Die 12 größten Fertigungstrends des Jahres 2020

Geschrieben von: Leah Zitter

24. März 2020

Manufacturing Trends 2020

ends ändern sich täglich und entwickeln sich weiter, insbesondere in Anbetracht einer globalen, schwer zu kontrollierenden Krise. Digital vernetzte Arbeitskräfte, steigende Ausgaben für neue Technologien, schnellere drahtlose Konnektivität und die Auswirkungen des COVID-19 gehören zu den Top-Trends, auf die dieses Jahr zu achten ist. Jeder einzelne Trend wird auf seine Weise die verarbeitende Industrie beeinflussen – sowohl in diesem Jahr als auch darüber hinaus.

1. Die Variantenfertigung wird mit mehr Umrüstungen und dynamischer Produktion erweitert

Die Variantenfertigung, bei der Mitarbeiter verschiedene Modelle desselben Produkts mit ähnlichen Prozessen und Materialien auf derselben Produktionslinie mischen, zeichnet sich durch Flexibilität, kürzere Vorlaufzeiten und niedrigere Kosten aus. Die von Toyota in den 1960er-Jahren eingeführte Variantenfertigung hat sich zu einer evidenzbasierten wissenschaftlichen Disziplin entwickelt und ist heute fest etabliert.

Den Arbeitern wird beigebracht, wie sie in mehreren Aufgaben für jedes Modell kompetent sein können. Ingenieure müssen sich an Konzepte für eine schlanke Just-in-Time-Fertigung wie Kanban, Taktzeit (Produktionstempo), Heijunka (Auswuchten) und Junjo (sequentielle Teilelieferung) halten, während physische und visuelle Arbeitsanweisungen wie zum Beispiel unsere eigene Software in Arbeitsplätze integriert werden, um den „Fluss“ sicherzustellen.

Während sich die Variantenfertigung hauptsächlich auf die Technologie konzentriert, könnten die Hersteller ihre Aufmerksamkeit in naher Zukunft auf menschliche Faktoren und nachhaltige Probleme lenken, sagt Engineering Computations.

2. Die vernetzte Belegschaft gedeiht

Laut Polaris Market Research wird der weltweite Connected-Worker-Markt bis 2026 voraussichtlich 8,9 Mrd. USD erreichen. Hier verbinden sich Mitarbeiter über intelligente Wearables wie intelligente Brillen, Armbänder, Tablets und mit Sensoren ausgestattete persönliche Schutzausrüstung miteinander und mit ihrer physischen und virtuellen Umgebung.

Der Trend ist so bedeutend geworden, dass Gartner ihn in seinen Hype Cycle for Manufacturing Operations Strategy 2019 aufgenommen und festgestellt hat, wie intelligente Technologie den Arbeitnehmern hilft, Produktivität, Qualität und Sicherheit zu steigern.

In einem kürzlich veröffentlichten LNS-Bericht wurde außerdem festgestellt, dass 46 % der Industrieunternehmen bereits intelligente Wearable-Technologien verwenden, während weitere 21 % bis Ende 2020 geplant sind.

3. Die Wearable-Technologie ist auf dem Vormarsch

Mit der Connected Workforce ist der Aufwärtstrend der in den frühen 2000er-Jahren eingeführten Wearable-Technologie verbunden, was sie zu einem der am schnellsten wachsenden Sektoren am Horizont macht. Laut Business Wire stellte Quantzig Analytics, ein globales Datenanalyse- und Beratungsunternehmen, fest, dass Wearable-Technologien in der Fertigung Fortschritte bei innovativen Technologien wie IoT, DS, Blockchain, Big Data Analytics und Cloud sowohl beeinflusst als auch ausgelöst haben.

Marketwatch erwartet, dass der Markt im Jahr 2023 ein Volumen von 2,6 Mrd. USD erreichen wird – das ist fast das Doppelte seiner Rendite von vor sechs Jahren! Laut Manufacturing Business Technology prognostiziert Forrester, dass bis 2025 14 Mio. Arbeitnehmer intelligente Wearables wie intelligente Brillen und intelligente Helme tragen werden, um ihre Leistung zu verbessern.

Für nicht vor Ort arbeitende Mitarbeiter werden Wearable-Technologien zur Selbstverständlichkeit, wie Holloway, ein US-amerikanisches Unternehmen, das Leitfäden für Führungskräfte veröffentlicht, uns sagte. Solche Geräte informieren die Arbeitgeber über die Tätigkeiten der Mitarbeiter.

4. Zunahme bei der Einführung von Industrie 4.0

Industrie 4.0 – die vierte industrielle Revolution, die sich durch ihre Automatisierung auszeichnet – ist mehr als nur ein Marketing-Schlagwort. Sie hat die Fertigungsindustrie mit aufregenden Innovationen wie Robotik, virtueller Realität, IoT, Blockchain, maschinellem Lernen, künstlicher Intelligenz, erweiterter Realität usw. effektiv aufgemischt. Zu den Anwendungen gehört die Unterstützung des verarbeitenden Gewerbes bei der Identifizierung von Chancen, der Optimierung von Logistik und Lieferketten, der Rationalisierung ihrer Abläufe und der Sicherung digitalisierter Daten.

Für die diesjährigen Trends im verarbeitenden Gewerbe prognostiziert der neueste Industrie-4.0-Marktbericht, dass der Marktwert bis 2024 bei 156,6 Mrd. USD liegen wird, und das bei einer durchschnittliche Wachstumsrate von 16,9 % ab 2019. Von diesen werden 5G- und IoT-Innovationen am stärksten expandieren. China, Japan und Südkorea dominieren die Branche.

5. Wachstum bei den Schulungsprogrammen für Fertigungstechnologien

Technologien wie Blockchain, KI, VR, ML und Big Data sind nicht nur auf den Marktplätzen, sondern auch in Lernumgebungen, in denen sie an Hochschulen, über das Internet und in Unternehmen als Schulungsprogramme für Mitarbeiter unterrichtet werden, auf dem Vormarsch.

Schließlich nennt Glassdoor in seiner Liste der 50 besten Jobs in Amerika Data Science und Development Engineering als zwei der am schnellsten wachsenden und lukrativsten Karrieren im Jahr 2020 und darüber hinaus. Als Reaktion darauf fügen sowohl Massive Open Online Courses (MOOC) als auch „reguläre“ Institutionen Lehrgänge zu diesen Themen hinzu.

Zum Beispiel: Harvard, Stanford, Cornell, Princeton und das MIT repräsentieren 15 Spitzenuniversitäten, die 2020 Blockchain-Kurse anbieten. Das Babson College hat in Zusammenarbeit mit Toyota ein FutureLab strukturiert, mit dem Studenten virtuelle Realität, künstliche Intelligenz und andere Innovationen testen können. Die Amesite AI Company hat sich mit der Wayne State University zusammengetan, um Studenten künstliche Intelligenz und Blockchain beizubringen. Dies sind nur einige Beispiele.

6. Onshoring

In einer Umkehrung zum Offshoring zieht es beim Onshoring oder Reshoring Unternehmen zurück in die USA bzw. in ihre jeweiligen Heimatländer. Teilweise aufgrund der sozialen, politischen und wirtschaftlichen Bedingungen zeigt der Datenbericht der Reshoring-Initiative, dass die meisten in die USA zurückgekehrten Arbeitsplätze aus Asien stammen, wobei China an der Spitze der Liste steht.

Während bestimmte Fertigungsschwerpunkte möglicherweise das Offshoring für Aspekte wie billige Arbeitskräfte vermissen werden, bietet Onshoring unter anderem Vorteile wie geringere Versand- und Allgemeinkosten, lokalisierte Kontrolle und Überwachung (die Unternehmen auch dabei helfen, die gesetzlichen Anforderungen und die Qualitätskontrollanforderungen zu erfüllen) sowie eine bessere Kommunikation mit den Mitarbeitern und dem Lieferkettenmanagement. Aus diesen Gründen ist Onshoring für die Herstellung von Automobilteilen und komplexe Fertigungen besonders angesagt.

In beiden Fällen scheint die Inlandsproduktion zumindest im Jahresverlauf 2020 der Trend zu sein – und wahrscheinlich auch darüber hinaus.

7. Kapitalausgaben für Fertigungstechnologie

Im vergangenen Jahr gaben 44 % der Befragten dem ASSEMBLY Magazine gegenüber an, dass sie im Jahr 2020 mehr für Montagetechnologie ausgeben würden als im Jahr 2019. Insbesondere schätzten die Hersteller, dass sie im Jahr 2020 rund 748.037 USD für Montagetechnologie ausgeben würden – dies steht im Kontrast zu durchschnittlich 150.000 USD in den vergangenen Umfrageergebnissen.

Sie stellten auch fest, dass der Prozentsatz für die Aussage „Wir werden mehr ausgeben“ das dritte Jahr in Folge bei über 40 % und das zehnte Jahr in Folge bei über 30 % liegt.

Während der Anstieg der Ausgaben kaum signifikant ist – im Durchschnitt nur 5 % –, weist der Bericht ein deutliches Muster eines positiven Wachstums in den letzten zehn Jahren auf (es lag mehrmals über 40 %). Gleichzeitig erwarten einige Experten, dass es bei den Investitionen in den nächsten Jahren unter anderem aufgrund einer rezessiven Verlangsamung und Handelsspannungen zwischen den USA und China Verwerfungen geben wird.

Hauptsächlich Roboter-, ID- und additive Fertigungstechnologien sowie Motion-Control-Technologien werden eingekauft, wobei die Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Elektronik- und Metallerzeugnisindustrie als Top-Käufer eingestuft werden.

8. Robotik

Jüngste Berichte zeigen 2020 als das Jahr, in dem die Robotikindustrie exponentiell wachsen wird. Wie von der Industry Week bemerkt wird, hat die Robotics Industries Association festgestellt, dass kollaborative Roboter – Roboter, die Seite an Seite mit Menschen arbeiten – sowie IoT (wie Sensoren für autonome Autos und wachsame Geräte) den größten Aufwärtstrend aufweisen.

Laut Beroe Inc., einem Procurement-Intelligence-Unternehmen, wird der weltweite IoRT-Markt bis 2022 voraussichtlich 21,44 Mrd. USD erreichen und das bei einer durchschnittliche Wachstumsrate von 29,7 %.

Allied Market Research beziffert seinerseits die Zahl bis 2023 auf 70,72 Mrd. USD, mit einer jährlichen Wachstumsrate von 9,4 % von 2017 bis 2023.

Wachstumstreiber sind schwindende Arbeitskräfte und erhöhte Arbeitskosten, die teilweise, wenn nicht sogar vollständig durch die zunehmende Raffinesse und Attraktivität der Automatisierung aufgefangen werden. China dominiert weiterhin den Markt und Roboter dringen in unterschiedlichere Branchen auf der ganzen Welt vor.

9. Cybersicherheit

Dank der Digitalisierung der Fertigung wenden sich immer mehr kleine bis mittlere und große Unternehmen an Cybersicherheitsexperten, um Anleitungen zur Sicherung ihrer Online-Daten zu erhalten.

„Die Fertigung“, so Mordor Intelligence, „ist aufgrund des Vorhandenseins wichtiger Daten in Bezug auf Unternehmen und Regierung eine der am stärksten von Cyberattacken betroffenen Branchen.“

Tatsächlich stellte der Engineering Employers’ Federation (EEF) fest, dass fast die Hälfte der Hersteller (45 %) angab, einen Cybersicherheitsvorfall erlebt zu haben.

Für Hersteller könnten Hacker, die in ihre Systeme eindringen, besonders gefährlich sein. Zum Beispiel könnte jemand, der Zugang zu den Steuerungen einer chemischen, petrochemischen oder Raffinerieanlage hat, die Ausrüstung in eine 3.000-Grad-Bombe verwandeln.

Aus diesem Grund ergreifen immer mehr Fertigungsfachleute Cyberschutzmaßnahmen wie die Verwendung biometrischer Verifizierungskennungen zur Risikominderung, die Schulung von Mitarbeitern zu Cyberrisiken, die Sicherung ihrer OT- und IT-Netzwerke und die Festlegung von Sicherheitsrichtlinien.

10. Big Data

In den nächsten fünf Jahren wird der Big-Data-Markt in der Fertigungsindustrie voraussichtlich 4,55 Mrd. USD von 905 Mio. USD im Jahr 2019 erreichen – das ist eine durchschnittliche Wachstumsrate von etwas mehr als 30 %, so Mordor Intelligence. Der Mordor-Bericht prognostiziert, dass Nordamerika den Big-Data-Markt dominieren wird, wenn die Fertigungsindustrie in Industrie 4.0 übergeht und Innovationen wie Sensoren, RFIDs, Barcodeleser und Roboter einführt. Diese Erweiterung wird laut der Quant-Crunch-Studie von IBM im Jahr 2020 rund 2,72 Mio. Arbeitsplätze im Bereich Data Science schaffen.

Verbundene Sektoren wie KI, Edge Computing, Cloud, maschinelles Lernen und Analytik werden weiterhin von einem wechselseitigen Feeder-Effekt betroffen sein, bei dem jede Technologie zur Weiterentwicklung der anderen beiträgt.

Während dieser ganzen Zeit wird von Unternehmen der Fertigungsindustrie erwartet, dass sie die Datenschutzbestimmungen sowohl in den USA als auch im Ausland einhalten.

11. 5G

Im Jahr 2020 wird 5G (oder WLAN der fünften Generation) mit seiner erhöhten Latenz, Skalierbarkeit und verbesserten Konnektivität alle Bereiche der Fertigungsindustrie betreffen und die Logistik und den Betrieb von Industrie 4.0 schneller, reibungsloser, zuverlässiger und auch billiger machen. Das liegt daran, dass das Internet der Dinge laut Kader Khan, Direktor der Geschäftseinheit von Exfo in Kanada, endlich über eine Technologie verfügen wird, die seine Anforderungen erfüllen kann. Gleichzeitig werden IoT-Geräte durch die Energieeinsparungen und Kostensenkungen von 5G weiter verbreitet. Während das anfängliche Tempo langsam sein mag, 5G ist ja nicht billig, sehen die meisten Experten 5G als Katalysator für ein enormes Wachstum von Produktivität, Sicherheit und Flexibilität, das alle Fertigungssektoren durchquert und alle Funktionen beeinflusst.

In der Tat liegt 5G jedem der wichtigsten Fertigungstrends für 2020 zugrunde, was TechWire Asia dazu veranlasst, zu erklären: „Dies ist etwas, worüber Hersteller ernsthaft nachdenken sollten. Jetzt.“

12. Und schließlich: COVID-19

Wir können nicht über die Zukunft der Fertigung sprechen, ohne das neuartige Coronavirus zu erwähnen, das alle Bereiche unseres Lebens gestört hat. Soziale Distanzierung hat dazu geführt, dass viele von zu Hause aus arbeiten. Aber was ist mit den vielen Menschen, die in die systemrelevanten Sektoren fallen, die ihre Arbeit nicht aus der Ferne ausführen können, oder die sogar zum verarbeitenden Gewerbe gehören, in dem es unmöglich ist, Produkte von zu Hause aus herzustellen? Wir lernen immer noch dazu. Aber es ist interessant zu sehen, wie namhafte Unternehmen ihre Produktion anpassen, um der Bevölkerung zu helfen.

Das Beste daran ist, dass wir uns im Gegensatz zu vor 100 Jahren während des Krieges nicht alle als Nationen gegenseitig bekämpfen. Dieses Mal kämpfen wir gegen einen gemeinsamen gesichtslosen Feind. Große Autohersteller wie Ford und GM stellen die Produktion auf Beatmungsgeräte um, während Brennereien wie Labatt jetzt Handdesinfektionsmittel herstellen. Kurzfristig ist dies eine unglaubliche Lösung für eine dringend benötigte Mangelware, aber was bedeutet dies für die Zukunft?

Zum größten Teil müssen wir noch abwarten, wie sich alles entwickelt. Es ist aber auch ein Augenöffner für die meisten Unternehmen, die in Bezug auf Prozesse und Methoden noch im 20. Jahrhundert stecken und somit immer noch hinterherhinken. Das COVID-19 dient nicht nur als Weckruf für Nationen und ihre Protokolle für globale Krisen, sondern ist auch ein wichtiger Augenöffner für produzierende Unternehmen, die immer noch nicht bereit sind, in die Industrie 4.0 einzusteigen.

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