Fachkräftemangel in der Produktion? Wie einfache, KI-unterstützte Bedienkonzepte HMIs so gestalten, dass auch Quereinsteiger komplexe Maschinen sicher umrüsten.
Warum einfache Bedienkonzepte plötzlich Chefsache sind
- So viele Buchbinder gab es 2022 laut Zentralverband des Deutschen Handwerks in ganz Deutschland. In Österreich sieht es in vielen gewerblichen Berufen ähnlich aus: erfahrene Fachkräfte gehen in Pension, Nachwuchs ist knapp, Aufträge laufen trotzdem weiter. Die Lücke landet am Ende auf dem Schichtplan – und damit direkt in der Produktion.
Viele Unternehmen reagieren mit noch mehr Schulungen und Recruiting-Kampagnen. Das hilft etwas, löst aber das Kernproblem nicht: Maschinen und Anlagen sind oft so komplex, dass nur wenige Spezialisten sie wirklich sicher umrüsten und optimieren können. Genau hier liegt ein Hebel, der in der Praxis massiv unterschätzt wird – vereinfachte Bedienkonzepte und intelligente HMIs.
In dieser Ausgabe unserer Reihe „KI in der österreichischen Industrie: Leitfaden für KMU“ geht es darum, wie Sie mit smart gestalteten Mensch‑Maschine‑Schnittstellen (HMI), Prozessanalyse und Künstlicher Intelligenz den Fachkräftemangel entschärfen können. Das Beispiel einer Falzmaschine aus der Druckbranche zeigt sehr klar, was heute schon möglich ist – und wie sich der Ansatz auf österreichische KMU in Metall, Kunststoff, Maschinenbau oder Holzverarbeitung übertragen lässt.
Was das Falzmaschinen-Beispiel für jedes KMU zeigt
Die Falzmaschine aus dem Projekt des Fraunhofer IPA ist kein Exot, sondern ein typischer Vertreter komplexer Produktionsanlagen: viele Optionen, viele Einstellpunkte, hoher Durchsatz, hoher Schaden bei Fehlbedienung.
Kernaussage: Wenn eine Falzmaschine so einfach bedienbar gemacht werden kann, dass Quereinsteiger sie sicher umrüsten, dann geht das auch mit Ihrer CNC, Ihrem Verpackungsautomaten oder Ihrer Spritzgießmaschine.
Vom Expertenjob zum geführten Prozess
Bisher war das Umrüsten der Falzmaschine ein klarer Expertenjob:
- 46 Teilaufgaben pro Umrüstung
- 130 einzelne Arbeitsschritte
- 15–20 Minuten Rüstzeit – aber nur, wenn ein erfahrener Buchbinder dranstellt
Der neue Ansatz: Die komplette Rüstlogik wird analysiert, in Einzelschritte zerlegt und als Schritt-für-Schritt-Anleitung direkt im HMI abgebildet. Auf dem Display sieht die Bedienerin nur noch das, was sie jetzt tun muss – mit Pfeilen, schematischen Zeichnungen und klaren Texten.
Das Ergebnis: Auch angelernte Kräfte können die Maschine umrüsten, ohne permanent den „alten Hasen“ aus der Nachbarlinie zu holen.
Warum das für österreichische KMU hochrelevant ist
Für ein typisches Produktions‑KMU in Österreich bedeutet ein solches Bedienkonzept:
- Weniger Abhängigkeit von Einzelpersonen: Wissen steckt im System, nicht nur im Kopf des Schichtleiters.
- Schnellere Anlernzeiten: Neue Kolleg:innen werden produktiv, bevor der Arbeitsmarkt den nächsten Engpass schickt.
- Bessere Planbarkeit: Urlaube, Krankenstände, Pensionierungen bringen den Betrieb weniger durcheinander.
- Geringere Fehlerquoten: Geführte Abläufe reduzieren Fehlbedienung, Ausschuss und Nacharbeit.
Die spannende Verbindung zu KI: Viele dieser Vereinfachungen lassen sich künftig durch KI-gestützte Prozessanalyse und generative KI noch schneller und günstiger realisieren.
Wie man komplexe Maschinenbedienung systematisch vereinfacht
Der Weg zu einem einfachen HMI ist kein Design-Bauchgefühl, sondern ein klar strukturierter Prozess. Das Falzmaschinen-Projekt liefert dafür eine Blaupause, die sich direkt auf andere Branchen und auf österreichische KMU übertragen lässt.
Schritt 1: Nutzerrollen definieren
Der wichtigste Fehler in vielen HMIs: alle sehen alles. Das macht die Oberfläche überladen und schafft Unsicherheit.
Besser: klare Rollen und bereinigte Sichten. Typische Rollen in einem Produktionsbetrieb sind zum Beispiel:
- Linienbediener:in
- Rüst- oder Einrichter:in
- Schichtleiter:in
- Instandhaltung / Service
Jede Rolle bekommt am HMI nur die Funktionen, die sie für ihre Aufgabe wirklich braucht. Und zwar so, dass:
- Ein Bediener Aufträge startet, stoppt und Alarme quittiert, aber keine Prozessparameter verstellt.
- Ein Rüster Schritt für Schritt durch den Umrüstprozess geführt wird.
- Ein Instandhalter tiefergehende Diagnosedaten und Servicefunktionen sieht.
Praxis-Tipp für KMU: Starten Sie mit einem Workshop direkt in der Produktion: Wer macht konkret was an der Maschine? Welche Informationen braucht welche Person? Aus dieser Analyse entsteht das Grundgerüst Ihres neuen HMI.
Schritt 2: Arbeitsabläufe zerlegen – notfalls mit Brille
Im Falzmaschinen-Projekt haben erfahrene Buchbinder eine Eye-Tracking-Brille getragen, während sie umrüsteten. So konnte der Forscher exakt sehen, wohin der Blick wann wandert, welche Bedienelemente wichtig sind und wo Zeit verloren geht.
Für KMU gibt es zwei Varianten:
- Low-Tech-Variante: Mitfilmen (Smartphone reicht) und den Vorgang gemeinsam Schritt für Schritt dokumentieren.
- High-Tech-Variante: Eye-Tracking, Prozess-Mining und Datenanalyse einsetzen, um Muster und Engpässe zu erkennen.
Wichtig ist das Ergebnis: eine Liste von Teilaufgaben und Einzelschritten, zum Beispiel:
- Auftrag auswählen
- Papierformat prüfen
- Falzwalzenposition ändern
- Messung kontrollieren
- Probelauf starten
Erst wenn der Ablauf explizit beschrieben ist, kann er auch sinnvoll digital geführt werden.
Schritt 3: Aus Prozesswissen werden interaktive Anleitungen
Die dokumentierten Abläufe werden anschließend in logische Bausteine übersetzt, aus denen das HMI automatische Anleitungen erzeugen kann. Genau hier kommen heute und künftig KI und Automatisierung ins Spiel.
Mögliche Funktionen:
- Schritt-für-Schritt-Checklisten direkt am Touchscreen
- Visuelle Hinweise (Pfeile, Markierungen, einfache 3D-Skizzen)
- Kontextsensitive Hilfe: „Sie sind bei Schritt 3/46 – bitte Walze X nach rechts verschieben.“
- Automatische Prüfungen: Der nächste Schritt wird erst freigegeben, wenn Sensoren ein plausibles Ergebnis melden.
Der Effekt: Rüsten fühlt sich nicht mehr wie ein Expertenhandwerk an, sondern wie ein geführter digitaler Prozess.
KI als Beschleuniger: Von der Analyse bis zur HMI-Erstellung
Die Falzmaschine zeigt auch, wie stark Software und KI die Entwicklung dieser HMIs beschleunigen.
Automatisierte HMI-Konfiguration statt Tagesarbeit
Früher brauchte die Konfiguration eines Falzmaschinen-HMI vor der Auslieferung mehr als acht Stunden. Heute kann sie mithilfe eines Softwaretools in wenigen Minuten erfolgen, weil:
- die Bedienlogik der gesamten Maschine einmalig als Modell abgebildet wurde,
- daraus die passende HMI-Struktur automatisch generiert wird.
Übertragen auf österreichische KMU bedeutet das: Auch Eigen- oder Sondermaschinen können ohne riesige Engineering-Teams mit klaren, konsistenten Bedienoberflächen ausgestattet werden.
Wo generative KI konkret hilft
Für die kommenden Jahre ist klar: Generative KI wird HMI-Projekte massiv beschleunigen. Typische Einsatzszenarien:
- Aus Rohdaten (Videos, Textbeschreibungen, Maschinendaten) generiert KI Vorschläge für Schritt-für-Schritt-Anleitungen.
- KI bereitet Bedienoberflächen für unterschiedliche Rollen automatisch vor.
- Natürliche Sprache („Bitte zeig mir, wie ich von Auftrag A auf Auftrag B umrüste“) wird zur zweiten Bedienebene neben dem Touchscreen.
Gerade im Rahmen unserer Reihe „KI in der österreichischen Industrie: Leitfaden für KMU“ zeigt sich hier ein Muster: KI ersetzt nicht die Maschine oder den Menschen, sondern macht komplexe Systeme bedienbar für mehr Menschen.
Konkreter Fahrplan für österreichische KMU
Die gute Nachricht: Sie müssen kein Forschungsinstitut sein, um solche Bedienkonzepte umzusetzen. Was Sie brauchen, ist ein strukturierter Einstieg und ein klares Ziel: weniger Abhängigkeit von knappen Fachkräften.
1. Relevante Maschinen und Prozesse auswählen
Starten Sie nicht mit dem ganzen Werk, sondern mit:
- einer kritischen Engpass-Maschine,
- oder einer Anlage, die besonders oft umgerüstet wird,
- oder einem Bereich, in dem nur noch wenige erfahrene Fachkräfte verfügbar sind.
2. Prozesse aufnehmen und dokumentieren
Nehmen Sie 2–3 erfahrene Mitarbeitende und lassen Sie sie den Prozess „so wie immer“ durchführen. Dokumentieren Sie:
- alle Schritte
- alle Eingaben am HMI
- alle Handgriffe an der Maschine
- alle Prüfungen und Kontrollen
Das kann per Video, Fotos und handschriftlicher Liste erfolgen – Hauptsache, der Ablauf wird sichtbar.
3. Zielbild für das HMI definieren
Beantworten Sie gemeinsam folgende Fragen:
- Welche Rollen sollen die Maschine künftig bedienen können?
- Welche Informationen darf / soll jede Rolle sehen?
- Was sind typische Fehlerquellen heute?
- Wie viel Hilfestellung ist nötig, damit Quereinsteiger sicher arbeiten können?
4. Technologiepartner einbinden
Ab hier wird es für viele KMU sinnvoll, mit spezialisierten Partnern zu arbeiten:
- HMI-/UX-Agenturen mit Industrieerfahrung
- Automatisierungsanbieter
- KI-Dienstleister, die Prozesswissen strukturieren und in digitale Assistenten überführen
Gerade wenn Sie KI einsetzen wollen, lohnt sich ein Gespräch mit jemandem, der bereits Projekte in der österreichischen Industrie umgesetzt hat – auch, um Datenschutz, IT-Sicherheit und Schnittstellen zur bestehenden Steuerung sauber zu klären.
5. Pilot umsetzen, messen, ausrollen
Setzen Sie ein erstes, bewusst begrenztes Projekt auf (z.B. „Geführtes Rüsten für Maschine X“). Messen Sie danach:
- Rüstzeit vorher/nachher
- Fehler und Störungen beim Umrüsten
- benötigte Schulungszeit für neue Mitarbeitende
Werden die Zahlen besser, rollen Sie den Ansatz auf weitere Linien oder Standorte aus.
Warum sich dieser Ansatz für KMU wirklich lohnt
Der Fachkräftemangel wird in den nächsten Jahren nicht weggehen, eher im Gegenteil. Unternehmen, die heute anfangen, Wissen in Systeme statt nur in Köpfen zu verankern, verschaffen sich einen realen Vorsprung.
Einfache, intelligente Bedienkonzepte bringen Ihnen:
- mehr Flexibilität bei der Schichtplanung,
- geringeren Schulungsaufwand,
- stabilere Qualität trotz wechselnder Teams,
- bessere Voraussetzungen, um KI in der Produktion sinnvoll einzusetzen.
Und ja: Der Einstieg wirkt am Anfang wie ein zusätzliches Projekt. Meine Erfahrung mit ähnlichen Initiativen in der Industrie ist aber klar: Die Investition rechnet sich schnell, oft schon über eingesparte Rüstzeiten und weniger Ausschuss.
Wenn Sie als österreichisches KMU gerade darüber nachdenken, wie Sie KI sinnvoll nutzen können, ist das Thema HMI-Vereinfachung und digitale Assistenz ein idealer Startpunkt. Sie arbeiten direkt an einem drängenden Problem – dem Fachkräftemangel – und legen gleichzeitig die Basis für weitere KI-Anwendungen in Ihrer Produktion.
Die Frage ist weniger, ob Sie diesen Schritt gehen sollten, sondern wo Sie anfangen: an welcher Maschine, mit welchem Team und mit welchem Partner an Ihrer Seite.