Industrie 4.0 – Grundlagen und aktuelle Entwicklung
Ob in der Politik, den Medien oder der Wissenschaft – Industrie 4.0 ist ein Begriff, der fast schon inflationär auf allen digitalen und analogen Plattformen herausgeschrien wird, sobald es um technische Neuerungen in der modernen Industrie geht. Oder auch, wenn Probleme in veralteten Industrien diskutiert werden. Worum aber geht es bei der Industrie 4.0 eigentlich, wer sind die Akteure und wie ist der aktuelle Stand?
Foto: panthermedia.net/Olivier-Le-Moal
- Was ist Industrie 4.0?
- Plattform Industrie 4.0
- Industrie 4.0: Gesellschaftliche und politische Bedeutung
- Status Quo von Industrie 4.0
- Industrie 4.0: Glossar
- Industrie 4.0 im internationalen Vergleich – führende Länder
- Ausblick
Was ist Industrie 4.0?
Um die Industrie 4.0 als Ganzes zu begreifen, fängt man am besten bei der Definition des Begriffes an. Ursprünglich wurde der Begriff Industrie 4.0 im Rahmen eines Hightech-Strategie-Projektes der Bundesregierung im Jahr 2011 das erste Mal genannt. Auch die durch die Bundesregierung sowie Akteure aus der Wirtschaft und Wissenschaft initiierte Forschungsplattform „Plattform Industrie 4.0“, die 2013 startete, hat den Begriff langfristig geprägt. Es ist also ein relativ junges Schlagwort – die Herausforderungen gibt es allerdings nicht erst seit 2011.
Das Ziel der Hightech-Strategie und der Plattform war von Beginn an die Modernisierung der industriellen Produktion durch innovative Informations- und Kommunikationstechnik. Die Zahl 4.0 steht dabei für das Zeitalter der vierten industriellen Revolution. Nach den ersten drei großen Industrierevolutionen – Dampfmaschine, Fließband und der Einsatz von Elektronik – sollte Industrie 4.0 gleich mehrere aktuelle Megatrends wie Automatisierung, Konnektivität, Mobilität, Globalisierung und Sicherheit miteinander vereinen. Durch digitale und smarte Technologien sollen alle Produktionsprozesse nach und nach automatisiert und vernetzt werden. Dabei sollen Menschen, Maschinen, Produkte und komplette Anlagen miteinander kommunizieren und zusammenarbeiten. Durch das ganzheitliche Konzept soll es möglich sein, alle Phasen des Lebenszyklus eines Produktes verfolgen und abbilden zu können. In der Produktion sollen also ganze Wertschöpfungsketten optimiert werden und nicht nur einzelne Prozesse oder Geräte.
Interessant ist, dass Industrie 4.0 die erste industrielle Revolution ist, die schon seit mehreren Jahren als solche propagiert wird, obwohl in den meisten Branchen noch kaum Anzeichen einer echten Revolution zu finden sind. Die ersten drei Revolutionen wurden schließlich auch erst im Nachhinein als solche bezeichnet. Der Begriff ist daher mehr als Wegweiser der Bundesregierung und ihren mitwirkenden Instanzen zu verstehen.
Plattform Industrie 4.0
Im Jahr 2013 entstand das Gemeinschaftsprojekt mehrerer deutscher Wirtschaftsverbände und der Bundesregierung. Der Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien (Bitkom), der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V. (VDMA) und der Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V. (ZVEI) waren an der Gründung der Plattform Industrie 4.0 beteiligt. 2015 kamen noch weitere Verbände, Gewerkschaften sowie Politiker, Wissenschaftler und Unternehmen dazu.
Ziel
Die Idee hinter der Plattform ist die Bündelung von Expertenwissen, Erstellung von Handlungsempfehlungen und die Initiierung von einheitlichen Standards. Die Erkenntnisse sollen im Dialog zwischen Unternehmen, Wissenschaft und Politik diskutiert und dann vor allem mittelständischen Unternehmen zur Verfügung gestellt werden. Der Wirtschafts- und Produktionsstandort Deutschland soll dabei insgesamt profitieren.
Arbeitsgruppen
Die Plattform arbeitet in sechs themenspezifischen Arbeitsgruppen zusammen an Konzepten und Handlungsempfehlungen, die dem Standort Deutschland Wettbewerbsvorteile sichern sollen.
AG „Referenzarchitekturen, Standards und Normung“: Um die digitalisierte Produktion schnell in die Praxis umzusetzen, braucht es einen optimalen Standardisierungs- und Normungsprozess, der auf die aktuelle Forschung eingeht. Diese Arbeitsgruppe analysiert die derzeitigen Normen und Standards und schaut sich die bestehenden Methoden und Ansätze genau an. Darauf folgt die Identifikation von Lücken und Überschneidungen, um anschließend Empfehlungen für neue Lösungen geben zu können. Dabei soll auch die Minimierung der Normen und Standards eine zentrale Rolle spielen.
AG „Sicherheit vernetzter Systeme“: In modernen Wertschöpfungsketten arbeiten viele Akteure gemeinsam – auch abteilungs- und unternehmensübergreifend. Um ein Vertrauen zwischen den Akteuren sicherzustellen, arbeitet man in dieser AG an sicheren Kommunikationslösungen und beschäftigt sich zudem mit dem Schutz vor Cyber-Attacken. Die Security-Lösungen und -Konzepte sollen dann an kleine und mittelständische Unternehmen weitergetragen werden.
AG „Arbeit, Aus- und Weiterbildung“: Die neue industrielle Revolution kann nicht ohne den Mensch stattfinden. Die Arbeitsgruppe „Arbeit, Aus- und Weiterbildung“ hat sich den beiden Bereichen Arbeit und Bildung verschrieben und für sich selbst die drei folgenden Handlungsfelder definiert:
- „In den vernetzen Informations- und Produktionsräumen müssen die Mensch-Maschine-Schnittstellen und -Kooperationen so gestaltet sein, dass sie dem Wohle des Menschen und der Innovationsfähigkeit der Unternehmen dienen.“
- „Für die zusammenwachsenden Wertschöpfungsnetzwerke müssen die Rahmenbedingungen in der Organisation so gestaltet sein, dass Arbeiten und Lernen innerhalb der Prozesse leicht möglich ist.“
- „Ausbildung und Qualifizierung in hybriden Tätigkeitsfeldern müssen so gestaltet sein, dass betriebliche Kompetenzentwicklung, prozessorientiertes Lernen und neue Lernformen unterstützt werden.“
AG „Rechtliche Rahmenbedingungen“: Die Beteiligten dieser Gruppe bewerten die Chancen und Risiken von Industrie 4.0 auf der rechtlichen Ebene. Sie unterstützen die Entwicklung und Einführung von neuen Standards, analysieren aber auch vorhandene gesetzliche Bestimmungen und zeigen, wo Handlungsbedarf besteht.
AG „Digitale Geschäftsmodelle in der Industrie 4.0“: Hierbei soll der geschäftliche Aspekt von Industrie 4.0 durch neue digitale Geschäftsmodelle beleuchtet werden. Dazu gehören Fallstudien sowie direkte Empfehlungen an die Wirtschaft und Politik.
AG „Technologie- und Anwendungsszenarien“: Diese AG beschäftigt sich mit dem technologischen Fortschritt und den aktuellen Trends. Diese werden dann in Technologie- und Anwendungsszenarien dargestellt, um neue Themen für die Industrie 4.0 zu setzen und zu begreifen.
Anwendungsbeispiele
Europaweit gibt es bereits Hunderte Positivbeispiele. Unternehmen, die sich den Herausforderungen der Industrie 4.0 gestellt haben und mit Innovationskraft voranschreiten. Allein in Deutschland gibt es über 200 Anwendungsbeispiele – darunter auch Branchen, wo man solchen Innovationsgeist vielleicht nicht vermuten würde.
marion: Beim Beispiel von „marion“ (Mobile autonome, kooperative Roboter in komplexen Wertschöpfungsketten) zeigt sich, dass auch die Landwirtschaftsindustrie zur Modernisierung nicht nur bereit, sondern auch fähig ist. Der Landmaschinenhersteller CLAAS in Nordrhein-Westfalen hat seinen Produktionsmaschinen mit „marion“ mehr Eigenständigkeit verliehen. Durch teilweise autonome Funktionen können die Maschinen ihre eigene Situation erfassen und mit anderen Maschinen interagieren. Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.
PTS Logistics: Das Bremer Unternehmen PTS Logistics setzt in Kooperation mit Ubimax (Experte für Wearable Computing-Lösungen), ProLog Innovation und dem Anlagenbauer SMS group als erster eine Augmented Reality Demo-Anwendung in der Projektlogistik ein. Dadurch können Ablaufprozesse in der industriellen Verpackungslogistik besser unterstützt werden und erlangen mehr Produktivität durch eine erweiterte Realitätsumgebung.
DÜRR DENTAL: Mithilfe der Gerätemanagement-Software „Tyscor Pulse“ kann der Dentalgerätehersteller DÜRR DENTAL auf all seine Geräte in den Zahnarztpraxen aus der Ferne zugreifen und überwachen. Durch die Vernetzung der Geräte mit dem Hersteller können Fehler frühzeitig erkannt und an das Praxispersonal gemeldet werden. Eine Zahnarztpraxis 4.0, die in der Zukunft sicherlich vermehrt umgesetzt wird.
Industrie 4.0: Gesellschaftliche und politische Bedeutung
Die langfristige Veränderung und Optimierung in der Industrie hat unweigerlich direkte und indirekte Folgen für die Gesellschaft und Politik. Umgekehrt haben die Gesellschaft und die technische Entwicklung erst dafür gesorgt, dass über das Konzept einer vernetzten und automatisierten Industrie überhaupt nachgedacht wurde. Denn die zunehmende Digitalisierung in der Gesellschaft ist die Grundlage, damit smarte Fabriken zwischen Menschen und Maschinen funktionieren.
Politisch hat die Industrie 4.0 insofern eine immense Bedeutung, als sie den Exportweltmeister Deutschland weiter in seiner Position stärken kann. Denn nur durch ständige technologische Entwicklung kann sich Deutschland auf dem internationalen Parkett behaupten und seine vielen Produktionsbetriebe für die Zukunft sichern. Momentan hängen immerhin ca. 15 Millionen Arbeitsplätze direkt und indirekt an der produzierenden Wirtschaft. Der Erfolg der sogenannten, vierten industriellen Revolution ist deshalb in jedem politisch denkbaren Interesse.
Doch auch in der Gesellschaft kann und wird die Industrie 4.0, vor allem in der Arbeitswelt, einiges ändern. Neben neuen Geschäftsmodellen und Produkten werden auch neue Berufsfelder entstehen, die es heute noch nicht gibt und andere Berufe werden wiederum obsolet. Die Revolution der Industrie ist daher sowohl mit Chancen als auch mit Risiken verbunden.
Durch die immer stärkere Vernetzung und Digitalisierung müssen jedoch einheitliche Regeln und Standards geschaffen werden, um die Zusammenarbeit der einzelnen Akteure zu vereinfachen und transparenter zu gestalten. Hierdurch ergeben sich mehrere zentrale Bereiche, die nicht separat, sondern vielmehr im Zusammenspiel betrachtet werden sollten. Folgende Handlungsfelder hat die Plattform Industrie 4.0 definiert.
Arbeit
Eines ist klar: Der Mensch wird auch in der neuen industriellen Revolution entscheidende Rollen in der Produktion spielen. Allerdings immer mehr weg von Routinetätigkeiten und hin zu organisatorischen und technologischen Aufgaben. Das heißt auch, dass zukünftige Produktionsmitarbeiter höher qualifiziert sein müssen, um komplexe Entscheidungen treffen zu können. Sie werden Fähigkeiten besitzen, die kein Computer oder Roboter erlernen kann. Schon jetzt spricht man vom Fachkräftemangel in vielen Technik-Branchen. Dieser Mangel kann nur durch sinnvolle Fort- und Weiterbildungen sowie attraktive Arbeitsbedingungen in Deutschland beseitigt werden.
Mit den Veränderungen gehen auch immer neue Herausforderungen in der Arbeitswelt einher. So werden die Grenzen zwischen Arbeit und Freizeit immer mehr verschwimmen. Die technischen Möglichkeiten im Sinne der Mobilität setzen Arbeitnehmer zunehmend unter Druck, ständig erreichbar sein zu müssen. An dieser Stelle muss deswegen unbedingt überlegt werden, wie Arbeitnehmer vor psychischen Belastungen geschützt werden können. Die wachsende Überwachung durch Sensoren und Programme wird außerdem nicht nur einzelne Prozesse, sondern auch Mitarbeiter treffen. Um die permanente Kontrolle zu verhindern, müssen daher Lösungen für sichere Freiräume für Arbeitnehmer geschaffen werden.
Das Konzept des projektorientierten Arbeitsverhältnisses setzt sich zudem immer häufiger durch. Dadurch werden Stellen oft befristet vergeben oder sind nicht ausreichend sozial abgesichert. Arbeitnehmer verlieren dadurch das Sicherheitsgefühl eines fairen und langfristigen Arbeitsmodells. Seitens der Politik müssten gesetzliche Rahmenbedingungen erstellt werden, die soziale Arbeitsmodelle garantieren.
Forschung und Innovation
Die Forschung ist mit der modernen Industrie unmittelbar verbunden. Die Produktion von heute und morgen muss vor allem ein Kriterium erfüllen: Flexibilität. Weil Ressourcen heute effizienter eingesetzt werden und Kundenwünsche zunehmend komplexer und individueller werden, lautet das Motto der Plattform Industrie 4.0 „Industrie 4.0 by Design“.
Mit dieser Herausforderung sind zahlreiche Fragen verbunden, die sich auf passende Systeme, Technologien und Komponenten beziehen. Eine bereits populäre Antwort auf die Fragen rund um flexible Produktionslösungen sind die Cyber-Physischen Systeme (CPS). Dabei handelt es sich im Prinzip um das Zusammenspiel von Mechanik, Elektronik und Software, die allesamt über ein Netzwerk (bspw.: Internet) miteinander kommunizieren. Dank CPS sind smarte Fabriken möglich, die selbstständig handeln und sich organisieren und optimieren können. In solchen Systemen werden Informationen live zur Verfügung gestellt, um einen guten Fluss der Produktion zu ermöglichen.
Durch die Entwicklung neuer Systeme und Werkzeuge sollen Ängste auf Seiten der kleinen und mittelständischen Unternehmen in Bezug auf die Digitalisierung langfristig abgebaut werden. Die Unternehmen müssen jedoch auch Risiken eingehen und sich auf neue Technologien einlassen, um weiter auf dem Markt bestehen zu können.
Sicherheit
Mit dynamischeren Netzwerken und riesigen Datenmengen gewinnt auch die Sicherheit eine immer größere Rolle in der modernen Industrie. Genauere Informationen gibt es auch in unserem umfassenden Artikel über die Sicherheit in der Industrie 4.0.
Normen und Standards
Die immer komplexeren Systeme, Automatisierung und die erhöhte Nutzung des Internets erfordern gleichzeitig Schnittstellen, die verschiedene IT und Software miteinander verknüpfen. Für die optimale Funktion dieser Schnittstellen müssen jedoch internationale Standards und Normen eingeführt werden.
Aus dem Privatleben kennen die Verbraucher es bereits. Schnittstellen wie USB oder Bluetooth ermöglichen die Verbindung von z. B. Drucker und Notebook oder von Smartphone und Lautsprecher und so weiter. Zwar gibt es auch in der Industrie schon solche Schnittstellen, doch ihre Vielfalt ist eher hemmend als treibend. Besser für effizientere Prozesse wären einheitliche Schnittstellen, die nach internationalen Normen entwickelt werden. So könnten Zulieferer, Logistiker, Hersteller und Kunden in einem gemeinsamen Wertschöpfungssystem miteinander vernetzt arbeiten.
Rechtliche Aspekte
Entwicklungen in der Industrie und Innovationen fordern auch immer rechtliche Rahmenbedingungen, die dementsprechend angepasst oder gar geschaffen werden müssen. Die rechtlichen Fragen rundum neue Technologien sollten dabei möglichst in der Entwicklungsphase geklärt werden und nicht erst, wenn ein neues Produkt auf dem Markt erscheint. Wenn technologische Entwicklungen und rechtliche Regelungen zeitgleich passieren, fördern sie Innovation, Akzeptanz und verschaffen dem Unternehmen ein hohes Maß an Sicherheit.
Ein sensibles Thema ist außerdem der Datenschutz. Vor allem seit Mai 2018, als die strengere EU-Datenschutzgrundverordnung (DSGVO) endgültig rechtskräftig wurde, fürchten sich viele Unternehmen vorm großen Schlagwort Datenschutz. In Bezug auf die DSGVO sind es besonders die personenbezogenen Daten, die nun besser geschützt werden müssen und deren Schutz außerdem penibel protokolliert werden muss. Dabei sind Kundendaten ebenso relevant wie die personenbezogenen Daten von Arbeitnehmern. Denn durch die internationale Kommunikation und Verarbeitung von Daten herrscht mehr Unsicherheit. Um die informationelle Selbstbestimmung der Mitarbeiter zu gewährleisten, müssen Unternehmen Missbrauch und Zweckentfremdung der Daten aktiv bekämpfen.
Status Quo von Industrie 4.0
Die vierte industrielle Revolution scheint also – ausgehend von zahlreichen Anwendungsbeispielen und den Bemühungen verschiedener Verbände und der Bundesregierung – langsam voranzuschreiten. Doch wie ist die aktuelle Lage?
Der Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien (Bitkom) hat Ende 2017 eine umfangreiche Befragung zum aktuellen Stand in deutschen und schweizerischen Unternehmen durchgeführt.
Hieraus ergaben sich unter anderem folgende Ergebnisse:
Bedeutung der Industrie 4.0
Die strategische Bedeutung von Industrie 4.0 schätzten die meisten Unternehmen – 80 Prozent der Befragten – als hoch ein. Bei der Nachfrage, ob die Bedeutung in den nächsten fünf Jahren steigen wird, stimmten sogar 89 Prozent der Umfrageteilnehmer zu. Bei 42 Prozent der Unternehmen hat sich bereits heute eine Initiative oder Arbeitsgruppe mit einem Thema der Industrie 4.0 gebildet. Wenn man nach den Vorteilen der Industrie 4.0 fragt, kommen die meisten Befragten auf Verbesserungen in den Geschäfts- und Produktionsprozessen. Flexibilität (72 %), schnellere Reaktionszeiten (52 %) und die Erhöhung der Gesamteffektivität (47 %) sind dabei die häufigsten Antworten.
Einsatz von Industrie 4.0 Lösungen
Bei der tatsächlichen Anwendung von Industrie-4.0-Lösungen sind sich nicht mehr so viele einig. Zwar nutzten im Jahr 2017 immerhin 45 Prozent der Industrieunternehmen entsprechende Lösungen, doch viele sehen aus bekannten Gründen immer noch Hindernisse, um neue Systeme einzuführen. Der Investitionsbedarf stellt für 59 Prozent der Umfrageteilnehmer ein Problem dar. Und auch der Fachkräftemangel macht 57 Prozent der Befragten Kopfschmerzen. Die großen Unternehmen (57 %) klagen dagegen eher über mangelnde Standards. In 2017 investierten Unternehmen im Durchschnitt etwa fünf Prozent des Jahresumsatzes in Industrie-4.0- Lösungen.
Tech Trends
Gefragt nach den Technologie-Trends wie Big Data, Cloud Computing und Co. war sich wieder die Mehrheit der Befragten einig. So schätzten ganze 93 Prozent der Unternehmen IT-Sicherheit als „sehr wichtig“ ein.
Industrie 4.0: Glossar
Es gibt jede Menge Begriffe, die im direkten oder indirekten Zusammenhang mit der Industrie 4.0 stehen. Hier werden einige davon kurz erklärt.
Smart Factory
Unter einer Smart Factory versteht man eine intelligente Fabrik, die vollständig oder zu großen Teilen vernetzt funktioniert. Das heißt, dass Maschinen, Mitarbeiter und ganze Produktionsprozesse digital miteinander kommunizieren und interagieren können. Durch autonome Elemente können außerdem viele Prozesse automatisiert werden. Eine Smart Factory hat auch viel mit Sensortechnik zu tun, da über sogenannte RFID-Chips alle Akteure in der Produktion überwacht und nachvollzogen werden können.
Smart Product
Ein Smart Product ist wiederum das Produkt, das in einer Smart Factory hergestellt wurde. Es zeichnet sich dadurch aus, dass es alle für die Produktion relevanten Informationen, z. B. in Form eines RFID-Chips, gespeichert hat und man so immer weiß, welche Stationen es schon durchlaufen hat und wie der Status des Produkts ist.
Big Data
Big Data ist in erster Linie der Oberbegriff für viele Anwendungen und Systeme, die mit der modernen Datenverarbeitung zusammenhängen. Dabei geht es meist um riesige Mengen von Daten, die komplex und schnelllebig sind und mit herkömmlichen Methoden nicht mehr analysiert und verarbeitet werden können. Big Data bezeichnet daher die moderne Verwendung von großen Datenmengen für Analyse und Entwicklung in allen möglichen Branchen.
Internet of Things (IoT)
Internet of Things oder auch das Internet der Dinge bedeutet nicht, dass in Industrien flächendeckendes Breitband-Internet funktioniert. Es bezeichnet vielmehr eine Infrastruktur (intern und/oder extern), durch die physische und virtuelle Gegenstände miteinander vernetzt sind und somit kooperieren und miteinander kommunizieren können.
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Künstliche Intelligenz (KI)
Man kennt sie aus vielen Science-Fiction-Filmen, doch heute findet sie in Form von Alexa oder Siri bereits Einzug in das alltägliche Leben. In der modernen Industrie werden ebenfalls schon Prototypen von künstlicher Intelligenz erfolgreich eingesetzt. Dabei handelt es sich um die Lernfähigkeit von Maschinen. Diese sollen also nicht mehr nur vorprogrammierte Aufgaben ausführen, sondern durch Erfahrungswerte ihren Algorithmus anpassen und sozusagen neue Dinge lernen.
Cyber Physical Systems (CPS)
Hierbei handelt es sich um Systeme, die physische Objekte und Prozesse mit virtuellen Objekten und Prozessen verknüpfen. CPS sind vollständig vernetzt und arbeiten autonom – das heißt, sie konfigurieren sich selbst.
Embedded Systems
Eingebettete Systeme oder Embedded Systems sind die Basis für IoT, CPS und im Prinzip die gesamte Industrie 4.0. Es sind oft winzige Mikroprozessoren, die in nahezu allen technischen Systemen eingebaut sind. Über 90 Prozent der hergestellten Mikrochips sind in solchen eingebetteten Systemen verbaut.
Human Machine Interface (HMI)
Das HMI ist die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine. Durch sie wird bestimmt, wie Mensch und Technik miteinander kommunizieren und wie ein User ein System bedient. Dabei geht es meist um Intuitivität und Benutzerfreundlichkeit, um eine natürliche Kommunikation zu erreichen.
Predictive Maintenance
Der Begriff steht für eine vorausschauende Wartung in technischen Anlagen. Durch die ständige Sammlung von Sensordaten können Fehlermuster durch spezielle Software-Lösungen frühzeitig erkannt und Schäden somit vorhergesagt werden. Das kann hohe Kosten einsparen, da größere Schäden dadurch häufiger vermieden werden können.
RFID
Wie bereits erwähnt, ist RFID (radio-frequency identification) eine Technologie, die Signale zwischen Sender und Empfänger verschickt. Durch RFID-Chips können in der Produktion ständig aktuelle Daten von Produkten oder Prozessen ausgelesen werden. Das verleiht der Industrie mehr Transparenz und eine noch genauere Steuerung.
Horizontale Integration
Spricht man von horizontaler Integration, so meint man heute die Verschmelzung von verschiedenen Abteilungen des Unternehmens einer Hierarchieebene. So können Abteilungen interdisziplinär zusammenarbeiten.
Vertikale Integration
Dabei geht es um die Integration von Systemen über funktionale und organisatorische Hierarchieebenen hinweg. Ein Betrieb, der seine Wertschöpfungskette komplett im eigenen Haus hat und nicht mit externen Partnern zusammenarbeitet, ist ein klassischer Fall von vertikaler Integration.
Plug & Work
Es erinnert nicht umsonst an den Ausdruck Plug & Play, denn bei Plug & Work können einzelne Komponenten aus modularen Produktionsprozessen miteinander getauscht werden, ohne dass die Produktivität Einschränkungen erleidet. Ein modulares System mit sehr geringem Aufwand in der täglichen Arbeit.
Augmented Reality
Bei der Augmented Reality handelt es sich um eine zukunftsweisende Technologie, bei der durch Computer-Software die eigene Realität erweitert wird. Kamerasysteme in Autos zum Einparken bilden beispielsweise solche erweiterten Realitäten. Auch in der Industrie wird von dieser Technologie immer häufiger Gebrauch gemacht.
Orchestrierung von Diensten
Die Orchestrierung von Diensten bedeutet ein flexibles Verbinden von einzelnen Diensten (z. B. Software) für einen bestimmten Zweck.
Industrie 4.0 im internationalen Vergleich – führende Länder
Die Bundesregierung arbeitet im Rahmen der Plattform Industrie 4.0 in unterschiedlichen Kooperationen mit vielen Ländern zusammen. Das Ziel ist, die länderübergreifenden Chancen und Herausforderungen gemeinsam anzugehen.
Deutschland-Italien-Frankreich: Die drei EU-Länder sollen bestehende Digitalisierungsprozesse im Sinne des europäischen Gedankens vorantreiben. Dabei stehen drei Kernthemen im Zentrum:
- Standardisierung und Referenzarchitekturmodelle: Entwicklung gemeinsamer Standards und Normen für die Industrie 4.0
- KMU-Einbindung und Testumgebungen: Zugang schaffen für kleine und mittelständische Unternehmen und Szenarios verbreiten
- Politische Unterstützung: Rahmenbedingungen schaffen, damit die Ländern von der Digitalisierung profitieren können
China: Mit den chinesischen Partnern hat Deutschland ebenfalls eine intensive Zusammenarbeit beschlossen. Bei der Kooperation geht es vor allem um die Entwicklung von gemeinsamen Normen, aber auch um die gegenseitige Aus- und Weiterbildung bei Pilotprojekten.
Japan: Die Japaner pflegen ebenfalls gute Beziehungen zu Deutschland und haben ihre eigene Plattform, die Robot Revolution Initiative, gestartet, die mit der deutschen Plattform Industrie 4.0 kooperiert. Die gemeinsamen Themen sind auch hier wieder die Standardisierung, aber auch Cyber Security und die Förderung kleiner sowie mittelständischer Unternehmen.
USA: Trotz der momentan unvorhersehbaren politischen Lage, arbeiten auch die US-Amerikaner mit Deutschland an gemeinsamen Standards und Testumgebungen.
Tschechien: Unsere direkten Nachbarn aus dem Osten haben bereits im Jahr 2015 die erste Vereinbarung mit Deutschland geschlossen. Bei der heutigen Partnerschaft, die zwischen dem Bundesministerium für Bildung und Forschung und dem tschechischen Ministerium für Industrie und Handel (MPO) getroffen wurde, geht es um wissenschaftliche Aspekte und die Förderung von Innovationspartnerschaften der Industrie, insbesondere des Mittelstandes.
Australien: Auch mit Australien kooperiert Deutschland seit geraumer Zeit in vielen Fragen der Industrie 4.0. Die Hauptthemen sind Standardisierung, Referenzarchitekturen, Unterstützung von KMUs, Testzentren, Security und Aus- und Weiterbildung.
G20: Deutschland hat 2016 die Präsidentschaft der G20-Länder übernommen und auch die Industrie 4.0 als Thema gesetzt. Die erste Vernetzungskonferenz fand im März 2017 statt und es werden vermutlich noch viele Diskussionsrunden und Kooperationen zustande kommen.
Ausblick
Durch die Industrie 4.0 werden die digitale Welt und die Welt der Industrie in Zukunft immer mehr zusammengeführt. Daran führt kein Weg vorbei. Branchen, die heute noch nichts miteinander zu tun haben, werden sich in wenigen Jahren einander nähern, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Die IT-Sicherheit wird außerdem noch mehr Bedeutung gewinnen, weil komplexe Infrastrukturen auch höhere Sicherheitsmaßnahmen erfordern. Die Auswirkungen beziehen sich nicht nur auf bestimmte Produktionsfirmen, sondern werden globale Ausmaße annehmen – auch das ist unbestritten. Zudem werden komplette Wertschöpfungsketten grundlegend verändert. Schon alleine deswegen kann man von einer industriellen Revolution sprechen. Die zwar noch lange nicht vollendet ist, aber in vielen Teilen der Welt schon stattfindet.
Auch der Mensch als Arbeitnehmer wird sich in den nächsten Jahrzehnten dramatisch verändern. Fließbandaufgaben und andere Routinetätigkeiten werden über kurz oder lang vollständig wegfallen. Stattdessen werden neue Berufe entstehen, die höhere Qualifikationen erfordern und einen Teil der Bevölkerung regelrecht zur Fortbildung zwingen. Der Vorteil für den Menschen: Es wird mehr Zeit für Kreativität geben und ältere Menschen hätten die Möglichkeit, durch Assistenzsysteme länger am Arbeitsleben teilzunehmen – trotz körperlicher Einschränkungen.
Die Entwicklungen rund um die Industrie 4.0 bleiben wohl spannend und vielfältig und werden Politik, Wirtschaft und Gesellschaft immer wieder herausfordern. Denkt man an die letzten drei Industrie-Revolutionen, waren die Veränderungen auch damals gravierend und mit vielen Chancen und Risiken verbunden.
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