Industrie 4.0 ist eine Zukunftsvision, deren Umsetzung schon begonnen hat! Sie beruft sich auf das Industrial Internet der Dinge (IIoT). Als Triebfeder von Industrie 4.0 gilt die Digitalisierung, die es ermöglicht, die ganze Wertschöpfungskette zu vernetzen und zu automatisieren. Dabei werden Lieferanten und Kunden eingebunden. Fertigungsprozesse werden so effizienter gestaltet, Produktionskosten gesenkt und Umsätze gesteigert.
Der Mensch beteiligt sich immer weniger direkt an der industriellen Fertigung, sondern ist durch überwachende, gestaltende und verwaltungstechnische Aufgaben involviert. Der folgende Artikel beschreibt Industrie 4.0 im Überblick.
Was ist Industrie 4.0?
Das Konzept bezeichnet einen Paradigmenwechsel in der industriellen Fertigung und wird auch als 4. industrielle Revolution bezeichnet. Industrie 4.0 steht dabei in einer Reihe industrieller Umwälzungen wie der ersten Massenproduktion mit Maschinen (ab 1800), der Einführung des Fließbandes und der Akkordarbeit (ab 1870) sowie der Automatisierung durch Computer (ab 1970).
Als Grundlage wird dabei die Vernetzung von Fertigungsanlagen, Produktionsprozessen und dem Menschen mittels modernster digitaler Kommunikations- und Informationstechnologien gesehen. Zur Umsetzung dient das IIoT, welches eine drahtlose Kommunikation zwischen den Maschinen und dem Computersystem des Unternehmens ermöglicht.
Was ist IIoT?
IIoT steht dafür, dass smarte Maschinen bei der Datenanalyse in Echtzeit schneller reagieren als Menschen. Auch bei der Kommunikation wichtiger Informationen haben sie Vorteile, sodass Entscheidungen genauer und rascher getroffen werden können.
Damit IIoT funktioniert, müssen alle Geräte mit Sensoren und Aktoren ausgestattet sein. Erst dann können die Akteure vernetzt kommunizieren und relevante Daten in großer Menge gesammelt, überwacht, ausgetauscht und analysiert werden. Ein industrielles IoT-Ökosystem besteht aus den folgenden Komponenten:
- Intelligente Maschinen, die Informationen über sich selbst erfassen, weitergeben und speichern
- Eine vollständige Kommunikationsinfrastruktur
- Anwendungen, die Rohdaten in Geschäftsinformationen transformieren
- Menschen als Regulierer und Entscheider
Neue Trends zur Effizienzsteigerung von Unternehmen
Bei Industrie 4.0 wird die gesamte Wertschöpfungskette automatisiert. Menschen müssen nur in Ausnahmefällen eingreifen. Es entstehen für die Unternehmen ganz neue Potenziale, die durch den ausschließlichen Einsatz humaner Ressourcen nie freigelegt werden könnten. Eine moderne Kommunikations- und Informationstechnologie ist dafür die Voraussetzung.
Gezielte Handlungen mittels Big Data
Bei Industrie 4.0 wachsen die zu verarbeitenden Datenmengen enorm. Die Analyse dieses riesigen Datenmaterials bereitet den Unternehmen viele nützliche Informationen auf, die sich mithilfe lernfähiger Algorithmen verknüpfen lassen. Die Daten werden exakter prognostiziert, was in kürzerer Zeit zu zielgerichteten Entscheidungen führt.
Augmented und virtuelle Realität
Arbeitsschritte werden vereinfacht und effizienter gestaltet. Informationen über aktuelle Lagerbestände werden in Echtzeit übermittelt. So kann z. B. im Rahmen einer Anlagenwartung die Ersatzteilanfrage signifikant beschleunigt werden.
Kunden wird das Kauferlebnis entscheidend attraktiver gestaltet. Ein neues Produkt kann schon vor der Markteinführung vorgestellt werden, ein virtueller Rundgang durch die Produktionsabteilung öffnet dem Kunden einen transparenten Einblick in die Arbeitsprozesse.
Qualitätssteigerung
Industrie 4.0 ermöglicht es Unternehmen, die Qualität ihrer gesamten Wertschöpfungskette zu optimieren. Künstliche Intelligenz (KI) und Big Data lassen Qualitätsanalysen in nie dagewesenem Umfang zu. Engpässe und Fehler können schneller lokalisiert und abgestellt werden.
Kleine Stückzahlen werden rentabel
Industrielle Produktion war bisher nur bei großen Stückzahlen effizient. Wenn Werkstücke in kleinen Mengen oder gar als Einzelstück angefertigt werden sollten, stieg der Preis rapide an.
Der Grund wird darin gesehen, dass für das Umrüsten von Werkzeugen und die Qualitätskontrolle teure humane Arbeitskraft eingesetzt werden muss. Sind die Rüstzeiten automatisiert, fallen die Kosten gering aus. Daher können kleine Gebinde fast zu denselben Kosten produziert werden wie große Produktionseinheiten.
Geringe Ausfallzeiten
Intelligente Maschinen erkennen eigenständig, wann ein Wartungsaufwand ansteht. Sie berechnen exakt im Voraus, wann ein Verschleißteil gewechselt werden muss. Dabei kommunizieren sie mit anderen Maschinen, sodass die Auslastung der gesamten Fertigungsanlage neu eingestellt werden kann.
Dadurch werden Ausfallzeiten auf ein Minimum reduziert. Im Idealfall rufen die Maschinen das Wartungspersonal selbst, bevor es zu einem Maschinenschaden kommt, der zu teuren Produktionsstopps führt.
Fazit
Industrie 4.0 ist schon in vollem Gange. Unternehmen, die es verpassen, sich den Anforderungen zu stellen, sind in wenigen Jahren nicht mehr wettbewerbsfähig und werden von der Konkurrenz abgehängt.
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