Der Weg zur autonomen Produktion

Die drupa 2024 wurde von vielen als „Software-drupa“ bezeichnet. Doch im Kern ging es um etwas Grundsätzlicheres: den Wandel hin zur automatisierten Produktion. Angesichts des Fachkräftemangels, wachsender Komplexität und steigender Anforderungen an Effizienz und Nachhaltigkeit stellt sich eine zentrale Frage: Wie wird die Druckproduktion in vier, fünf oder sechs Jahren aussehen?

Die Antwort lässt sich in drei Entwicklungsstufen beschreiben: von der vernetzten Automatisierung über prädiktive, global integrierte Systeme bis hin zur weitgehend autonomen Produktion, die auch als „Dark Factory“ bezeichnet wird. Dieser Weg verläuft nicht disruptiv, sondern schrittweise und zeichnet sich bereits deutlich ab. Im ersten Teil dieses Beitrags betrachten wir ihn genauer. Im nächsten Blogbeitrag zu diesem Thema werden wir auf die strategische Weichenstellung und Umsetzung eingehen.

Mit der drupa 2024 wurde die vernetzte Automatisierung zur neuen Normalität. Was zuvor lediglich als technologische Vorschau präsentiert wurde, ist seitdem vielerorts umgesetzt geworden. Im Bogenoffsetdruck übernehmen hochautomatisierte Systeme heute bereits Plattenwechsel, Waschvorgänge und Einrichteprozesse mit minimalem manuellem Aufwand. In digitalen Produktionslinien kombinieren Druckdienstleister automatisierte Palettenlogistik mit KI-gestützter Qualitätssicherung, insbesondere bei Großauflagen.

Die Botschaft ist klar: Isolierte Automatisierungsinseln genügen nicht mehr. Gefragt sind durchgängige, vernetzte Workflows, die softwaregesteuert, prozessorientiert und skalierbar sind.

Dazu müssen Systeme wie MIS/ERP, Prepress, Web-to-Print und Fertigung miteinander kommunizieren, ohne dass manuelle Übergaben erforderlich sind. Erste KI-Funktionen, die sich in der Praxis bewährt haben, unterstützen die Produktionsplanung und Qualitätssicherung. In der Fertigung übernehmen Roboter und Cobots Routineaufgaben, auch in der Weiterverarbeitung und Logistik. Das Ziel besteht dabei jedoch nicht primär darin, Menschen zu ersetzen, sondern Reibungsverluste zu reduzieren und qualifizierte Fachkräfte für wertschöpfendere Tätigkeiten freizusetzen.

Nach der Automatisierung verschiebt sich der Fokus: weg von punktuellen Automatisierungslösungen, hin zu nahtlos integrierten Prozessen und einer neuen Datenqualität. Es geht nicht mehr nur darum, Fehler zu erkennen, sondern sie bereits im Vorfeld zu vermeiden. Die Grundlage dafür sind saubere, konsolidierte Datenströme. Die Daten müssen jederzeit verfügbar, klar strukturiert und über Abteilungs- und Unternehmensgrenzen hinweg nutzbar sein. 

Cloud-native Infrastruktur als Standard

Produktions- und Unternehmensprozesse wandern zunehmend in die Cloud. Workflows, ERP-Systeme und Web-Plattformen werden cloudnativ oder zumindest cloudfähig. Integrierte Plattformen, sogenannte iPaaS (Integration Platform as a Service), senken die technischen Hürden, um SaaS-Tools, Online-Shops und Produktionsanlagen zu verbinden. Die Folge sind geringere Kosten für individuelle Schnittstellen und ein reduzierter Wartungsaufwand vor Ort.

Druckdienstleister profitieren doppelt: Einerseits gewinnen sie an Skalierbarkeit, ohne dass die Infrastrukturkosten proportional steigen, und andererseits schaffen sie sich Flexibilität, um neue Geschäftsmodelle zu realisieren.

Von Qualitätskontrolle zu Predictive Maintenance

Maschinelles Lernen entwickelt sich von der Fehlersuche hin zur frühzeitigen Risikoerkennung. Mithilfe von Telemetriedaten aus laufenden Maschinen ermöglichen Predictive-Analytics-Systeme die Planung von Wartungsfenstern, bevor es zu Produktionsausfällen kommt. Dadurch wird die Betriebssicherheit erhöht und ungeplante Stillstände werden erheblich reduziert.

Auch im Kundenservice übernehmen KI-gestützte Assistenten Routineaufgaben. Gleichzeitig erfassen sie strukturierte Daten, die in Produktverbesserungen und optimierte Arbeitsabläufe zurückfließen.

Hochautomatisierte End-to-End-Linien (E2E)

Vor allem im Inkjet-Segment beschleunigt sich die Entwicklung: Neue Plattformen in Kombination mit Inline-Weiterverarbeitung ermöglichen End-to-End-Lösungen mit hohem Durchsatz. Buchblocker, Schneide- und Bindesysteme wachsen enger zusammen. Bisherige Übergaben und Zwischenpuffer entfallen. Das Ziel ist eine durchgehende Produktion ohne Stillstände zwischen den Prozessschritten. 

Aufbau der „Talentpipeline 4.0“

Digitale Zwillinge und immersive Technologien wie AR, VR oder MR revolutionieren die Ausbildung. Mitarbeitende können Rüstvorgänge, Fehlerszenarien und Wartungsschritte virtuell trainieren, ohne dass Maschinen dafür stillgelegt werden müssen. Dadurch werden Einarbeitungszeiten reduziert und reproduzierbare Abläufe gewährleistet.

Gerade angesichts des Fachkräftemangels ist diese Entwicklung von strategischer Bedeutung. Kompetenz wird skalierbar und Know-how bleibt im Unternehmen unabhängig von der Verfügbarkeit einzelner Personen erhalten.

Danach rückt eine Vision in greifbare Nähe, die lange als Zukunftsmusik galt: eine weitgehend autonome Produktion, in der Maschinen verlässlich und selbstständig agieren. Unabhängig vom Erfahrungsstand der Bedienenden.

Das Ziel lautet „Zero-Touch“: Prozesse laufen ohne manuelle Eingriffe ab, vom Auftragseingang über die Druckproduktion bis hin zur Verpackung. Dabei werden Planung, Ausführung und Qualitätssicherung rund um die Uhr, über Schichten und Standorte hinweg, vom System selbst gesteuert.

Generative KI in der Produktion

Was in der Kommunikation seinen Anfang nahm, erreicht nun auch die Druckvorstufe und Veredelung: Generative KI unterstützt die automatische Erstellung von Masken für Spotlackierungen, Metallic-Effekte und andere Gestaltungselemente. So lassen sich mit geringem Aufwand individuelle Designvarianten erstellen, wodurch sich auch für kleinere Auflagen hochwertige Veredelungen wirtschaftlich realisieren lassen. Die Schwelle zum hochwertigen Druck sinkt, ohne die Fachabteilungen zu überlasten.                 

Formatparität und Geschwindigkeit

Digitalsysteme nähern sich zunehmend den Leistungsdaten klassischer Offsetmaschinen an. Aber sie haben dabei einen entscheidenden Vorteil: Personalisierung und Variantenvielfalt sind weiterhin möglich. In der Textilproduktion erlauben neue Hochgeschwindigkeits-Inkjet-Linien, dass ein einzelner Bediener hunderte Kleidungsstücke pro Stunde automatisiert, reproduzierbar und effizient betreuen kann. Wo es sinnvoll ist, ersetzt die digital-automatisierte Fertigung darum analoge Prozesse. Nicht aus Prinzip, sondern aus betrieblicher Notwendigkeit.

Dezentrale Produktionsnetzwerke

Ein weiteres Element der Autonomie ist die geografische Flexibilität: Cloud-Plattformen leiten Druckaufträge dynamisch an den jeweils nächstgelegenen qualifizierten Produktionsstandort weiter. Durch das Konzept „Erst verkaufen, dann lokal produzieren“ können Lagerbestände reduziert, Transportkosten gesenkt und der ökologische Fußabdruck verringert werden.

Modulare All-in-One-Systeme

Die Automatisierung durchdringt alle Stationen der Druckproduktion: von der Bahnführung über den Druck und die Veredelung bis hin zur Verpackung. Kombinierte Systeme führen mehrere Schritte in einem Durchlauf aus. Dazu gehören Drucken, Lackieren, Metallisieren, Stanzen und Verpacken.

Auch traditionelle Schwachstellen, beispielsweise in Buch- oder Verpackungsanlagen, werden zunehmend durch industrielle Automatisierungslösungen beseitigt. Dabei steht nicht mehr allein die Maschinengeschwindigkeit im Fokus, sondern der optimierte Materialfluss im gesamten System.

Die Vision der autonomen Druckproduktion ist keine Science-Fiction mehr. Sie nimmt konkrete Formen an. Von der vernetzten Automatisierung über prädiktive Systeme bis hin zur Zero-Touch-Fertigung ist alles vorhanden. Die technologische Roadmap ist klar erkennbar. Doch Technologie allein reicht nicht aus. Entscheidend ist, wie Druckdienstleister diese Entwicklung strategisch nutzen, welche Investitionen sie priorisieren, wie sie ihre Organisation vorbereiten und wo sie jetzt die Weichen stellen müssen. Im zweiten Teil gehen wir auf die konkreten Handlungsfelder ein: von der Wertschöpfungsstrategie über Nachhaltigkeitsaspekte bis hin zum zeitlich gestaffelten Investitionsplan.