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Innovation machen
Besucher des Rolls-Royce-Werks Crosspointe in Prince George County, Virginia, müssen wie in jeder traditionellen Fabrik eine Schutzbrille und Stahlkappenschuhe tragen. Doch dann beginnen die Dinge anders auszusehen. Hinter den mit Programmierern und Hilfspersonal gefüllten Kabinen liegt eine 140.000 Quadratmeter große Fabrik mit makellos weißen Betonböden, heller Beleuchtung, überraschend leiser Ausrüstung und sehr wenigen Menschen.
Crosspointe wurde 2011 eröffnet und ist die Art von Fabrik, die einen guten Hintergrund für eine politische Rede über fortschrittliche Fertigung bietet, wie Präsident Barack Obama wusste, als er weniger als ein Jahr später ankam. Es ist global: Das US-Betriebszentrum eines britischen Unternehmens verwendet Titan-Schmiedeteile aus Schottland, Deutschland oder den Vereinigten Staaten; formt sie zu Fächerscheiben; und nach dem Fräsen, Polieren und Testen nach England, Deutschland oder Singapur verschifft. Dort wird jede Scheibe zu einem von 10.000 Teilen in einem typischen Motor.
Es ist auch hochgradig automatisiert: 1,5 Millionen Dollar teure Maschinen von DMG Mori Seiki erledigen das anfängliche Fräsen der Scheiben, wobei die von Siemens-Software geleiteten Schritte mit einem Minimum an menschlichem Eingreifen ausgeführt werden. An einem Tag im Frühsommer wurden acht Maschinen von drei Bedienern überwacht. Computerbildschirme vor der Maschine zeigten Anweisungen in Bildern und Text, blinkende Warnungen, wenn ein Teil nicht den Spezifikationen entsprach oder die Maschine gewartet werden musste. Später verbrachte eine automatisierte Messmaschine mit einer Sonde am Ende acht Stunden damit, mehr als 1.000 unterschiedliche Abmessungen des Teils zu prüfen. In den nächsten 25 Jahren wird Rolls-Royce Daten zu jedem Teil aufbewahren, beginnend mit der genauen Herstellung. Sensoren im Motor verfolgen, wie sich der Motor und seine Teile halten, und Wartungs- und Flugdaten werden sorgfältig aufgezeichnet.
Es sind nicht nur makellose Böden, knappe Arbeitskräfte und ein globales Netzwerk, die Crosspointe heute zu einem Symbol für die Fertigung machen. Es ist auch das Ökosystem, das die Anlage umgibt. Gleich die Straße runter befindet sich das Commonwealth Center for Advanced Manufacturing, ein Forschungszentrum, zu dessen Mitgliedern Airbus, die NASA und die University of Virginia gehören.
Dort arbeiten Rolls-Royce-Mitarbeiter, die die Herausforderungen und Details der Fertigung kennen, mit Forschern und Zulieferern zusammen, um die Fabrik und ihre Produkte zu verbessern, sagt Lorin Sodell, Fertigungsleiter von Crosspointe. Oft schafft es eine tolle Idee für ein neues Herstellungsverfahren nie in die Produktion, weil diese Verbindung fehlt.
Die meisten der fortschrittlichen Bearbeitungs- und anderen innovativen Prozesse, die in Crosspointe eingesetzt werden, wurden in einem ähnlichen Forschungszentrum in der Nähe des Werks des Unternehmens in Sheffield, Großbritannien, entwickelt und zuerst getestet, das als Advanced Manufacturing Research Center bezeichnet wird. Sodell arbeitet bereits mit Lieferanten zusammen, die im Forschungszentrum in Virginia untergebracht sind, um neue Werkzeugprobleme und andere möglicherweise auftretende Probleme zu diagnostizieren und schnell zu beheben.
Um zu verstehen, warum die Herstellung so wichtig ist, müssen wir einige Missverständnisse loswerden. Erstens bezieht das verarbeitende Gewerbe seine Bedeutung nicht mehr hauptsächlich aus der Beschäftigung einer großen Zahl von Menschen. Da Software den Herstellungsprozess immer mehr steuert und automatisierte Maschinen und Roboter einen Großteil davon ausführen, benötigen Fabriken nicht so viele Arbeiter.
Zweitens ist die in den 1990er und 2000er Jahren verbreitete Idee, dass Innovation an einem Ort (z. B. im Silicon Valley) stattfinden kann, während die Produktion an einem anderen (z. B. in China) stattfindet, nicht allgemein nachhaltig. Wenn die gesamte Fertigung in China stattfindet, wachsen diese Netzwerke dort, was bedeutet, dass letztendlich auch die gesamte Innovation – oder zumindest ein Großteil davon – dort stattfinden wird.
Die Fertigung wird ihren wichtigsten wirtschaftlichen Beitrag als Inkubator der Innovation leisten: der Ort, an dem aus neuen Ideen neue Produkte werden. Dank fortschrittlicher Fertigungstechnologien kann dieser Ort theoretisch so ziemlich überall sein. Roboter, Software und Sensoren funktionieren unabhängig davon, welche Sprache um sie herum gesprochen wird. In der Praxis gedeihen fortschrittliche Hersteller jedoch am besten in einem Ökosystem aus Lieferanten und erfahrenen Talenten. Aus diesem Grund haben sich in vielen Regionen spezialisierte Fertigungsnetzwerke etabliert. Zu den in diesem Bericht hervorgehobenen Erfolgsgeschichten gehören Chinas Dominanz als Hersteller von Unterhaltungselektronik, Deutschlands Führungsposition bei Präzisionswerkzeugen und Robotik, die Stärke der Vereinigten Staaten in der Luft- und Raumfahrt und im Automobilbau sowie ihre Rolle bei der Förderung wichtiger neuer Fertigungstechnologien.
Innovative Fertigung erfordert heute als Grundlage, dass Hersteller und ihre Lieferanten starke Beziehungen aufbauen und Wissen umfassend austauschen, sagt Mark Muro, Senior Fellow an der Brookings Institution.
Chinas Leistung ist besonders bedeutend. Heutzutage wäre es für eine andere Region fast unmöglich, die Fertigungskompetenz des Landes in der Elektronik oder die Geschwindigkeit, mit der ihre Unternehmen neue Produkte einführen können, zu wiederholen, sagt Willy Shih, Professor an der Harvard Business School, langjährige Führungskraft bei IBM, Eastman Kodak und anderen multinationale Unternehmen, die die Zusammenhänge zwischen Fertigung, Produktentwicklung und Innovation untersuchen.
Es ist keine neue Idee, dass Fertigung und Innovation miteinander verbunden sind. Siebzig Prozent der industriellen Forschungs- und Entwicklungsausgaben in den USA stammen aus dem verarbeitenden Gewerbe. Einige waren jedoch skeptisch, dass Innovation Fertigungs-Know-how erfordert.
Apple zum Beispiel hat mit einem System Erfolg, bei dem es seine Produkte in Kalifornien entwirft, sie aber in China zusammenbauen lässt, indem es digitale Design- und Herstellungsanweisungen verwendet. Diese Vereinbarung, die auf der Rückseite jedes iPhones aufgedruckt ist, war bei Investoren beliebt, die nicht nur die überaus erfolgreichen Produkte von Apple schätzen, sondern auch die geringe Asset-Struktur und die relativ kleine Belegschaft. Könnte nicht jeder das tun, was Apple getan hat? sagt MIT-Professorin Suzanne Berger, die an einer dreijährigen Task Force der Universität teilgenommen hat, die die Fertigung in Hunderten von globalen Unternehmen untersucht und das Buch erstellt hat Herstellung in Amerika . In gewisser Weise war der Fall, der unsere ganze Untersuchung motivierte, Apple.
Apple beteiligte sich nicht an der Studie, aber mit der Zeit erkannte Berger, dass der Fall des Unternehmens nicht so schwarz und weiß war – dass selbst Apple Verbindungen zwischen Fertigung und Innovation findet. Apple besitzt die automatisierten Produktionsmaschinen in den chinesischen Fabriken, die seine Produkte herstellen. Viele in Kalifornien ansässige Apple-Ingenieure verbringen mindestens 50 Prozent ihrer Zeit in China, wenn neue Produkte auf den Markt kommen, erfuhr sie.
Ein Ingenieur erklärte Berger, dass es aus zwei Gründen entscheidend sei, in China vor Ort zu sein: um zu sehen, welche Probleme auftraten, als die in den USA als Prototypen entwickelten Produkte in die Massenproduktion kamen, und um zu verstehen, wo ich zu viel auf dem Tisch gelassen habe, wo ich mit dem Design weiter hätte drängen können.
Nach drei Jahren Studium ist Berger überzeugt, dass die Vereinigten Staaten weiterhin produzieren müssen, wenn sie Innovationsführer sein wollen. Sie findet Beweise dafür, dass die Produktionsgemeinschaften für aufstrebende Hightech-Sektoren wie Solar- und Windenergie und Batterien bereits außerhalb des Landes an Orten aufgebaut werden, an denen technisches Know-how, Fertigungskompetenz und sogar Anlagenlayouts schnell vorankommen.
Ohne Fertigung verlieren wir Fähigkeiten in der Belegschaft, sagt Shih von Harvard. Es schränkt ein, was Sie später tun können.