Industrie 4.0

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Industrie 4.0 ist ein Begriff, der auf die Forschungsunion der deutschen Bundesregierung und ein gleichnamiges Projekt in der Hightech-Strategie der Bundesregierung zurückgeht.[1][2][3] Er soll die Verzahnung der industriellen Produktion „mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik“ bezeichnen.[4] Zentraler Befähiger und wesentlicher Unterschied zu Computer Integrated Manufacturing (demzufolge Industrie 3.0 genannt) ist die Anwendung der Internettechnologien zur Kommunikation zwischen Menschen, Maschinen und Produkten. Technologische Grundlage sind cyber-physische Systeme und das „Internet der Dinge“.[5] Die Ziele sind im Wesentlichen klassische Ziele der produzierenden Industrie wie Qualität, Kosten- und Zeiteffizienz, aber auch Ressourceneffizienz, Flexibilität, Wandlungsfähigkeit sowie Robustheit (oder Resilienz) in volatilen Märkten. Industrie 4.0 zählt zu den Kernthemen der Digitalen Agenda der Bundesregierung.[6]

Bezeichnung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Mit der Bezeichnung „Industrie 4.0“ soll das Ziel zum Ausdruck gebracht werden, eine vierte industrielle Revolution einzuleiten. Die erste industrielle Revolution bestand in der Mechanisierung mit Wasser- und Dampfkraft, darauf folgte die zweite industrielle Revolution: Massenfertigung mit Hilfe von Fließbändern und elektrischer Energie, daran anschließend die dritte industrielle Revolution oder digitale Revolution mit Einsatz von Elektronik und IT (v. a. die speicherprogrammierbare Steuerung) zur Automatisierung der Produktion.[7] Mit dem Ausdruck „4.0“ wird Bezug genommen auf die bei Software-Produkten übliche Versionsbezeichnung, die bei größeren Änderungen von einer neuen Version spricht, die erste Ziffer der Versionsnummer um Eins erhöht und gleichzeitig die zweite Ziffer auf Null zurücksetzt.

Geschichte und Akteure[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Begriff wurde erstmals 2011 zur Hannovermesse in die Öffentlichkeit getragen.[8] Im Oktober 2012 wurden der Bundesregierung Umsetzungsempfehlungen übergeben. Am 14. April 2013 wurde auf der Hannover-Messe der Abschlussbericht mit dem Titel Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 des Arbeitskreises Industrie 4.0 vorgelegt. Der Arbeitskreis stand unter dem Vorsitz von Siegfried Dais (Robert Bosch GmbH) und Henning Kagermann (acatech).

Nahtlose Kommunikation vom Sensor bis ins Internet ist eine Voraussetzung für Industrie 4.0 (Quelle: Institut für industrielle Informationstechnik)

Die zuständige Promotorengruppe der Forschungsunion blieb auch nach Vorlage des Berichtes noch aktiv, so u. a. in der Arbeitsgruppe Industrie 4.0 der gleichnamigen Plattform Industrie 4.0, einem Zusammenschluss der Branchenverbände Bitkom, VDMA und ZVEI. Die Plattform Industrie 4.0 wurde seitdem weiter ausgebaut und steht inzwischen unter der Leitung der Bundesministerien für Wirtschaft und Energie (BMWi) sowie Bildung und Forschung (BMBF). Ziel der Plattform ist die Weiterentwicklung des Begriffes der Industrie 4.0 im Dialog von Gewerkschaften, Wirtschaftsverbänden, Unternehmen, Wissenschaft und Politik.[9]

Bedeutung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Kennzeichnend im Bereich der Industrieproduktion sind die starke Anpassung (bis zur Losgröße 1) der Produkte unter den Bedingungen einer hoch flexibilisierten (Großserien)-Produktion (vgl. auch Mass Customization). Die für Industrie 4.0 notwendige Automatisierungstechnik soll durch die Einführung von Verfahren der Selbstoptimierung, Selbstkonfiguration,[10] Selbstdiagnose und Kognition intelligenter werden und die Menschen bei ihrer zunehmend komplexen Arbeit besser unterstützen / assistieren.[11]

Deutschland ist mit einem vergleichsweise sehr hohen Anteil industrieller Wertschöpfung auf den Erfolg der Initiative angewiesen und möchte sowohl Leitanwender, d.h. führender Nutzer der Technologien, wie auch Leitanbieter als führender Fabrikausrüster sein. Unternehmen wie die Robert Bosch GmbH haben dies in ihrer Unternehmensstrategie verankert.[12]

Laufende Projekte zur Industrie 4.0 sind zum Beispiel die im Rahmen der Exzellenzinitiative von Bund und Ländern geförderte Exzellenzcluster Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer, der BMBF-SpitzenclusterIntelligente technische Systeme OstwestfalenLippe“ („it’s OWL“), der Forschungscampus[13] Arena 2036[14] sowie die Verbundprojekte diverser Bekanntmachungen des BMBF[15] und des Programms Autonomik des BMWi[16]. Eine Übersicht über nationale Projektaktivitäten und Beispiele zeigt die Landkarte Industrie 4.0.[17]

Herausforderungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Plattform Industrie 4.0 hat zum Ziel, IT-Technologien mit Produktionstechnologien zu verschmelzen, um dadurch neue, innovative Produkte und Leistungen zu ermöglichen. Dies beinhaltet zahlreiche Herausforderungen. Es müssen technische Standards und Normen entwickelt werden, damit eine Kommunikation zwischen Mensch und Maschine bzw. Maschine und Maschine ermöglicht wird. Das Thema Datensicherheit erhält eine äußerst hohe Priorität. Es ergeben sich zahlreiche bis heute ungeklärte rechtliche Fragen. Weiterhin muss für das Thema Industrie 4.0 ein breites Verständnis in der Fachwelt geschaffen werden und es muss auf gesellschaftlicher Ebene eine allgemeine Akzeptanz finden. In diesem Zusammenhang ergeben sich außerdem noch offene Fragen zur Aus- und Weiterbildung.[9]

Entwicklungen im Ausland[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine ähnliche Initiative gibt es in den USA unter der Bezeichnung „Industrial Internet Consortium“, kurz IIC,[18] Das Industrial Internet Consortium wurde im März 2014 von den Unternehmen AT&T, Cisco, General Electric, IBM und Intel gegründet. Es ist eine Non-Profit-Organisation, die bis Anfang 2016 bereits auf über 200 Mitglieder gewachsen ist, wobei auch Nicht-US Unternehmen zu den Teilnehmern zählen. Neue Internet-Technologien sollen gemeinsam gefördert werden, wobei der Ansatz nicht auf den Industriesektor beschränkt ist. Das IIC ist auch auf andere Geschäftsfelder (z. B. Dienstleistungen) und auf alle Prozessstufen entlang der gesamten Wertschöpfungskette ausgerichtet.[19] Weitere Initiativen gibt es in Japan unter dem Namen „Industrial Value-Chain Initiative“, kurz IVI.[20] Initiatoren sind japanische Großunternehmen. China hat im Fünfjahresplan von 2015 ebenfalls Initiativen ähnlich der deutschen Plattform Industrie 4.0 ergriffen.[21] Sie sollen den angestrebten Wandel vom Niedriglohnland zur globalen Industriemacht maßgeblich unterstützen (siehe auch: Made in China 2025[22]).[23] Auch Südkorea investiert in sogenannte smart factories[24]. In mehreren Ländern Europas gibt es weitere Aktivitäten, die mit der Industrie 4.0 Plattform vergleichbar sind.

Kritik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ziele[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das Autorenteam des Kompendiums Industrie 4.0 bemängelt vor allem die einseitige Fokussierung auf die Smart Factory, während Veränderungen in den Wertschöpfungsstrukturen weitgehend ausgeblendet würden (z. B. „Plattformisierung“).

Koordination[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Kritisiert wird, dass es auch an einem gemeinsamen Vorgehen deutscher und europäischer Unternehmen fehle – im Gegensatz zu Ländern wie Korea, Japan, China und die USA, die nahezu zeitgleich auf das Thema setzen.

Im Februar 2015 erklärte Reinhard Clemens von T-Systems die Ziele der Plattform für vorerst verfehlt, da es sowohl an konkreten Ergebnissen, als auch an Koordination mangele. „Außer Gremienarbeit und Maßnahmenempfehlungen gibt es bisher keine konkreten Ergebnisse und kein konzertiertes Vorgehen deutscher Unternehmen in Sachen Industrie 4.0.“[25]

Begriff[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Begriffe „Industrielle Revolution 1.0, 2.0 und 3.0“ wurden erst im Nachhinein gebildet. Bei der Begriffsbildung Industrie 4.0 soll die Ziffer einen Bezug zu den Vorgänger-Revolutionen herstellen. Damit soll zum Ausdruck kommen, dass die Veränderungen gleich bedeutsam wie diese wären.[26] Der Autor Wolfgang Halang kritisiert den selbstreklamierten Anspruch der vierten industriellen Revolution als „sicher vermessen und unseriös“ und bezieht sich auf Rainer Drath: „Bemerkenswert ist die Tatsache, dass erstmals eine industrielle Revolution ausgerufen wird, noch bevor sie stattgefunden hat“.[27] Bernd Kärcher meint: „Konkrete Erfahrungen mit Industrie 4.0 – im Sinne des anspruchsvollen technologischen Konzepts, das in Wissenschaft, Wirtschaft und Politik diskutiert wird (…) – gibt es in der Industrie bisher nicht oder nur in Ansätzen“.[28] Für eine 4. industrielle Revolution liegt demnach bisher kein empirischer Nachweis vor.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Bundesministerium für Bildung und Forschung: Zukunftsbild „Industrie 4.0“. Berlin 2013.
  • Michael Chui, Markus Löffler, Roger Roberts: The Internet of Things. in: The McKinsey Quarterly. 47. Jahrgang, Heft 2; Amsterdam, Atlanta 2010, S. 1–9.
  • Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE: Die deutsche Normungs-Roadmap Industrie 4.0, Reihe DKE Normungsroadmap, Version 1.0, Berlin 2013.
  • Michael Porter, James Heppelmann: How Smart, Connected Products Are Transforming Competition, Harvard Business Review, 92. Jahrgang, Heft 11, 2014, S. 65–88.
  • Ulrich Sendler (Hrsg.): Industrie 4.0 – Die Beherrschung der industrieller Komplexität mit SysLM, Springer Vieweg, Berlin 2013, ISBN 978-3-642-36916-2.
  • E. Abele, G. Reinhart: Zukunft der Produktion. München 2011, ISBN 978-3-446-42595-8.
  • T. Bauernhansl, M. Ten Hompel, B. Vogel-Heuser: Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik. Wiesbaden 2014, ISBN 978-3-658-04681-1.

Dokumente[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Website Hightech-Strategie der Bundesregierung
  2. Zukunftsprojekt Industrie 4.0, Website BMBF
  3. Perspektivenpapier Forschungsunion. Forschungsunion Wirtschaft – Wissenschaf, 2013, abgerufen am 9. April 2016 (deutsch).
  4. Was ist Industrie 4.0? In: www.plattform-i40.de. Abgerufen am 9. April 2016.
  5. J. Jasperneite:Was hinter Begriffen wie Industrie 4.0 steckt. In: Computer & Automation, 19. Dezember 2012; abgerufen am 24. Dezember 2013.
  6. Industrie 4.0: Digitalisierung der Wirtschaft. Abgerufen am 24. Mai 2016.
  7. Evolution statt Revolution, it’s OWL, abgerufen am 18. Dezember 2015.
  8. H. Kagermann, W.-D. Lukas, W. Wahlster: Industrie 4.0: Mit dem Internet der Dinge auf dem Weg zur 4. industriellen Revolution. In: VDI-Nachrichten. April 2011.
  9. a b Die Geschichte der Plattform Industrie 4.0, Plattform Industrie 4.0, abgerufen am 18. Dezember 2015.
  10. Selbstkonfiguierende Automation für Intelligente Technische Systeme, Video, abgerufen 27. Dezember 2012.
  11. Jasperneite, Jürgen; Niggemann, Oliver: Intelligente Assistenzsysteme zur Beherrschung der Systemkomplexität in der Automation. In: ATP edition – Automatisierungstechnische Praxis, 9/2012, Oldenbourg Verlag, München, September 2012 (PDF; 367 kB)
  12. Dr. Thorsten Widmer: Industrie 4.0@Bosch. 9. Oktober 2015, abgerufen am 9. April 2016.
  13. Forschungscampus
  14. ARENA 2036
  15. diverse Bekanntmachungen des BMBF
  16. Programms Autonomik des BMWi
  17. Landkarte Industrie 4.0.
  18. Industrial Internet Consortium
  19. Julie Pike: Das Industrial Internet Consortium. In: Industrie 4.0 im internationalen Kontext, Christian Manzlei, Linus Schleupner, Ronald Heinz(Hrsg), VDE Verlag, Berlin 2016,S. 138
  20. Industrial Value-Chain Initiative
  21. Neuer Fünf-Jahres-Plan gibt 6,5 Prozent Wachstum als Ziel aus. In: Handelsblatt. 29. Oktober 2015. Abgerufen am 7. Mai 2016.
  22. "Made in China 2025" - VDMA. In: china.vdma.org. Abgerufen am 26. Juni 2016.
  23. Jost Wübbeke: Schritt halten mit der Technik. In: Der Tagesspiegel. 16. März 2015. Abgerufen am 9. Juni 2016.
  24. Germany Trade and Invest GmbH: GTAI - Digitalisierung der Wirtschaft in Korea (Rep.). In: www.gtai.de. Abgerufen am 26. Juni 2016.
  25. Karin Zühlke: Plattform Industrie 4.0 steht vor dem Aus: »Deutschland hat die erste Halbzeit verloren«, auf: elektroniknet.de vom 10. Februar 2015, abgerufen am 10. Februar 2015.
  26. Stefan Bornemann: Revolution auf Kommando? – Industrie 4.0, eine Kritik. In: Zukunft der Arbeit. 7. März 2016. Abgerufen am 3. Mai 2016.
  27. Wolfgang A. Halang, Herwig Unger: Industrie 4.0 und Echtzeit. 2014, Springer Vieweg, ISBN 978-3662451083, S. V; zitiert: Rainer Drath: Industrie 4.0 – Eine Einführung. in open automation. Ausgabe 3/14
  28. Bernd Kärcher: Alternative Wege in die Industrie 4.0 – Möglichkeiten und Grenzen. In: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Hg.): Zukunft der Arbeit in Industrie 4.0. Berlin 2014, S. 19.