Was ist Industrie 4.0?

Industrie 4.0: Die in den letzten Jahren zunehmend fortschreitende Digitalisierung führt gerade in der Industrie zu dramatischen Veränderungen.

Wohl da gerade Deutschland eine hochentwickelte Industrie mit großer gesamtwirtschaftlicher Bedeutung hat, wurde hier für diesen Trend der Begriff Industrie 4.0 geprägt.

Von dem durch diesen Begriff beschriebenen Trend in der Industrie, erwartet man sich allgemein Vorteile im globalen Wettbewerb.

Begriff Industrie 4.0

Der Begriff Industrie 4.0 bezieht sich auf die allgemein etablierte Bezeichnung für Software-Updates. Die Ziffer vor dem Komma steht dabei für große Versionssprünge. Die Zahl 4 steht für die 4. industrielle Revolution.

Als 1. industrielle Revolution bezeichnet man den Beginn der Nutzung von Wasser- und Dampfkraft mit Ende des 18. Jahrhunderts.

Mit der Fließbandproduktion im frühen 20. Jahrhundert wurde die 2. industrielle Revolution eingeläutet.

Als 3. industrielle Revolution wird die erste große Welle der Digitalisierung bezeichnet, die gegen Ende des 20. Jahrhunderts einsetzte.

  • Erste Industrielle Revolution

    Nutzung von Wasser und Dampf

    Industrie 4.0 - Erste Industrielle Revolution

  • Zweite Industrielle Revolution

    Fließbandarbeit

    Industrie 4.0 - Zweite Industrielle Revolution

  • Dritte Industrielle Revolution

    Digitalisierung

    Industrie 4.0 - Dritte Industrielle Revolution

Geprägt wurde der Begriff Industrie 4.0 im Jahr 2011 von Henning Kagermann, Wolf-Dieter Lukas und Wolfgang Wahlster auf der Hannovermesse.

Die Bezeichnung wird seither durchaus auch kritisiert. Als Hauptargument wird dabei ins Feld gebracht, dass es sich beim aktuellen Trend im Grunde um eine Weiterentwicklung der ersten Digitalisierungswelle handelt, also der 3. industriellen Revolution.

Was bringt die 4. Industrielle Revolution

Von der allgemeinen Digitalisierung und Vernetzung der Automatisierung erwartet man sich große Effizienzsteigerungen sowie eine erhöhte Flexibilisierung der Produktion. Die Optimierung wird dabei von einzelnen Produktionsschritten auf die gesamte Wertschöpfungskette ausgeweitet. Ziel ist die vollständige Automatisierung – und somit letztlich eine weitgehend selbstorganisierte Produktion.

Erreicht wird dies primär durch die Integration moderner Kommunikationstechnologien in den gesamten industrielle Produktzyklus. Dies ermöglicht die direkte Kommunikation zwischen Mensch und Maschine, sowie der Logistik bis hin zu den Produkten, die beim Konsumenten angekommen sind. Von der Entwicklung zur Produktion bis hin zur Nutzung, Wartung und dem Recycling, wird der gesamte Lebenszyklus miteinbezogen.

Letztlich liegen für viele Unternehmen die Vorteile einer derartigen Optimierung auf der Hand: Verringerte Produktionskosten, optimierte Produkte, erhöhte Flexibilität, verbesserte Produkte und eine effizientere Wartung.

  • Wie funktioniert Industrie 4.0?

    Im Grunde handelt es sich bei der Industrie 4.0 um ein Konzept der Organisationsgestaltung, welche sich auf Prozesse der Automatisierung von Unternehmen bezieht. Man unterscheidet vier Aspekte dieser Organisationsgestaltung: Vernetzung, auch als Internet of Things bezeichnet (IoT), Transparenz, Assistenz und Dezentralisierung.

    Herausforderungen der 4. Industriellen Revolution

    Vieles spricht dafür, dass der Druck des internationalen Wettbewerbs die Integration von Elementen der Industrie 4.0 für viele Unternehmen zu einer Notwendigkeit macht. Die Entwicklung zu einer solchen Systemoptimierung ist jedoch ein langfristiger Prozess von unbegrenzter Dauer, der häufig mit hohen Investitionskosten verbunden ist. Zudem hat dies möglicher Weise tiefgreifende Veränderungen in der Unternehmensstruktur zur Folge.

    Eine große Herausforderung stellt auch die Sicherheit dar. Sowohl der Schutz von Kundendaten als auch firmeninternen Daten ist bei einem hohen Grad an Vernetzung ein überaus anspruchsvolles Unterfangen: Je mehr vernetzt ein Unternehmen ist umso größer wird auch die Anzahl potentieller Sicherheitslücken.

    Auch die Produktionsabläufe selbst müssen durch entsprechende Sicherheitsmaßnahmen geschützt werden, da beispielsweise Maschinen, die online sind, Gefahr laufen können, von außen manipuliert zu werden.

    In politisch-sozialer Hinsicht hat die Industrie 4.0 das Potential, den Arbeitsmarkt in große Turbulenzen zu stürzen. Durch die Automatisierung werden in Zukunft immer mehr Berufe obsolet werden. Wie hiermit umgegangen wird, wird als eine der größten politischen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts betrachtet.

    Industrie 4.0 weltweit

    Zwar wurde der Begriff Industrie 4.0 in Deutschland geprägt und wird bisher weitgehend im deutschsprachigen Raum angewendet. Selbstverständlich ist die Tendenz zur Vernetzung und Automatisierung aber eine globale Entwicklung.

    So boomt beispielsweise in Japan der Einsatz von vernetzten Industrierobotern seit dem frühen 21. Jahrhundert.  In China werden ebenfalls mehr und mehr Arbeiter von Robotern ersetzt.

    Auch in den USA ist dieser Prozess längst nicht mehr aufzuhalten. Der für die Industrie 4.0 zentrale Begriff Internet of Things wurde vom Briten Kevin Ashton geprägt, der am MIT für entscheidende Entwicklungen entsprechender Technologien verantwortlich zeichnet.

  • Vernetzung / Internet of Things:

    Industrie 4.0 - Vernetzung

    Diese wird durch die Vernetzung sämtlicher Instanzen (Sensoren, Maschinen zur Produktion, Produkte und Mensch) erreicht. Die Kommunikation erfolgt schließlich über das Internet der Menschen und das Internet of Things.

    Transparenz von Information:

    Industrie 4.0 - Transparenz

    Die durch die Vernetzung über Bussysteme grundsätzlich allgemein verfügbar gemachte Information, hilft dabei, potentiell sämtliche Kommunikationsprozesse zu beschleunigen.

    Dies betrifft alle Bereiche im Zusammenhang mit einem Produkt: Entwicklung, Produktion, Logistik, User Experience, Wartung und Recycling. Die Informationen werden dabei nicht zuletzt durch moderne Sensorik gewonnen.

     

    Dezentralisierung:

    Industrie 4.0 - Dezentralisierung

    Die auf Automatisierung optimierten Maschinen und Produkte der Industrie 4.0 sind zunehmend dazu in der Lage, autonome Entscheidungen zu fällen. Dadurch werden beispielsweise Wartungsaufwände in der Produktion und der Produkte selbst minimiert.

    Man spricht hierbei von cyberphysischen Systemen. In dieser Hinsicht spielen im Software-Bereich Big Data und Künstliche Intelligenz eine immer wichtigere Rolle.