Industrie 4.0 wird die Qualitätssicherung vor große Herausforderungen stellen, glaubt Benedikt Sommerhoff, Leiter Regional bei der Deutschen Gesellschaft für Qualität (DGQ). Um diesen zu begegnen, braucht es seiner Meinung nach Big-Data-Technologien und eine stärkere Automatisierung. Die Rolle des Qualitäters wird sich grundlegend wandeln.
Herr Sommerhoff, was bedeutet Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung? Welche Herausforderungen ergeben sich für diesen Bereich?
Sommerhoff: Die Fertigung mit Losgröße 1 wird eine riesige Herausforderung für die qualitätssichernden Maßnahmen werden, die sich bisher – zumindest in der Serienfertigung – sehr stark auf die große Zahl gestützt haben. Dabei wird mit statistischen Methoden und mit Anlaufabsicherung gearbeitet. Aber das wird sich deutlich verändern. Es wird eine riesige Variantenvielfalt geben. Die Qualitätssicherung muss dann zum Beispiel ohne physische Erstmusterprüfungen und ohne ausführliche Ramp-up-Chargen in der Fertigung arbeiten, die für Serienfertigungen typisch sind.
Wie kann die Qualitätssicherung diesen Herausforderungen begegnen?
Sommerhoff: Sie muss IT-gestützter werden. Sie muss also kompatibel zu den cyber-physischen Systemen werden und zum Beispiel virtuelle Techniken wie Simulationen nutzen. Zurzeit wird noch viel zu viel händisch gearbeitet. Um sich aber in die automatisierten Systeme der Smarten Fabrik einfügen zu können, muss auch die Qualitätssicherung stärker automatisiert werden.
Den Trend zur Automatisierung gibt es in der Qualitätssicherung aber schon seit einiger Zeit.
Sommerhoff: Eigentlich ist die Folge der Industrie 4.0 etwas, was auch schon das Bestreben der Industrie 3.0 war: nämlich die Automatisierung – nur mit viel weiterreichenden Möglichkeiten. Das heißt: Die Effekte der Industrie 4.0 zeigen sich im Wesentlichen in einem noch höheren Automatisierungsgrad. Und zusätzlich fallen riesige Datenmengen an, mit denen man ganz viel machen kann.
Riesige Datenmengen bringen aber nur einen Nutzen, wenn man daraus auch einen Erkenntnisgewinn ziehen kann. Wie wird denn Big Data zu Smart Data?
Sommerhoff: Viele der mathematischen Ansätze, die bisher für die üblichen qualitätssichernden Maßnahmen wichtig waren, sind jetzt nicht mehr relevant. Und dafür kommen andere mathematische Ansätze ins Spiel. Meine Annahme ist, dass viel stärker auch mit Suchalgorithmen gearbeitet werden wird, die in diesen riesigen Datenmengen Muster erkennen. Es geht also um die Mustererkennung in großen Datenmengen. Natürlich liefert da die klassische Statistik auch viele Beiträge dazu. Aber ich glaube, wir müssen Techniken adaptieren, die auf anderen Feldern für Big Data entstanden sind.
Es gibt also schon Ansätze, die aber bisher im industriellen Bereich noch nicht eingesetzt wurden?
Sommerhoff: Zumindest existiert die Technologie, wie ich zu geeigneten Algorithmen komme. Es gibt auch die Experten dafür. Diese werden aber zur Zeit noch an völlig anderen Stellen eingesetzt. Sie sind in der Qualitätssicherung selbst im Moment nicht vorhanden. Dort werden aber Leute gebraucht, die mit Algorithmen arbeiten können, um aus Big Data Smart Data zu machen.
Der „Qualitäter“ der Zukunft muss also auch ein Big-Data-Spezialist sein?
Sommerhoff: Ja, so wie jeder Ingenieur in der Fertigung hochgradige IT-Kenntnisse haben muss, weil es ganz maßgeblich um Vernetzung geht. Diese Datenexperten werden aber händeringend an anderer Stelle gesucht und sind deswegen typischerweise gar nicht im Umfeld der Fertigung und Qualitätssicherung zu finden.
Wird es die hochgradig spezialisierte Qualitätssicherung dann überhaupt noch geben?
Sommerhoff: Ich gehe davon aus, dass es mehr integrierte Konzepte geben wird. Das heißt: Spezialisten, die nur Qualitätssicherung machen, werden seltener – so wie auch die gesamte Belegschaft aufgrund von Industrie 4.0 schrumpfen wird. Auf der anderen Seite wird es anteilig immer mehr Ingenieure geben. Die Stellen werden also weniger, aber hochwertiger. Aus meiner Sicht müssen sich Fertigungsingenieure zunehmend ein QS-Wissen aufbauen und das Thema mit abdecken. Das heißt, dass künftig eine integrierte Qualitätssicherung von Leuten durchgeführt werden wird, die auch noch andere Aufgaben in der Fertigung übernehmen.
Sie sagen, dass künftig weniger Menschen gebraucht werden in den Fabriken. Trifft das denn auch auf die Qualitätssicherer zu?
Sommerhoff: Der Grad der Automatisierung, der durch Industrie 4.0 möglich wird, wird die Belegschaften dramatisch schrumpfen lassen. Das wird mit Sicherheit auch gerade die nicht-produktiven Bereiche mit den Qualitätssicherungen schwer treffen. Auch Prüfplanungen und andere Dinge sind hochgradig automatisierbar. Das machen sich viele nur heute nicht klar, weil sie glauben, das sei ein kreativer Akt. Das ist aber zu kurz gedacht. Auch diese Arbeit kann auf Algorithmen basieren.
Werden die beschriebenen Entwicklungen heute schon in die Ausbildung der Qualitätsverantwortlichen einbezogen?
Sommerhoff: Wir sind gerade bei der DGQ dabei, für das nächste und übernächste Jahr die Trainings für die Qualitätssicherung grundlegend zu überarbeiten. Und wir werden dabei auch versuchen, diese Themen zu adressieren. Wie stark das dann umgesetzt wird und ob die Zielgruppe – nämlich die Anwender – dabei die richtige ist, das wird gerade diskutiert. Letztlich wird es aber darauf hinauslaufen, dass wir entweder vorhandene Programmierer und Mathematiker mit den Herausforderungen der Qualitätssicherung vertraut machen müssen oder Qualitätssicherungsingenieure sich das Wissen aneignen müssen, wie sie mit Big Data arbeiten können.
Welche Rolle spielt für den Qualitäter der Zukunft das Thema Datensicherheit? Schließlich steigt mit der wachsenden Vernetzung der Maschinen auch das Risiko von Zugriffen von außen.
Sommerhoff: Die Qualitätsmitarbeiter und alle anderen, die an den Datensystemen arbeiten, müssen um die Bedeutung der Sicherheit wissen. Sie müssen Techniken beherrschen, um ihre Daten und ihre Systeme vor unberechtigtem Zugriff zu schützen. Viele Studien haben gezeigt, dass Firmen täglich Angriffen ausgesetzt sind.
Wann wird die Smarte Fabrik Realität?
Sommerhoff: Ich glaube, dass sich die Entwicklung über 20 oder 30 Jahre hinziehen wird. Das ist nichts, was in einigen Jahren mit einem Knall kommen wird. Einzelne Fabriken in einzelnen Branchen werden sehr schnell sehr weit vorpreschen und die Pioniere sein. Dazu zählen Industrien, die schon produktseitig sehr nah an der Industrie 4.0 sind – wie die Elektronikbranche. Diese ziehen dann andere mit. Es werden aber auch Branchen übrig bleiben, die diese Transformation deutlich später machen werden. ■
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