22. Februar 2020

explainIT: Industrie 4.0 erklärt


Kategorie: Service

Ein Beitrag von:

Dr. Stefan Döring
Dr. Stefan Döring

Co-Autoren­schaft:
Benjamin Wimmer - Benjamin Wimmer
In unserem letzten #ExplainIT-Beitrag haben wir uns dem Thema Internet of Things, oder kurz IoT, gewidmet. Diese Technologie ist eine der wesentlichen Grundlagen der Industrie 4.0, weil sie die umfassende Vernetzung von Produktion und IT ermöglicht. Was Industrie 4.0 genau bedeutet und wie sie unsere industrielle Produktion grundlegend verändert, erklären wir hier:

Die vierte Revolution

Seit ihrer Erfindung übernehmen Maschinen Aufgaben, die vorher von Hand ausgeführt wurden. Die Verzahnung von Produktion und moderner Informationstechnik verspricht eine deutliche Ausweitung dieser Entwicklung: Individualisierung, Effizienzsteigerung und Flexibilität im industriellen Umfeld.

Um dieser Entwicklung einen Namen zu geben, wurde durch eine Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) der Begriff „Industrie 4.0“ geprägt. Er beschreibt die industrielle Nutzung des Internets der Dinge (IoT), um über Unternehmensgrenzen hinweg vernetzte, automatisiert arbeitende Fabriken und Wertschöpfungsketten zu schaffen.

Die Industrie 4.0 wird dabei als „vierte industrielle Revolution“ nach der Mechanisierung mittels Wasser- und Dampfkraft, der Massenfertigung am Fließband auf Grundlage elektrischer Energie sowie der Automatisierung der Produktion gesehen. Da die Mikroelektronik technische Grundlagen der Industrie 4.0 und auch der Dritten industriellen Revolution ist, bezeichnen manche die Industrie 4.0 auch als „zweite Phase der Digitalisierung.“

Die vier industriellen Revolutionen, Quelle: RIT

Smart Factory – hier ist Industrie 4.0 zuhause

Ziel dieses Prozesses ist die intelligente Fabrik oder auch „Smart Factory“ mit intelligenten Maschinen, Robotern, Produkten und Werkstoffen. Hier steuern untereinander vernetzte Maschinen und Bauteile mittels entsprechender Datenanalysen selbstständig die Fertigungsprozesse. Alle Produktions- und Lagersysteme sind eng miteinander vernetzt. Dadurch wird ein hohes Optimierungspotenzial erschlossen.

Neigt sich etwa der Vorrat an Einsatzteilen dem Ende, können Produktionsroboter selbstständig neue Einheiten aus dem Lager ordern oder gleich Nachschub beim Hersteller in Auftrag geben. Jedes Produkt und jede Maschine verfügt dazu über entsprechende Sensoren. Diese so genannten „Smart Tags“ bilden gewissermaßen das Gedächtnis der Anlage und senden regelmäßig Produktions- und Produktdaten an die Cloud. So können Fortschritt, Stückzahl und Qualität jederzeit überwacht, kontrolliert und dezentral gesteuert werden. Auf Smart Tags können aber auch individuelle Produktgestaltungsmerkmale gespeichert werden. So „weiß“ zum Beispiel ein Auto in der Produktion, dass es dunkle Stoffsitze bekommt, und gibt diese Information an die entsprechenden Produktionsroboter weiter. Die Smart Factory ist damit eine Weiterentwicklung der herkömmlichen Massenproduktion, da sie im Rahmen ihrer technischen Möglichkeiten jeden Kundenwunsch erfüllbar macht.

Industrie 4.0 erklärt, Quelle: YouTube Kanal der acatech, Deutsche Akademie der Technikwissenschaften

​Chancen und Risiken der Industrie 4.0

Die Handlungsfelder sind sehr vielfältig und die Industrie 4.0 ist ein riesiges Forschungs- und Innovationsfeld. Es entstehen zudem mit dem Grad der Digitalisierung und Vernetzung der Wirtschaft immer mehr Schnittstellen zwischen den relevanten Akteuren. Dies erfordert einheitliche Normen und Standards für unterschiedliche Industriesektoren, die es teilweise noch zu erarbeiten gilt.

Daneben gehören auch die Datensicherheit und die Sicherheit der unternehmenseigenen Netzwerke zu den größten Herausforderungen bei der Umsetzung von Industrie 4.0. Die komplett vernetzte Produktion muss vor Cyberangriffen geschützt sein. Hier gilt es, diese Herausforderungen professionell zu managen, um das riesiges Potenzial der Industrie 4.0 zu heben. Individualisierung der Produkte trotz günstiger Massenproduktion sowie weniger Überschuss im Sinne der Nachhaltigkeit sind weitere Vorteile.

Gibt es dann gar keine Beschäftigten mehr? Richtig ist, dass durch die Industrie 4.0 Berufe wegfallen. Aber andere entstehen: Der Mensch wird die Maschinen programmieren, überprüfen, reparieren und steuern. Und nicht alles ist automatisierbar – gerade bei der Individualisierung von Produkten. Beschäftigte werden in der Smart Factory aber auch durch intelligente Assistenzsysteme unterstützt. Wichtig ist, die Menschen auf neue Berufe vorzubereiten und den Wandel sozialverträglich zu gestalten. 

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