Die meisten von Uns haben heute schon einmal von Industrie 4.0 gehört, doch nicht jedem ist klar was dieser Begriff überhaupt bedeutet. Industrie 4.0 bezeichnet die vierte industrielle Revolution, in der wir uns gerade befinden.
Natürlich betitelte man damals die Umwälzungen in der Industrie noch nicht mit Nummern, rückwirkend jedoch sind die Entwicklungsstufen in 4 Phasen unterteilbar.
Industrie 4.0 – Die Industrie im Wandel der Zeit
Die industrielle Revolution wurde in den Manufakturen und Fabriken gegen Ende des 18. Jahrhunderts und des beginnenden 19. Jahrhunderts geboren. In diesem Zeitraum begann die erste Massenproduktion von Produkten durch Maschinen wie z. B. dem mechanischen Webstuhl. Anfangs noch durch Menschen und Wasserkraft betrieben, eröffneten sich durch die Entwicklung der Dampfmaschinen völlig neue Industriezweige, wie z. B. Schwerindustrie und Kohleabbau.
Fast ein Jahrhundert Später erfolgte der nächste große Schritt in der Entwicklung der Industrie, die Erschließung der Elektrizität als verwendbare Antriebskraft. Arbeitsteilige, automatisierte Fließbandarbeit wurde gang und gäbe und es ließen sich Produktmengen von bisher ungeahnten Ausmaßen produzieren. Aber nicht nur der reine maschinelle Produktionsfaktor nahm zu. Mit der Fertigung im großen Stil wurden die Anforderungen an das Management immer größer und der Bedarf an Büroarbeitsplätzen stieg an. Weiterentwicklungen in Bereich der Kommunikation wie Telegramme und Telefonate beschleunigten die Weiterleitung an Informationen um ein Vielfaches. Durch neue hochseetaugliche motorisierte Frachter und dem Ausbau des Eisenbahnnetzes rückte die Welt ein Stückchen näher zusammen.
Ab 1970 begann die dritte industrielle Revolution. Der dafür nötige Grundstein wurde allerdings schon viel früher gelegt, und zwar mit der Entwicklung der Rechenmaschinen. Die Ideen und Pläne der ersten Computer existierte schon seit den 1840er Jahren, damals noch als mechanische Rechenmaschinen erdacht. Fast genau 100 Jahre später entwickelte der deutsche Bauingenieur Konrad Ernst Otto Zuse den ersten funktionsfähigen Computer der Welt. Dadurch begann eine rasante Entwicklung und die Automatisierung durch Elektronik und IT ließ die Industrie erneut über sich hinauswachsen.
Die vierte industrielle Revolution ist bereits in vollem Gange. In dem Mittelpunkt steht die Digitalisierung früherer analoger Techniken und die Benutzung cyber-physischer Systeme, also die Vernetzung einzelner Komponenten. Über geeignete Benutzeroberflächen lassen sich Abläufe konfigurieren, steuern, kontrollieren oder Informationen abrufen. Diese übergreifende Kommunikationsfähigkeit stellt einen enormen Vorteil gegenüber den herkömmlichen lokal geschlossenen Systemen dar.
Schon länger wird in vielen Unternehmen nicht mehr auf Lager produziert, die Herstellung vieler Produkte erfolgt auf Nachfrage oder nach tatsächlichem Bedarf. Die Just-in-time Produktion ermöglicht Ressourcen besser auszunutzen. Dies senkt nicht nur die Produktionskosten, sondern schont ebenfalls die Umwelt, außerdem entfallen Lagerungskosten.
Welche Möglichkeiten bietet die Digitalisierung?
In einer Zeit der zunehmenden Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft verzahnt sich die Produktion von Produkten mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik und gestaltet diese intelligent und flexibel. Individuelle Kundenwünsche lassen sich einfacher umsetzen.
Begriff der „Smart Factory“, also intelligente Fabriken, beschreibt eine weitgehend selbst organisierte Produktion. Über das Internet der Dinge sind alle Maschinen direkt mit den IT-Systemen des Unternehmens verbunden.
Die Rede ist aber nicht nur von intelligenten Fabriken, sondern auch von intelligenten Produkten. Diese besitzen einen Chip, den sie ein ganzes „Leben“ lang mit sich führen, d. h. von der Produktion an, über die Nutzung bei dem Kunden, bis hin zum Recycling. Dieser dient während der Fertigung zur Identifikation und Zuordnung des Produkts und seines Käufers. In Benutzung sammeln die Produkte wertvolle Informationen über die den Einsatz und ihre Leistungsfähigkeit, die bei der Wiederverwertung ausgelesen werden können.
Diese Eigenschaft wiederum ist der Grundstein der „Smart Services“. Denn mit dem Internet verbunden, versendet ein „smartes Produkt“ Informationen über den Betriebs- und Produktzustand an eine Daten-Cloud. Die erhobenen Daten dienen dabei nicht nur der Verbesserung des Produkts durch den Hersteller, sondern können auch für den Benutzer interessant sein.
So kann z. B. eine fertigende Maschine aufgrund ihrer selbständig erhobenen Daten entscheiden ob eine Aktion erforderlich ist und bei Bedarf einen Wartungstermin einplanen oder Ersatzteile bestellen. Dies kann die Ausfallzeit von Maschinen enorm Verkürzen.
Wie sieht die Zukunft der Industrie aus?
Die Digitalisierung ist nicht mehr aufzuhalten. Doch auch in einer „smarten Factory“ bleibt der Mensch weiterhin ein zentraler Bestandteil der Produktion. Seine Aufgabe, als sogenannter „Augmented Operator“, ist das Steuern und Überwachen der reibungslosen Fertigungsabläufe des Produktionsnetzwerks.
In Zukunft wird neben jeder realen Produktionsstätte auch noch ein virtuelles Abbild dieser Smart Factory existieren, mit allem was dazugehört: Produkte, Fertigungsanlagen und Ressourcen. Mit diesem Abbild lassen sich Produktionsprozesse und Dienstleistungen im Vorhinein schon simulieren, und durch die erhobenen Daten optimieren.
