Industrie 4.0
Industrie 4.0 oder englisch Industry 4.0 ist die cyberphysische Transformation in der Produktion. Der Name Industrie 4.0 ist eine Initiative der deutschen Regierung, um zusammenhängende Produktion und die digitale Konvergenz zwischen Industrie, Unternehmen und anderen Prozessen zu fördern.
Industrie 4.0 wird als die vierte industrielle Revolution bezeichnet. Es gibt allerdings Diskussionen, wie sich die Revolutionen definieren. Die erste industrielle Revolution hat im 18. Jahrhundert stattgefunden und wurde durch die Mechanisierung von Wasserkraft und Dampf ermöglicht. Die zweite industrielle Revolution fand Anfang des 20. Jahrhunderts statt. Sie wurde durch Elektrizität ausgelöst und hat zu Massenproduktion, Produktionsstraßen und Arbeitsteilung geführt. Die dritte begann Anfang der 1970er Jahre und wurde durch den Einsatz von Computern sowie weiteren Maschinen zur Automatisierung und Produktionsprozessen ausgelöst.
Die Vision der vierten industriellen Revolution umfasst intelligente Fabriken und komplett digitale Herstellung. Derzeit befindet sie sich in den Kinderschuhen und sie wird auf neuen Wegen stattfinden. Die komplett verbundene und umfassende Form ist derzeit eine Vision für die Zukunft. Es wird erwartet, dass sich die herstellende Branche zu einer Ende-zu-Ende-Digitalisierung umformt. Die Vision von Industrie 4.0 beinhaltet ein komplett kompatibles Ökosystem an Maschinen und Partnern, das sich durch Daten in Sachen Aktionen bei der Versorgungskette sowohl informiert als auch korrigiert.
Antreiber der Industrie 4.0
Die Industrie 4.0 wird durch die Konvergenz von Branchen angetrieben. Dazu gehören:
- Das industrielle Internet of Things (IIoT) und der weitreichende Einsatz von Sensoren.
- Big Data und Big Data Analytics.
- Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen.
- LPWANs für M2M-Kommunikation (Machine-to-Machine) und IoT-Netzwerke (Internet of Things).
- IT/OT-Konvergenz.
- Touch- und Sprach-Schnittstellen sowie Systeme für erweiterte Realität (Augmented Reality, AR).
- Fortschrittliche Robotik.
- Additive Herstellung (3D-Druck).
Im Wesentlichen werden alle neuen und kommenden Technologien Daten nutzen, um mit den Herstellungsprozessen zusammenzuarbeiten und sie zu optimieren. Es sind Technologien gemeint, mit denen Menschen mit Maschinen und Maschinen untereinander kommunizieren, um komplexere Ziele zu erreichen. Das wird beim Design anfangen und sich bis in den Produktlebenszyklus ziehen.
Vorteile der Industrie 4.0
Industrie 4.0 dürfte zahlreiche Vorteile bieten. Die Analytik wird die Produktentwicklung beschleunigen und später den OEMs zeigen, wie Kunden ein Produkt wirklich genutzt haben im Vergleich dazu wie man es erwartet hatte. Die Daten der Sensoren zeigen Wege zur Optimierung der Produktion auf und liefern kontinuierliche Statusaktualisierungen, die mit einem digitalen Zwilling (einer Simulation, die mit perfekter Effizienz läuft) verglichen werden, um korrigierende Informationen und Warnmeldungen zur vorausschauenden Wartung bereitzustellen.
Additive Herstellung wird für höhere Flexibilität sorgen und kleinere Produktionen lukrativer machen. Erweiterte Realität wird sowohl Effizienz als auch das Lernen steigern. Maschinen helfen Menschen mit unsicheren oder komplexen Aufgaben und werden immer autonomer. Einige dieser Vorteile sehen wir bereits heute, wenn auch in kleinerem Umfang.
Die übergreifende oder ganzheitliche Vision der Industrie 4.0 ist es, die Herstellung und alle dazugehörigen Branchen zu transformieren. Das soll vom Design über die Logistik bis zum Produktlebenszyklus gehen. Ziel ist höhere Effizienz und engere Kundenbindung. Natürlich hat man auch neue Geschäftsmodelle und Einkommensquellen im Blick. Es wird weiterhin damit gerechnet, dass sich der Umschwung auf Städte und Versorgungsunternehmen auswirkt.
Einige Unternehmen sind mit einzelnen Beispielen wegweisend und zeigen somit das Potenzial der Industrie 4.0. Allerdings rechnet man auch damit, dass viele Unternehmen straucheln werden. Das liegt vor allen Dingen an den Kosten der künftigen Technologien. Kompatibilität ist eine weitere Sorge, weil die Partner in der Lieferkette entsprechende Daten nicht reibungslos austauschen können. Gibt es mehr Anwendungen und entwickeln sich Plattformen für die Industrie 4.0, werden auch die Standards und die Sicherheit immer mehr Aufmerksamkeit bekommen.
