Industrie 4.0 – die industrielle Revolution in Deutschland

Industrie 4.0 – die industrielle Revolution in Deutschland

Unsere Wirtschaft hat sich im Rahmen der 3 industriellen Revolutionen beträchtlich verändert und steht bereits jetzt schon an der Schwelle für die nächste industrielle Revolution. Dank Internet wachsen die reale und die virtuelle Welt immer mehr zu einem sogenannten Internet der Dinge zusammen. Mit dem Zukunftsprojekt Industrie 4.0 soll dieser Prozess unterstützt werden. Die rasant zunehmende Digitalisierung von Gesellschaft und Wirtschaft ist bei dieser Entwicklung die treibende Kraft. Sie verändert auch in Zukunft die Art und Weise des zukünftigen produzieren und Arbeitens in Deutschland. Die vierte industrielle Revolution wird hauptsächlich von intelligenten Fabriken, den sogenannten Smart Factories, bestimmt.

Was ist Industrie 4.0?

Internet of Things

Das Hauptkonzept der Industrie 4.0 ist die Vernetzung von intelligenten Systemen

Industrie 4.0 ist ein Projekt im Bereich der Hightech-Strategie und stammt von der deutschen Bundesregierung. Gleichzeitig bezeichnet derBegriff auch eine Forschungsplattform. In Zukunft wird die industrielle Produktion über die moderne Informations- und Kommunikationstechnik vernetzt und die technische Grundlage dafür sind die digital vernetzten sowie intelligenten Systeme. Mit der Hilfe dieser Systeme soll in Zukunft eine weitgehend selbstorganisierte Produktion ermöglicht werden. In der Industrie 4.0 kommunizieren und kooperieren die Menschen, Anlagen, Maschinen, Produkte und Logistik direkt miteinander. Dank dieser intelligenten Vernetzung kann nicht nur ein einzelner Produktionsschritt, sondern die gesamte Wertschöpfungskette optimiert werden. Das Netz schließt alle Phasen vom Lebenszyklus eines Produktes ein. Es umfasst die Idee, die Entwicklung, die Fertigung, die Nutzung, die Wartung und sogar das Recycling. Durch dieses wichtige Zukunftsprojekt soll die deutsche Industrie in Zukunft optimal für die Produktion in den kommenden Jahren gerüstet sein. Der anstehende digitale Strukturwandel soll vorangetrieben werden und es sollen die notwendigen verlässlichen sowie einheitlichen Rahmenbedingungen geschaffen werden.

Mit Industrie 4.0 soll die vierte industrielle Revolution direkt eingeleitet werden. Bei der 1. industriellen Revolution stand die Mechanisierung mithilfe von Wasser- und Dampfkraft im Mittelpunkt. Bei der 2. industriellen Revolution konnte mithilfe von elektrischer Energie und mit Fließbändern die Massenfertigung ermöglicht werden. Bei der 3. industriellen Revolution, die auch digitale Revolution genannt wird, konnte mit dem Einsatz von IT und Elektronik die Produktion automatisiert werden. Mit dem treffend gewählten Ausdruck 4.0 wird direkt auf die bei Software übliche Versionsbezeichnung Bezug genommen. Bei einer größeren Änderung wird von einer neuen Version gesprochen und bei dieser wird die 1. Ziffer der Nation um 1 erhöht, während die 2. Ziffer auf 0 gesetzt wird. Bei der dritten und bei der vierten industriellen Revolution ist die Mikroelektronik die technologische Grundlage und deshalb sprechen einige Forscher von der 2. Phase der Digitalisierung.

Die Entstehungsgeschichte von Industrie 4.0

Das Projekt Industrie 4.0 wurde von der Bundesregierung veranlasst

Das Projekt Industrie 4.0 wurde von der Bundesregierung veranlasst

Der Begriff Industrie 4.0 wurde zum 1. Mal im Jahr 2011 auf der Hannover-Messe öffentlich erwähnt. Im Oktober des Jahres 2012 erhielt die deutsche Bundesregierung diverse Umsetzungsempfehlungen. Im April 2013 wurde auf der Messe in Hannover der Abschlussbericht mit dem Namen „Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt des Arbeitskreises Industrie 4.0“. Zu den Vorsitzenden des Arbeitskreises gehörten Siegfried Dais von der Robert Bosch GmbH und Henning Kagermann von der Firma acatech. Die wichtigste Voraussetzung für das Projekt ist eine nahtlose Kommunikation. Die zuständige Promotorengruppe dieser Forschungsunion war auch noch Vorlage des Berichts aktiv in der gleichnamigen Arbeitsgruppe, die ein Zusammenschluss der unterschiedlichen Branchenverbände VDMA, Bitkom und ZVEI darstellte. Seit dieser Zeit wurde die Plattform immer weiter ausgebaut und verbessert und steht mittlerweile unter der offiziellen Leitung der BMWi (Bundesministerien für Wirtschaft und Energie) und der BMBF (Bildung und Forschung). Das Hauptziel dieser Plattform ist die konsequente Weiterentwicklung des Begriffes im Zusammenspiel mit den Gewerkschaften, den Wirtschaftsverbänden, den Unternehmen, der Wissenschaft und der Politik.

Wie funktioniert das Konzept von Industrie 4.0 im Detail?

Das Organisationsgestaltungskonzept basiert auf 4 grundlegenden Organisationsgestaltungsprinzipien. Alle Prinzipien unterstützen dabei die Unternehmen bei der Implementierung und Identifikation der zukünftigen Szenarien.

Vernetzung:

Alle Maschinen, Sensoren, Geräte und Menschen werden miteinander vernetzt und können somit über das Internet der Dinge oder natürlich auch über das Internet der Menschen miteinander kommunizieren.

Informationstransparenz:

Dank der Sensordaten erweitern die Informationssystem ihre digitalen Fabrikmodelle und können dadurch ein direktes virtuelles Abbild von der realen Welt erstellen.

Technische Assistenz:

Verschiedene Assistenzsysteme unterstützen die Menschen mit visualisierten, aggregierten und auf verständlichen Informationen. Durch diese können fundierte Entscheidungen getroffen werden und dadurch lassen sich auch Probleme schneller lösen. Zusätzlich werden die betroffenen Menschen bei unangenehmen, anstrengenden und auch gefährlichen Arbeiten zuverlässig unterstützt.

Dezentrale Entscheidungen:

Die cyberphysischen Systeme können eigenständige Entscheidungen treffen und deshalb auch Aufgaben autonom erledigen. Nur in verschiedenen Ausnahmefällen, wie zum Beispiel bei einer Störung oder bei einem Zielkonflikt, werden die Aufgaben wieder an eine höhere Instanz übertragen.

Herausforderungen und Chancen von Industrie 4.0

Computer

Durch die Verschmelzung von IT-Technologien mit Produktionstechnologien sind neue innovative Leistungen und Produkte möglich

Zu den wichtigsten Kennzeichen gehören die starke Individualisierung der Produkte, eine hoch flexibilisierte Produktion und direkt in die Geschäfts- und Wertschöpfungsprozesse eingebundene Kunden sowie Geschäftspartner. Die moderne Produktion wird direkt mit den hochwertigen Dienstleistungen verbunden. Dank der zunehmend intelligenteren Entscheidungs- und Monitoringprozesse sollen die Unternehmen in Zukunft ganze Wertschöpfungsnetzwerke in fast Echtzeit steuern und optimieren können. Dank diesem Projekt kann die deutsche Industrie ihre 4. industrielle Revolution sogar aktiv mitgestalten. Zusätzlich soll die internationale Spitzenposition von Deutschland im Bereich der produzierenden Industrie gesichert und ausgebaut werden.

Je höher die Vernetzung in der Wirtschaft, desto wichtiger werden die die Kooperationen, Beteiligungen und Koordinationen aller relevanten Akteure und diese müssen unter einen Hut gebracht werden. Aus diesem Grund muss die Plattform im Dialog mit den Gewerkschaften, Unternehmen, mit der Wissenschaft und auch mit der Politik in einem einheitlichen Gesamtverständnis entwickelt werden. Zudem müssen die Handlungsempfehlungen für den erfolgreichen Übergang in die Industrie 4.0 erarbeitet werden. Anhand von verschiedenen Anwendungsbeispielen muss aufgezeigt werden, wie die Digitalisierung im Bereich der industriellen Produktion in den Unternehmen mit Erfolg umgesetzt werden kann.

Durch die Verschmelzung von IT-Technologien mit Produktionstechnologien sind neue innovative Leistungen und Produkte möglich. Dies bringt natürlich auch zahlreiche Herausforderungen mit sich. Es müssen auf jeden Fall technische Normen und Standards entwickelt werden, die eine zuverlässige Kommunikation zwischen den Menschen und den Maschinen und umgekehrt ermöglichen. Auch das wichtige Thema Datensicherheit sollte auf keinen Fall unterschätzt werden und darf definitiv nicht zu kurz kommen. Dadurch ergeben sich viele bis heute noch ungeklärte rechtliche Fragen. Das Thema muss zum einen in der Fachwelt problemlos verstanden werden können und zum anderen auch auf der gesellschaftlichen Ebene allgemein akzeptiert werden.

 

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