder in die Eingabemaske des digitalen SFM integrierbar oder das Empfehlungssystem antwortet auch auf Fragen im Chat, um noch näher an den Mitarbeitenden zu sein. Für alle Anwendungsfälle ist eine produktions- und bereichsspezifische Aufbereitung der Textdaten notwendig, um die vielen Abkürzungen und speziellen Begriffe richtig zu verarbeiten.

DIGITAL FUTUREmag: Vielen Dank für das anschauliche Beispiel. Schauen wir jetzt vielleicht einmal etwas stärker auf die Zielgruppe, die Sie mit der Prozesslernfabrik CiP erreichen wollen. Wer ist überhaupt Ihr Kernklientel und wie wird hier gelernt?

Marvin Mueller: Die Zielgruppe für unsere klassische Lean-Weiterbildung sind Unternehmen, die (noch) keine internen Lean-Teams haben oder einen bereits gestarteten Transformationsprozess beschleunigen möchten. Hier übernehmen wir die Weiterbildung der Belegschaft und unterstützen in einzelnen Projekten vor Ort, um so die Lean-Transformation zu begleiten. Viele unserer PartnerInnen sind Individualfertiger. Eine Serienproduktion ist nicht notwendig, um mit uns die Produktion umzustellen.

DIGITAL FUTUREmag: Was können Personen, die an Ihren Arbeits- und Lerngruppen teilnehmen, nach einer Schulung mitnehmen?

Marvin Mueller: Uns zeichnet nicht nur aus, das theoretische Wissen zu vermitteln, sondern auch Handlungsaufgaben in einer realistischen Umgebung stellen zu können. Durch das Anwenden in einem unbekannten – aber authentischen und überschaubaren – Arbeitsumfeld werden die Kompetenzen und das Selbstvertrauen gestärkt, das Gelernte auch im eigenen beruflichen Bereich selbstständig einzusetzen. Thematisch sind wir über Lean- und Digitalisierungsthemen sehr breit aufgestellt.

DIGITAL FUTUREmag: Wie können gerade mittelständische Unternehmen aus dem Produktionsumfeld mit Ihnen Kontakt aufnehmen und welche Projekte sind für beide Seiten zielführend?

Marvin Mueller: Auf www.prozesslernfabrik.de stellt sich die CiP noch einmal vor. Aktuell sind wir auf Partnersuche für unser Weiterbildungsprogramm. Das ist nicht immer so, da wir nur so viele PartnerInnen annehmen, wie in unseren Workshops und Forschungsgruppen Platz finden. Darüber hinaus sind Firmen (insbesondere KMU) meist Teilnehmende unserer Forschungsprojekte. Bei zukunftsweisenden Fragestellungen sind wir immer offen für neue Konzepte bzw. Vorhaben. Des Weiteren ist Auftragsforschung für konkrete unternehmensspezifische Aufgaben im Rahmen eines Projekts für beide Seiten sehr fruchtbar, wenn es thematisch zu uns passt.

DIGITAL FUTUREmag: Wenn Sie einen Wunsch frei hätten, der die Prozesslernfabrik CiP betrifft, welcher wäre das?

Marvin Mueller: Aktuell wünschen wir uns, dass die Pandemie endet und wir unseren gewohnten Hallenbetrieb wieder aufnehmen können. Wir haben in der Zwischenzeit Online-Schulungen angeboten, aber gerade bei unserem Profil und der Stärke der Lernfabrik in der Kompetenzbildung durch eigenes Handeln, schmerzt es besonders, dass die Hallentüren so lange geschlossen bleiben. Für die Zukunft wünsche ich mir, dass wir unsere Digitalisierungsthemen in unserem Workshop-Currikulum weiter ausbauen und für die Weiterbildung auf diesem Sektor genauso bekannt und erfolgreich werden, wie wir es im Lean-Bereich bereits sind.

DIGITAL FUTUREmag: Dafür wünschen wir Ihnen viel Erfolg! Vielen Dank für das Gespräch und die spannenden Erläuterungen.


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