Automatisierte Manufaktur – flexible Automatisierung für Varianten und Kleinserien

Automatisierte Manufaktur steht bei uns für teil- bis hochautomatisierte Produktionssysteme, die anspruchsvolle Handhabungs-, Fertigungs- und Montageprozesse wirtschaftlich beherrschen – selbst bei hoher Variantenvielfalt, Kleinserien und bis hin zu Einzelstücken.

Im Fokus stehen genau die Anwendungen, an denen klassische Automatisierung häufig an Grenzen stößt: Prozesse, die Feinmotorik, Sensibilität, Kontextverständnis und Erfahrungswissen erfordern.

Der Begriff Manufaktur beschreibt dabei eine hochwertige, variantenreiche Produktion, in der Menschen heute noch viele Aufgaben übernehmen – weil sie sie nach wie vor am besten ausführen: feinfühlig greifen, Situationen mit ihren Sinnesorganen wie Augen, Ohren und Haut beurteilen, nachregeln und bei Bedarf improvisieren.

Automatisierte Manufaktur ist dabei kein Gegenmodell zur Automatisierung, sondern ihre Weiterentwicklung. Sie verbindet menschliche Stärken wie Erfahrung und Kontextverständnis mit technischen Stärken wie Wiederholgenauigkeit, Geschwindigkeit und Datennutzung.

Für Industrieunternehmen bedeutet das: Das Fraunhofer IFF ist Ihr Forschungs- und Umsetzungspartner für genau die Produktionssituationen, in denen Standardautomatisierung, isolierte Softwarelösungen oder klassische Optimierungsansätze nicht ausreichen.

Was Sie davon haben:

• höhere Produktivität trotz Fachkräftemangel
• schnellere Umrüstungen bei hoher Variantenvielfalt
• stabilere Qualität, weniger Ausschuss
• mehr Transparenz für Entscheidungen zu Automatisierung, Qualität, Energie und Standortentwicklung
• robuste Integration in bestehende Anlagen und gewachsene Produktionsumgebungen (»Brownfield«)
• mehr Arbeitssicherheit und ergonomischere Arbeitsplätze

Warum jetzt?

Viele Unternehmen stehen gleichzeitig vor mehreren strukturellen Treibern:

• Fachkräfteengpässe und der Verlust von Erfahrungswissen bleiben ein Kernthema.
• Arbeitskosten bzw. Einheitenkosten liegen im internationalen Vergleich hoch.
• Variantenvielfalt und kleine Lose machen Planung, Rüstzeiten und Qualitätssicherung anspruchsvoller (High-Mix/Low-Volume).
• Sichere Mensch-Maschine-Zusammenarbeit wird wichtiger, wenn Flexibilität gemeinsam mit den Mitarbeitenden erreicht werden soll.
• Energie-, Ressourcen- und Standortfragen wirken direkt auf die Wettbewerbsfähigkeit der Produktion.

»Wir wollen automatisieren, aber ohne Zäune und Stillstand – Engineeringaufwand, Sicherheit und Flexibilität sind der Engpass«

Typische Situation: Ihre Produktion ist variantenreich, Losgrößen sind klein, Aufträge ändern sich häufig. Viele Arbeitsschritte bleiben manuell, weil klassische Automatisierung zu starr ist: Jede Variante braucht Programmierung, Vorrichtungen, Sicherheitskonzepte und damit Zeit und Budget. Am Ende wirkt es so, als sei Automatisierung »nur« für Großserien sinnvoll.

Was das kostet: hohe Rüst- und Umstellzeiten, geringe Planbarkeit, Engpässe bei qualifiziertem Bedienpersonal sowie Programmiererinnen und Programmierern, schwankende Qualität, weil Prozesse stark von Erfahrung abhängen, Investitionen scheitern an langen Amortisationszeiten

Wie »Automatisierte Manufaktur« hier ansetzt:

• Automatisierungslösungen, die flexibel, sicher und wirtschaftlich auch in Kleinserien bis zur Einzelfertigung funktionieren
• kollaborative Robotik (Cobots) und geeignete Sicherheitstechnologien
• Sensorik und Prozesswahrnehmung für Automatisierungssysteme, die mit Toleranzen, Materialschwankungen und wechselnden Situationen umgehen können
• anwendungs- und kontextorientierte KI, um Umrüst- und Engineeringaufwände zu senken
• Integrationsfähigkeit in bestehende Linien

Passende Leistungs- und Technologieangebote am Fraunhofer IFF:

»Produktqualität schwankt – wir prüfen zu spät im Fertigungsprozess oder manuell.«

Typische Situation: Prüfaufwand steigt mit Varianten. Fehler werden erst am Ende gefunden. Nacharbeit bindet Kapazität.

Was das kostet: mehr Produktionsausschuss, verlängerte Durchlaufzeiten, ungeplante Stillstände und unsichere Qualität bei Variantenwechseln

Wie »Automatisierte Manufaktur« hier ansetzt:

• In-Process-Qualität: messen, prüfen und regelnd eingreifen, bevor Ausschuss entsteht 
• sensorische Aufrüstung – sehen, fühlen, messen – um Prozesse robuster zu machen
• digitale Assistenz für Werkerführung und schnelle Fehlerdiagnose

Passende Leistungs- und Technologieangebote am Fraunhofer IFF:

»Uns fehlen Fachkräfte – und die Prozessstabilität leidet.«

Typische Situation: Schichtabdeckung wird schwierig. Einarbeitung dauert länger. Wissen steckt in Köpfen. Fehlerquoten schwanken.

Was das kostet: Stillstände, Nacharbeit, Qualitätsrisiken, hohe Abhängigkeit von einzelnen erfahrenen Mitarbeitenden.

Wie »Automatisierte Manufaktur« hier ansetzt:

• Arbeitsschritte so gestalten, dass Assistenz und Automatisierung die Mitarbeitenden entlasten, ohne Flexibilität zu verlieren.
• Erfahrungswissen dort technisch abbilden, wo es wiederkehrende Entscheidungen gibt, z. B. beim Erkennen, Beurteilen, Sortieren oder Nachregeln.

Passende Leistungs- und Technologieangebote am Fraunhofer IFF:

»Ich kann aus meinen Produktionsdaten keine Entscheidungen ableiten«

Typische Situation: Daten liegen in verschiedenen Systemen vor. Daten sind unvollständig, nicht kontextualisiert oder für den Shopfloor nicht nutzbar. Entscheidungen basieren deshalb zu oft auf Einzelwissen oder rückblickendem Reporting.

Was das kostet: verspätete Reaktionen auf Abweichungen, geringe Transparenz, Medienbrüche zwischen IT und OT sowie ein hoher manueller Analyseaufwand

Wie »Automatisierte Manufaktur« hier ansetzt:

• Daten aus Produktion, Logistik, Qualität und Infrastruktur so zusammenführen, dass sie für operative und strategische Entscheidungen nutzbar werden.
• Mit multimodaler Datenanalyse, Softsensorik und interoperablen Dateninfrastrukturen aus Dateninseln eine belastbare Grundlage für Steuerung, Optimierung und KI schaffen.

Passende Leistungs- und Technologieangebote am Fraunhofer IFF:

»Meine Kunden wollen immer mehr individuelle Produkte. Die Produktionsaufträge ändern sich fast minütlich«

Typische Situation: Automatisierung scheitert nicht an der grundsätzlichen Idee, sondern an wechselnden Teilen, unsicheren Lagen, kleinen Losgrößen, manuellem Nachregeln oder zu hohem Engineeringaufwand.

Was das kostet: Prozesse bleiben manuell, Skalierung gelingt nicht und potenzielle Produktivitätsgewinne werden nicht realisiert

Wie »Automatisierte Manufaktur« hier ansetzt:

• Adaptive Robotik, sensorbasierte Wahrnehmung und skillbasierte Programmierung so einsetzen, dass auch Prozesse mit wechselnden Bedingungen wirtschaftlich automatisierbar werden.
• Automatisierungslösungen zuerst in Demonstratoren und Piloten absichern, bevor sie in den Betrieb überführt werden.

Passende Leistungs- und Technologieangebote am Fraunhofer IFF:

»Energie- und Ressourceneffizienz wird zum Wettbewerbsfaktor – auch in der Produktion.«

Typische Situation: Energiepreise, CO₂-Ziele, Druck auf Nebenzeiten und Medienverbräuche steigen. Gleichzeitig darf Flexibilität in der Produktion nicht leiden.

Was das kostet: unnötige Lastspitzen, ineffiziente Fahrweisen, hohe Betriebskosten und fehlende Priorisierung bei Investitionen

Wie »Automatisierte Manufaktur« hier ansetzt:

• Energie- und Ressourcenaspekte in Automatisierungsstrategien mitdenken (z. B. Betriebsweisen, Lastspitzen, Medienströme und Prozessketten)
• Daten nutzen, um Verbräuche transparent zu machen und Optimierung dort zu priorisieren, wo der wirtschaftliche Hebel am größten ist.

Passende Leistungs- und Technologieangebote am Fraunhofer IFF: