GRONBACH - Blog: Industrie 4.0

Industrie 4.0 – die industrielle Revolution

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Bereits 2011 startete die „4. Industrielle Revolution“, besser bekannt unter „Industrie 4.0“, die von der deutschen Bundesregierung initiiert und erstmals auf der Hannovermesse ausgesprochen wurde. Das Ziel dabei ist es, produzierende Unternehmen intelligenter und effizienter wirtschaften zu lassen und in das Zeitalter der Digitalisierung zu überführen. Firmen sollen dabei vor allem schneller und flexibler auf Kunden- und Produktionsaufträge reagieren, das System und Zusammenspiel zwischen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, Maschinenpark und Prozessmanagement verbessern und eine optimierte Vernetzung aller Beteiligten realisieren können. Ziel ist somit nicht nur die Optimierung einzelner Produktionsschritte, sondern ein komplettes Upgrade der vollständigen Wertschöpfungskette und das selbst standortübergreifend.
Die Herausforderungen an die Vernetzung, Automatisierung und Digitalisierung sind entsprechend hoch und eine Vielzahl an Unternehmen stehen auch Jahre nach der Begriffseinführung noch am Anfang ihrer Maßnahmen. Insbesondere stellen interne IT-Systeme und Software die größten Hürden dar, die eine Überführung deutlich abbremsen lassen.

Industrie 4.0 bedeutet die Digitalisierung der Produktionsschritte, von der Entwicklung über den Prototypenbau bis hin zur physischen Auslieferung. Über CAD-Daten und 3D-Systemen lassen sich bereits im Anfangsstadium eines Auftrags Materialien virtuell am Rechner simulieren, Produktionsabläufe konzeptionieren, kontrollieren und steuern. Ein Ziel dabei kann es sein, automatisierte Produktionsabläufe für spätere Zwecke/Folgeaufträge so zu gestalten, dass diese auf andere Konzepte 1:1 übertragbar oder mit nur wenigen Änderungen adaptierbar sind. Ausgangssituation hierfür bildet eine komplette Abbildung aller beteiligten Komponenten, Maschinen, Menschen und Infrastrukturen sowie die intelligente Überführung in vorhandene technische und betriebswirtschaftliche Systeme. Über das digitale Abbild lassen sich zudem schnell Störungen im Ablauf und Fehler aufspüren, die einen reibungslosen Ablauf der gesamten Produktions- und Lieferkette beeinträchtigen können. Selbst der Verschleiß von Maschinen oder Komponenten lässt sich im Vorfeld oder während der Produktion berechnen, so dass in Folge auf die weitere Produktion Einfluß genommen werden kann. Auch die Herausforderung bei der Entwicklung neuer Materialien, wie beispielsweise Aluminium mit geringerem Gewicht bei steigender Belastbarkeit, kann über digitale Systeme am Rechner simuliert werden. Dieser berechnet und visualisiert mögliche Konstellationen, die während der Produktion auftreten könnten. Dadurch entfällt auch das Trial and Error Prinzip, wie es damals und heute Anwendung findet. Voraussetzung hierfür ist allerdings die exakte Analyse des Materials – bis in die Mikrostruktur im Nanometerbereich.

Industrie 4.0 bedeutet eine vollständige Vernetzung aller relevanten Komponenten und Systeme für effizientere Produktion.

Geschichtlich betrachtet gab es drei Vorstufen der Industrie 4.0 – darum auch die entsprechende Nummerierung, die heute angewandt wird. Die erste Stufe der Industrialisierung (quasi Industrie 1.0) bildetet die Revolution durch Dampf- und Wasserkraft. Die Folgestufe läutete die Massen- bzw. Serienfertigung, bereits mit elektrischer Hilfe ein. Danach prägte der Einsatz von Informationstechnologie und Elektronik zur Automatisierung der Fertigung den Begriff Industrie 3.0, wobei alle drei Vorstufen in dieser Form aus keiner bekannten Quelle je so spezifiziert wurden.

Liegen die Vorteile der Industrialisierung 4.0 klar auf der Hand, z.B. Kosteneinsparung, Verkürzung der Zeitspanne bis zur Marktreife, effiziente Produktion, Minimierung von Unfällen und Erhöhung der Sicherheit, tauchen zur selben Zeit auch erhebliche Nachteile auf. So drängt die Industrie 4.0 in die Richtung der Automatisierung der Produktion, so dass der Mensch durch Maschinen oder IT-Systemen ersetzt wird. Durch diese künstliche Intelligenz wird die Nachfrage an komplexe Arbeitsplätze deutlich steigen. Dieser Prozess wird sich allerdings über einen langen Zeitraum vollziehen und nicht für alle produzierenden Unternehmen eine (ethische) Rolle spielen. Industrie 4.0 ist daher immer noch ein Zukunftsprojekt.

Umfassendere Informationen, Leitfäden, Praxisbeispiele und Tutorials zu diesem Thema finden sich auf der Industrie 4.0-Plattform sowie Umsetzungsempfehlungen im PDF-Format als Download.


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