Industrie 4.0 und Digitalisierung

1. Die digitale Revolution hat begonnen
2. Industrie 4.0: Alles wird smart
3. Herausforderungen in der Digitalisierung 4.0
4. Umsetzungsstrategien für Industrie 4.0
5. Zusammenfassung

Die digitale Revolution hat begonnen

Die intelligente Vernetzung von Menschen, Maschinen und Prozessen ist derzeit unter dem Begriff Industrie 4.0 in aller Munde. Der Begriff Industrie 4.0 selbst signalisiert die Wichtigkeit dieses Themas: Er steht für die vierte industrielle Revolution. Wie die Dampfmaschine, die Fließbandfertigung und der Einzug der elektronischen Datenverarbeitung verändert auch die Digitalisierung die gesamte Produktion grundlegend.

Im Internet der Dinge werden virtuelle Repräsentationen physischer Objekte per Internet oder einer vergleichbaren Struktur miteinander verknüpft. Für die gesamte Wirtschaft gilt es, diese Veränderung mitzugestalten und die damit verbundenen Potentiale zu nutzen. Durch die hervorragende IT-Kompetenz und die Kenntnisse in der Automatisierungstechnik hat Deutschland beste Voraussetzungen, in der Digitalisierung der Produktion und Industrie 4.0 die führende Rolle zu spielen.

Industrie 4.0: Alles wird smart

Prägendes Merkmal der Industrie 4.0 ist die Vernetzung von räumlich verteilten Produktionsressourcen, wie Produktionsmaschinen, Robotern, Förder- und Lagersystemen und den dazugehörigen Planungs- und Steuerungssystemen. Die Produktionsressourcen agieren dabei autonom, wissensbasiert, sensorgestützt und sind in der Lage sich situativ selbst zu steuern, zu konfigurieren und Informationen untereinander zu tauschen. Die Netzwerke sind in Echtzeit steuerbar und reagieren auf veränderte Randbedingungen.

Intelligente Produkte, auch Smart Products, tragen Informationen mit sich, zum Beispiel auf einem RFID-Chip. So sind sie eindeutig zuzuordnen. Darüber hinaus sind diese Erzeugnisse in der Smart Factory jederzeit zu lokalisieren und haben sowohl ihre Historie als auch ihr Ziel und die möglichen Wege dorthin gespeichert. Diese Daten führen zu einer verbesserten Transparenz im gesamten Herstellungsprozess und ermöglichen so optimale Entscheidungen.

Die Vernetzung zwischen den eingebetteten Produktionssystemen und den dynamischen Geschäfts- und Engineering-Prozessen in einer nach Industrie 4.0 gestalteten Smart Factory ermöglicht das rentable Produzieren auch bei individuellen Kundenwünschen bis hin zur Losgröße 1. Der Materialfluss wird beispielsweise enorm verbessert durch Fahrerlose Transport Systeme (FTS), die in der Lage sind, sich jederzeit für den zu diesem Zeitpunkt besten Weg selbst zu entscheiden. Darüber hinaus verändert sich die Interaktion zwischen Mensch und Maschine mit Einführung der Industrie 4.0. Beschäftigte bedienen Maschinen nicht nur, sie arbeiten mit Robotern zusammen.

Herausforderungen in der Digitalisierung 4.0

Die Digitalisierung der Produktion erzeugt viele Schnittstellen, die zu vernetzen sind. Das erfordert die Gestaltung gemeinsamer Standards. Nur so lassen sich die immer komplexeren Produktionssysteme beherrschen.

Zudem verändert die Digitalisierung der Produktion die Anforderungen an die Mitarbeiter. Eine Echtzeitsteuerung erfordert eine neue Arbeitsorganisation. Die veränderten Kompetenzprofile der Beschäftigten führen zu der Notwendigkeit einer geeigneten Qualifizierungsstrategie. Dabei gilt es einen Ansatz der Digitalisierung 4.0 zu finden, um die sich bietenden Chancen zu Eigenverantwortung und Selbstentfaltung der Beschäftigten aufzuzeigen.

Herausforderungen im Bereich der Sicherheit gliedern sich in die Bereiche Betriebs- und Angriffssicherheit. Die Produktionsanlagen und Produkte dürfen keine Gefahr für die Beschäftigten und die Umwelt darstellen. Eine Sicherheit gegen Angriffe von außen ist in besonderem Maß für die Daten und Informationen im intelligenten Wertschöpfungsnetzwerk relevant.

Umsetzungsstrategien für Industrie 4.0

Die Digitalisierung der Produktion in Deutschland findet derzeit an vielen Stellen statt. Die Umstellung einer Produktion auf Industrie 4.0 ist ein evolutionärer Prozess, der viel Erfahrung erfordert. Bei einer erfolgreichen Umstellung zur Industrie 4.0 gibt es neben den erwähnten Herausforderungen noch weitere Punkte zu beachten. Zunächst ist es erforderlich, die Ausgangssituation genau festzuhalten und die dabei erfassten Daten und Informationen sinnvoll auswerten und zu analysieren. Weiterhin sind die vorhandenen Technologien und Erfahrungen des Unternehmens mit den innovativen Lösungen zu kombinieren. Nur so kann aus dem erworbenem Know-how eine neue Stärke entwickelt werden. An dieser Stelle ist die Hilfe von kompetenten Partnern in vielen Fällen angezeigt.

Bei der Implementierung von Industrie 4.0 gilt es, einen Überblick über die vielen Lösungen am Markt zu behalten und die eigenen Stärken einzubringen. Die Steigerung der Komplexität der Produkte und Produktionssysteme erzeugt eine Vielzahl an Schnittstellen. Diese durch geschicktes Prozessmanagement zu verknüpfen erfordert Expertenwissen.

Das Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH ist sowohl in forschender als auch beratender Art seit Jahren auf dem Gebiet Industrie 4.0 aktiv. In einer Vielzahl von Umsetzungsprojekten konnte das IPH wertvolle Erfahrungen bei der Digitalisierung der Produktion sammeln und kann so bei der Erarbeitung von Konzepten und Lösungen zur Industrie 4.0 und Digitalisierung 4.0 unterstützen. Die Kenntnisse am IPH betreffen neben der Vernetzung von Produktionssystemen auch die Förderungsmöglichkeiten für verschiedene Umsetzungsstrategien. Auf diese Weise kann das IPH als Dienstleister unterstützen und unter anderem Beratung bei der Umsetzung der Industrie 4.0 und Digitalisierung 4.0 bieten.

Weitere Informationen zu den Dienstleistungen des IPH finden Sie hier.

Zusammenfassung

Definition von Industrie 4.0

Bei der Industrie 4.0 werden räumlich verteilte Produktionsmittel wie Produktionsmaschinen, Roboter, Transport- und Lagersysteme sowie die entsprechenden Planungs- und Steuerungssysteme vernetzt. Die Produktionsmittel funktionieren in einem Verbund autonom, wissensbasiert und sensorgestützt. Sie können sich selbst steuern, koordinieren, konfigurieren, um Daten untereinander zu tauschen.

Bedeutung der Industrie 4.0

Industrie 4.0 ermöglicht eine rentable Produktion auch bei individuellen Kundenwünschen und somit ein besseres Eingehen auf Kundenbedürfnisse sowie eine bessere Kundenorientierung. Auch lässt sich damit eine Optimierung der Massenproduktion erzielen. Zudem verändert sich das Wesen der Arbeit: Arbeiter arbeiten mit Maschinen zusammen, anstatt sie nur zu bedienen.

Was ist bei Industrie 4.0 zu beachten?

Bei der Industrie 4.0 entstehen viele Schnittstellen zwischen den Produktionssystemen und Prozessen, die vernetzt werden müssen und daher eine Formulierung gemeinsamer Standards erfordern. Zudem verändern sich durch die Echtzeitsteuerung die Anforderungen an die Mitarbeiter. Das erfordert eine neue Arbeitsorganisation sowie eine geeignete Qualifizierungsstrategie. Eine besondere Bedeutung spielt die Sicherheit gegen Angriffe von außen, um die Daten und Kontrolle über ein intelligentes Wertschöpfungsnetzwerk von einem fremden Zugriff zu schützen.