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Was ist Industrie 4.0?

Wie die industrielle Produktion in ihre digitale Zukunft geführt wird



Industrie 4.0 - darunter verstehen wir den Marketingbegriff des deutschen Projekts, das die industrielle Produktion in ihre digitale Zukunft führen soll. Das Ziel ist es dabei, modernste IT mit den bisherigen Standards in der Produktionstechnik zusammenzuführen, um sämtliche Prozesse zu optimieren.


Ihren Ursprung hat Industrie 4.0 2011 auf der Hannovermesse, einer Messe für Industrie, auf der die Physiker Henning Kagermann und Wolf-Dieter Lukas und der Informatiker und Hochschullehrer Wolfgang Wahlster den Begriff und seine grundlegende Idee erstmals präsentierten. Mittlerweile gilt sie nicht nur als Projekt der Hightech-Strategie der Forschungsunion der deutschen Bundesregierung, sondern auch als Forschungsplattform, die sich in ständiger Weiterentwicklung befindet; Industrie 4.0 ist also keineswegs abgeschlossen.


Dass das Projekt diesen Titel trägt, ist deswegen erstaunlich; er impliziert nämlich eine vierte Industrielle Revolution. Nach der Erfindung der Dampfmaschine der ersten, der Einführung von elektrischer Energie und Fließbändern der zweiten und schließlich der dritten sogenannten “digitalen” Revolution, soll sich jetzt also Industrie 4.0 einreihen. Der Anhang “4.0” ist dabei eine Anspielung auf die Nummerierung verschiedener Versionen von Software. Kritiker sind sich allerdings einig, dass der Begriff grundsätzlich nicht akkurat ist, da eine Revolution bisher schließlich noch nicht stattgefunden hat. Tatsächlich befindet man sich eher noch in reformierenden Kinderschuhen statt revolutionäre Schritte zu tun.


Was das Projekt allerdings erreichen will, ist simpel in zwei Wörtern ausgedrückt: Vernetzung und Autonomie. Moderne Technologien wie zum Beispiel Sensoren oder RFID sollen innerhalb einer Fabrik für Verbindungen zwischen Menschen, Maschinen, Produkten und der Logistik sorgen, sodass alle miteinander kommunizieren können - und das sogar in Echtzeit.


Bisher sah der Standard allerdings so aus, dass das System Informationen sammelte, die der Mensch auswertete. Industrie 4.0 möchte das ändern. Denn durch die Vernetzung aller Komponenten wird für einen anhaltenden Austausch von Informationen gesorgt, durch die sich Maschinen individuell neu organisieren können, ohne menschlichen Input zu benötigen. Eine autonome, sich selbst ständig entwickelnde und neu erfindende Produktion durch intelligente Vernetzung ist also das Endziel.


Diese dezentrale Selbstoptimierung hebelt die klassische Zentralsteuerung aus und sorgt dafür, dass nicht nur einzelne Schritte der Produktion, sondern die gesamte Wertschöpfungskette kontinuierlich optimiert werden kann. Alle Abschnitte, von der Konzeption bis hin zum Recycling eines Produkts, werden hierbei eingeschlossen und durch Einsatz von KI intelligent gemacht.


All diese Vernetzung und Kommunikation wird ermöglicht vom Internet der Dinge. Ins Internet of Things werden nämlich digitale Zwillinge, also digitale Repräsentanten eines Objekts aus der realen Welt, aller wichtigen Komponenten projiziert und durch eine neu geschaffene gemeinsame Sprache miteinander verbunden.


Die Neuerungen von Industrie 4.0 bringen einige Vorteile mit sich. Nicht nur versprechen sie eine Schonung von Ressourcen durch Produktionszeitverkürzung, sondern vor allem die Flexibilität der Fabrik erhöht sich immens. Die Geräte optimieren sich ständig, womit stets der beste Weg für die Produktion gefunden wird; vor allem, wenn Künstliche Intelligenz Big Data auswertet die Ergebnisse ebenfalls integriert. Diese Flexibilität kann sogar dafür sorgen, die Herstellung nutzerzentrierter gestalten zu können - bis hin zu Losgröße 1. Losgröße 1 bedeutet, dass es ein bestimmtes Produkt nur ein einziges Mal gibt, weil es unabhängig von einer Produktionsreihe hergestellt wurde. Mit den Technologien und der Anpassungsfähigkeit von Industrie 4.0 sollte dies in Zukunft kein Problem mehr darstellen.


Andererseits sind so komplexe Systeme natürlich äußerst anfällig dafür, sich eventuell an einem wichtigen Punkt falsch zu entscheiden und Unfälle zu verursachen. Sie erfordern also noch eine enorme Menge an Forschung und Verbesserung. Weitere Probleme sind zum Beispiel die Datensicherheit und eine potentielle Überwachung der Mitarbeiter. In erster Linie wird allerdings die Reduzierung von Arbeitsplätzen kritisiert - laut dem Institut für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung, einer Dienststelle der Bundesagentur für Arbeit, könnten durch die Ablösung von Menschen durch Maschinen rund 490.000 Arbeitsplätze verloren gehen. Zwar schafft Industrie 4.0 auch viele Möglichkeiten für neue Berufe, doch die Zahl der bald potentiell Arbeitslosen bleibt trotzdem extrem hoch.


“Industrie 4.0 basiert auf dem fundamentalen Denkfehler, man könne ein komplexes, chaotisches und soziales System wie eine Fabrik mit Algorithmen steuern. Das wird nicht funktionieren, so ausgeklügelt diese auch sein mögen”, urteilt Prof. Dr. Ing. Andreas Syska von der Hochschule Niederrhein sogar in einem Interview mit dem Magazin Produktion. Die Forschung ist also noch lange nicht beendet und die Probleme der auf den ersten Blick vielversprechenden Smart Factorys noch nicht zur allgemeinen Zufriedenheit gelöst.


Doch das Projekt ist natürlich auch noch in vollem Gang - und Deutschland, als Ursprungsland der Digitalisierung von Produktionsstätten, möchte hierbei weiterhin an der Spitze stehen. Adaptionen dessen kann man bereits in Frankreich mit “Industrie du futur”, in Japan mit der “Industrial Value-Chain Initiative” und in den USA mit dem “Industrial Internet Consortium” finden.


Industrie 4.0 beschreibt also die nächste Stufe der Entwicklung der industriellen Produktion und setzt dabei auf die intelligente Vernetzung aller Gerätschaften zur Etablierung einer Selbstorganisation des Produktionsprozesses.