Industrie 4.0
Herkunft & einfache Erklärung
Mit dem Begriff Industrie 4.0 ist die smarte Vernetzung von Maschinen und Prozessen in der Industrie gemeint, wobei Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) die Grundlage bildet. Unternehmen können so zum Beispiel Abläufe automatisieren und die Zusammenarbeit von Menschen und Maschinen vereinfachen sowie optimieren.
Die vierte industrielle Revolution
Digitalisierte und vernetzte Wertschöpfung in Industriebetrieben – das ist das Prinzip der Industrie 4.0. Technologien wie das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT), Blockchain und Machine Learning (ML) sorgen für intelligente Vernetzung in und außerhalb der Produktionshallen sowie für noch mehr Effizienz, Produktivität und Flexibilität. Maschinen, Waren und andere Güter sind miteinander verbunden und übermitteln Daten zum Beispiel in die Cloud. Menschliche und künstliche Intelligenz werten die Informationen aus und optimieren auf Basis der Erkenntnisse Arbeitsprozesse.
Die Industrie 4.0 definiert Herstellung, Lagerung und Vertrieb von Produkten ebenso neu wie Services und Kundenbeziehungen. Und steht ganz im Zeichen der Digitalisierung. Es ist die vierte industrielle Revolution, die die Art, wie Mensch und Maschine zusammenarbeiten, nachhaltig verändert. Die erste Umbruchphase fand 1784 statt, als mit Dampf- und Wasserkraft angetriebene Maschinen viele manuelle Prozesse ersetzten. Es folgte die Fließbandarbeit, die ab 1870 die moderne Massenproduktion ermöglichte. Die dritte industrielle Revolution setzte 1969 ein, als Elektronik und IT weitere Arbeitsabläufe automatisierten.
Chancen der Industrie 4.0
Arbeitsmarkt
In der Industrie 4.0 übernehmen intelligente Maschinen immer mehr repetitive Arbeiten. Sie entlasten Angestellte und ermöglichen ihnen, sich um wichtigere Aspekte wie Produktentwicklung zu kümmern. So entstehen neue Arbeitsplätze, bestehende Arbeitsfelder entwickeln sich weiter.
Mittelstand 4.0
Kleinen und mittelständischen Unternehmen bietet die vernetzte Industrie der Zukunft enormes Potenzial. Dank optimierter Prozesse können sie ihre vorhandenen Ressourcen effizienter einsetzen.
Neue Geschäftsmodelle
Analysierte Daten erlauben es Herstellern, nicht nur Produkte, sondern um zum Beispiel Product-as-a-Services und Predictive Maintenance (vorausschauende Wartung) anzubieten. So schafft die Industrie 4.0 neue Geschäftsmodelle.
Anwendungsbereiche
Flexible Produktion
In der intelligenten Fabrik sorgt das industrielle Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT) für dynamischere Abläufe. Indem etwa alle Maschinen vernetzt und Bauteile im Lager dank Trackern nachverfolgbar sind, können die Produktionsgeräte ihre Prozesse an Nachschub und Bedarf anpassen. Sobald der Materialbestand einen bestimmten Wert unterschreitet, ordert das System automatisch neue Ware. Sind kurzfristig andere Produkte gefragt, stellen die Maschinen ihre Produktionsabläufe selbstständig um. Auch modulare Fertigungsstraßen sind in der Industrie 4.0 möglich, bei denen Roboter oder autonome Transportfahrzeuge die Zwischenprodukte zur nächsten freien Maschine befördern – oder abschließend ins Lager. Hier setzt die optimierte Logistik an.
Optimierte Logistik
Die Industrie 4.0 revolutioniert auch die Logistik. Smarte Kommissioniermethoden wie Pick-by-Vision, Pick-by-Voice oder Pick-by-Scanner helfen in der Zukunft Lagerangestellten, indem sie ihnen jederzeit alle Informationen zu den Gütern liefern – etwa über Augmented Reality (AR). So haben die Mitarbeitenden die entscheidenden Fakten buchstäblich vor Augen. Mobile Apps auf Smartphones und Tablets, die sie bei der Kommissionierung unterstützen, sind schon heute im Einsatz. IoT-Tracker an Waren erlauben es, Lieferketten zu optimieren. Unternehmen wissen stets, wo und in welchem Zustand sich ihre Produkte befinden. Damit dies lückenlos auch außerhalb des Lagers möglich ist, sind Funktechnologien wie 5G für die Industrie 4.0 von hoher Bedeutung. Beim Transport von sensiblen Gütern wie Medikamenten ist die Warenverfolgung etwa besonders wichtig – schließlich geht es am Ende um die Gesundheit von Menschen. Und in der Intralogistik sorgen Roboter dafür, dass im vordersten Regal genau die Güter liegen, die besonders oft gefragt sind. Ein Beispiel, wie 5G die Logistik antreiben kann, liefert das Lager von Huawei in Kunming, China. Dort übernehmen smarte Maschinen das Ein- und Auslagern von Waren.
Kundenzentrierte Lösungen
In der Industrie 4.0 können Unternehmen genauer als je zuvor auf Kundenwünsche eingehen – von selbst designten Kleidungsstücken über individuell angefertigte Computerbauteile bis hin zu Autos mit einzigartiger Lackierung und Innenausstattung. Während Angestellte früher jede Maschine für individuelle Arbeiten manuell einstellen mussten, genügt in der vernetzten Smart Factory ein allgemeiner Steuerbefehl – und die smarten Geräte passen ihre Prozesse automatisch an, stimmen sich aufeinander ab. Unternehmensübergreifend gesammelte Nutzungsdaten helfen Herstellern, ihre Produkte auf die Bedürfnisse ihrer Kund*innen zuzuschneiden. Denn durch die tiefgreifenden Einblicke, die ihnen die Informationen erlauben, wissen sie heute schon, wonach die Kund*innen von morgen fragen werden. Maschinenbauunternehmen können so zudem Wartungszyklen vorausberechnen und den Abnehmern mitteilen. So können die Kund*innen ihre Arbeitsabläufe darauf ausrichten und Ausfallzeiten vermeiden.
Lebenszyklus / Ressourcenschonung
Ressourcenschonung ist nicht nur aus Umweltschutzgründen relevant, Betriebe müssen oft auch Nachhaltigkeitsziele erfüllen. Laut einer Bitkom-Studie sind 73 Prozent der deutschen Industrieunternehmen überzeugt: Durch die Industrie 4.0 lässt sich der CO2-Ausstoß verringern. Virtuelle Abbilder echter Produktionsumgebungen – digitale Zwillinge (Digital Twins) – erlauben es etwa, neue Abläufe mittels virtueller Simulationen zu entwickeln, ohne physische Ressourcen zu verbrauchen. Diese Tests und Sensoren in der Produktion generieren zahllose Daten, die Unternehmen als Grundlage für neue Geschäftsmodelle nutzen können. Kund*innen erwerben dann keine Produkte mehr, sondern Services, etwa für ihre eigenen Abläufe relevante Daten oder Wartungsarbeiten. Produzierende Betriebe begleiten ihre Waren so während des gesamten Produktzyklus und können nachhaltiges Lifecycle Management umsetzen.
