Industrie 5.0: der Weg zur intelligenten Produktion

1. Was ist Industrie 5.0?
2. Unterschied zur Industrie 4.0
3. Themen der Industrie 5.0
4. Der Weg zur Industrie 5.0
5. Vorteile der Industrie 5.0
6. Herausforderungen der Industrie 5.0
7. Folgen für die Produktion
8. Umsetzung der Industrie 5.0

Was ist Industrie 5.0?

Die fünfte industrielle Revolution (Industrie 5.0) stellt eine neue Phase der industriellen Entwicklung dar. Sie baut auf der Automatisierung und Digitalisierung der Industrie 4.0 auf. Im Mittelpunkt der neuen Ausrichtung steht die Mensch-Maschine-Kooperation, bei der der Mensch mit fortschrittlichen Technologien wie Künstlicher Intelligenz (KI) zusammenarbeitet, um Arbeitsabläufe effizienter zu gestalten. Weitere Vorteile der Industrie 5.0 sind die Erhöhung der wirtschaftlichen Widerstandsfähigkeit und die Verbesserung der Nachhaltigkeit. Das Ziel von Industrie 5.0 ist es, neue Technologien zu nutzen, um Wohlstand über Beschäftigung und Wachstum hinaus zu schaffen und gleichzeitig die begrenzten Kapazitäten unseres Planeten zu schützen.

Die treibenden Kräfte für diese Neuausrichtung sind die volle Ausschöpfung des Potenzials der Beschäftigten durch die Mensch-Maschine-Kollaboration, bei der sich der Mensch mit seinem Wissen und die Maschine mit Geschwindigkeit und Präzision ergänzen. Die Vorteile einer nachhaltigen Produktion mit geringerem Energie- und Ressourcenverbrauch und die Nachfrage nach individualisierten Produkten werden genutzt.

Der Übergang von Industrie 4.0 zu Industrie 5.0 ist gekennzeichnet durch die Abkehr von der rein wirtschaftlichen Entwicklung hin zu einem ganzheitlichen Ansatz, der das Wohlbefinden der Beschäftigten und den langfristigen gesellschaftlichen Nutzen in den Vordergrund stellt.

Unterschied zur Industrie 4.0

Industrie 4.0 hat die moderne Produktion durch Automatisierung und Digitalisierung vorangetrieben. Industrie 5.0 geht jedoch über den Fokus der Effizienzsteigerung hinaus und bezieht auch soziale Faktoren mit ein.

Durch die Kooperation (Symbiose) von Mensch und Maschine und die Optimierung der Zusammenarbeit kann das volle Potenzial von Mitarbeitenden und Technik ausgeschöpft werden. Durch den Einsatz von KI und maschinellem Lernen kann das Know-how von Fachkräften genutzt werden, um komplexere Aufgaben von Maschinen ausführen zu lassen und so die Effizienz und Qualität der Produktion zu steigern. Eine weitere Abgrenzung zu Industrie 4.0 liegt in der Fokussierung auf eine flexible und individualisierte Produktion, um sich den Kundenbedürfnissen anpassen zu können. Auch hier steht die Kooperation zwischen Mensch und Maschine im Vordergrund, die neue Möglichkeiten der Flexibilität eröffnet. Nachhaltigkeit und Umweltschutz rücken stärker in den Fokus der industriellen Neuausrichtung. Durch die Optimierung der Prozesse soll eine möglichst energie- und ressourcenschonende Produktion ermöglichen sowie der Einsatz erneuerbarer Energien Kosten sparen und die Umweltbelastung reduzieren.

Industrie 4.0 hat durch Automatisierung und Digitalisierung die moderne Produktion revolutioniert. Der Fokus lag dabei vor allem auf Effizienzsteigerung, Vernetzung und technologischem Fortschritt. Industrie 5.0 geht einen entscheidenden Schritt weiter: Neben der Effizienz rücken auch soziale, ökologische und individuelle Aspekte in den Mittelpunkt der industriellen Entwicklung.

Ein zentrales Merkmal von Industrie 5.0 ist die enge Kooperation von Mensch und Maschine. Die sogenannte Mensch-Maschine-Symbiose ermöglicht es, das Know-how und die Kreativität von Fachkräften mit der Leistungsfähigkeit von KI und maschinellem Lernen zu verbinden. Auf diese Weise können Maschinen auch komplexe Aufgaben übernehmen, während menschliche Stärken gezielt eingebracht werden – etwa bei der Entscheidungsfindung, Problemlösung und Gestaltung individualisierter Prozesse.

Im Gegensatz zur standardisierten Massenproduktion von Industrie 4.0 zielt Industrie 5.0 auf flexible, kundenspezifische Fertigung ab. Die Produktion passt sich stärker an individuelle Bedürfnisse an, ohne dabei an Effizienz zu verlieren. Diese Flexibilität wird durch die intelligente Zusammenarbeit von Mensch und Technologie möglich.

Zudem gewinnt das Thema Nachhaltigkeit zunehmend an Bedeutung. Industrie 5.0 fördert ressourcenschonende Prozesse, den Einsatz erneuerbarer Energien und eine insgesamt umweltverträgliche Produktionsweise. Ziel ist eine widerstandsfähige, nachhaltige und menschzentrierte Industrie.

Tabelle 1: Industrie 4.0 vs. Industrie 5.0

Themen der Industrie 5.0

Schlüsseltechnologien sind neben der Künstlichen Intelligenz auch Big-Data-Analysen, das Internet der Dinge, kollaborative Roboter, digitale Zwillinge und vieles mehr. Diese Technologien und Themen prägen den Wandel zu einer neuen Industrie.

Künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz umfasst Algorithmen, die menschenähnliche Entscheidungsprozesse automatisieren. Sie hält in immer mehr Arbeitsbereichen der modernen Industrie Einzug und kann dazu beitragen, dass die Aufgaben der Beschäftigten effizienter und schneller erledigt werden. Mit Hilfe von KI können auch komplexere Prozesse automatisiert werden.

Big-Data Analysen

Bei der Big-Data-Analyse werden große Datenmengen gesammelt, verarbeitet und ausgewertet, um Muster, Trends und Zusammenhänge zu erkennen, die den Unternehmen wertvolle Informationen für ihre Entscheidungen liefern. In der Industrie 5.0 ermöglichen Big-Data-Analysen eine genauere Vorhersage von Produktionsprozessen, eine personalisierte Kundenansprache und die Optimierung von Ressourcen.

Internet of Things

Das Internet der Dinge (IoT) bezeichnet die Vernetzung physischer Geräte und Maschinen über das Internet, um Daten zu sammeln und auszutauschen, die eine intelligente Steuerung und Überwachung ermöglichen. In der Industrie 5.0 trägt das IoT dazu bei, die Interaktion zwischen Maschinen und Menschen zu verbessern, indem es Echtzeitdaten für die Optimierung von Produktionsprozessen und die vorausschauende Wartung liefert.

Kollaborative Roboter (Cobots)

Cobots sind Roboter, die im Gegensatz zu reinen Industrierobotern für die direkte Zusammenarbeit mit dem Menschen konzipiert sind. Sie können helfen, die Aufgaben von Arbeitenden effizienter und sicherer auszuführen. Durch ihre Spezialisierung auf die Mensch-Maschine-Kollaboration stellen sie einen elementaren Baustein der Industrie 5.0 dar.

Digitale Zwillinge

Digitale Zwillinge sind virtuelle Abbilder von physischen Objekten, Prozessen oder Systemen. In der Industrie 5.0 können sie für Simulationen eingesetzt werden, um Prozesse und Fabriken besser planen zu können oder für Echtzeit-Monitoring, um schnell auf Fehler und Engpässe reagieren zu können.

Der Weg zur Industrie 5.0

Bei der Transformation zur Industrie 5.0 dienen Automatisierung und Digitalisierung der bisherigen industriellen Ausrichtung als Grundlage. Darauf aufbauend können neue Technologien genutzt werden, um Bereiche zu automatisieren, die bisher als zu komplex galten. In einigen Bereichen ist der Wandel schnell und einfach zu bewerkstelligen, beispielsweise bei der Nutzung von KI zur schnellen Erstellung und Überprüfung von Texten. In anderen Anwendungsbereichen sind weitreichende strukturelle Anpassungen und Investitionen erforderlich.

Vorteile der Industrie 5.0

Industrie 5.0 bringt nicht nur technologische Weiterentwicklungen mit sich, sondern eröffnet auch neue Perspektiven für Arbeitswelt, Gesellschaft und Umwelt. Der ganzheitliche Ansatz dieser industriellen Entwicklungsstufe zielt darauf ab, die Potenziale von Mensch, Maschine und Umwelt in Einklang zu bringen. Daraus ergeben sich zahlreiche Vorteile, die über reine Effizienzsteigerungen hinausgehen und langfristig zu einer nachhaltigeren, resilienteren und menschzentrierten Industrie beitragen.

Arbeitnehmerorientierung

Ein zentrales Element von Industrie 5.0 ist die Schaffung höherwertiger Arbeitsplätze, um das Potenzial der Arbeitnehmer voll auszuschöpfen und die Effizienz zu steigern. Die fortschreitende Automatisierung von Prozessen ermöglicht es den Arbeitnehmern, sich auf kreative Aufgaben und Dienstleistungen zu konzentrieren.

Prozessautomatisierung

Mit Hilfe von KI ist es möglich, komplexere Aufgaben in der Fertigung mit dem Know-how von Fachkräften zu automatisieren. Dadurch kann die Effizienz und Qualität der Produktion gesteigert werden.

Resilienz und Nachhaltigkeit

Die Verlagerung des Schwerpunkts auf Recycling und die Nutzung erneuerbarer Energien ermöglicht es, unabhängiger und widerstandsfähiger gegenüber globalen Ereignissen und politischen Entwicklungen zu werden. Durch die Einsparung von Ressourcen können Kosten gesenkt und die Umwelt nachhaltig geschützt werden.

Kundenorientierte Produktion

Durch die erhöhte Flexibilität in der Produktion kann die Nachfrage nach stark individualisierten und auf den jeweiligen Kunden zugeschnittenen Lösungen befriedigt werden.

Herausforderungen der Industrie 5.0

Trotz der vielversprechenden Potenziale von Industrie 5.0 sind mit der Umsetzung auch zahlreiche Herausforderungen verbunden. Diese betreffen sowohl technische als auch organisatorische und gesellschaftliche Bereiche:

1. Integration von Mensch und Maschine

Die enge Zusammenarbeit zwischen Menschen und intelligenten Systemen erfordert neue Schnittstellen, Sicherheitsstandards und ergonomische Konzepte. Der Mensch muss sinnvoll in den Produktionsprozess eingebunden werden, ohne überfordert oder ersetzt zu werden.

2. Kompetenzentwicklung und Weiterbildung

Mitarbeitende müssen gezielt geschult werden, um mit neuen Technologien wie KI, kollaborativen Robotern (Cobots) und datengetriebenen Systemen umgehen zu können. Der Aufbau digitaler und sozialer Kompetenzen ist entscheidend.

3. Datenschutz und ethische Fragen

Der verstärkte Einsatz intelligenter Systeme wirft Fragen des Datenschutzes, der algorithmischen Transparenz und der Verantwortung auf. Unternehmen müssen ethische Standards entwickeln und einhalten.

4. Technologische Komplexität und Investitionskosten

Die Einführung neuer Technologien erfordert hohe Investitionen in Infrastruktur, Software und Schulung. Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) stehen dabei vor besonderen finanziellen und organisatorischen Hürden.

5. Nachhaltigkeit wirklich umsetzen

Obwohl Nachhaltigkeit ein zentrales Ziel ist, erfordert die Umsetzung eine ganzheitliche Strategie – vom energieeffizienten Design über Kreislaufwirtschaft bis zur Lieferkette. Ohne klare Ziele und regulatorische Anreize bleibt vieles theoretisch.

Folgen für die Produktion

Die Umsetzung von Industrie 5.0 hat tiefgreifende Auswirkungen auf die industrielle Produktion:

• Individualisierung statt Massenfertigung

Produktionssysteme werden so gestaltet, dass sie sich flexibel an unterschiedliche Kundenwünsche anpassen können – bis hin zur Losgröße 1.

• Kooperative Produktionsumgebungen

Mensch und Maschine arbeiten verstärkt Seite an Seite. Dadurch entstehen hybride Arbeitsplätze, die sowohl Automatisierung als auch menschliches Know-how erfordern.

• Digitalisierung mit sozialem Fokus

Die Digitalisierung dient nicht mehr nur der Effizienz, sondern auch der Schaffung menschenfreundlicher Arbeitsbedingungen – etwa durch ergonomische Assistenzsysteme oder adaptive Steuerung.

• Ressourcenschonung und Energieeffizienz

Produktionsprozesse werden stärker auf Nachhaltigkeit ausgerichtet. Kreislaufsysteme, intelligente Energiesteuerung und emissionsarme Verfahren gewinnen an Bedeutung.

• Neue Geschäftsmodelle

Durch die Verbindung von Technologie, Daten und Kundenzentrierung entstehen neue Services wie "Mass Customization", datengetriebene Wartung oder nutzungsbasierte Abrechnungen („Product-as-a-Service").

Umsetzung der Industrie 5.0

Die Umstellung auf Industrie 5.0 bietet viele Vorteile, bringt aber auch einige Herausforderungen mit sich. Für eine erfolgreiche Umsetzung sind eine geeignete Infrastruktur sowie der Aufbau von Know-how Grundvoraussetzungen. Beratungsunternehmen können hier Unternehmen beim Einstieg in Industrie 5.0 unterstützen und Mitarbeitende im Umgang mit den neuen Technologien unterstützen. Das IPH forscht intensiv, um Industrie 5.0-Technologien in die Wirtschaft zu integrieren und die Zukunft der modernen Industrie mitzugestalten. Mit unseren Beratungsleistungen wollen wir unsere Expertise und unser Know-how einbringen, um Unternehmen den Wandel zur Industrie 5.0 zu ermöglichen.