Industrie 4.0 im Einsatz

Eine neue industrielle Revolution ist im Gange. Ihre wichtigsten Rohstoffe sind Daten, die mit verschiedenen Technologien gefördert und verarbeitet werden. Am Ende dieser Entwicklung soll Dein Unternehmen zu den Gewinnern dieser Revolution gehören. Deshalb informierst Du Dich hier über die Potenziale der Industrie 4.0 und wie Du die digitale Transformation in Deinem Unternehmen vorantreiben kannst. Eine hervorragende Idee. Denn steigende Energiekosten, der Fachkräftemangel oder Stillstandzeiten in der Produktion sind Herausforderungen, die nicht mit den Antworten von gestern gelöst werden können.

Was ist Industrie 4.0?

Industrie 4.0 ist der Name eines Projekts, über das die Industrie mithilfe digitaler Technologien auf die Herausforderungen der Zukunft vorbereitet werden soll. Geprägt hat den Begriff ein Beratungsgremium der Bundesregierung – die sogenannte Forschungsunion Wissenschaft. Industrie 4.0 ist zugleich der Name einer Plattform, auf der verschiedene Bundesministerien, Verbände und Konzerne gemeinsam an Lösungen für die Digitalisierung der Industrie arbeiten.

Ein Begriff mit unterschiedlichen Bedeutungen

Industrie 4.0 ist aber vor allem ein Schlagwort, mit dem die Modernisierung der Industrie beschrieben wird. Der Begriff hat sich also ein wenig verselbstständigt. Industrie 4.0 und die digitale Transformation werden daher oft in einem Atemzug genannt, sind aber nicht dasselbe.

Woher hat die Industrie 4.0 ihren Namen?

Wenn hinter einem Begriff ein 2.0 steht, soll das die innovative Bedeutung dieser Bezeichnung hervorheben oder eine verbesserte Version beschreiben. Web 2.0 etwa steht für ein „neues“ Internet, in dem die User über die sozialen Medien, Blogs oder Wikis Inhalte nicht nur konsumieren, sondern zunehmend auch produzieren. Industrie 4.0 zeigt also, dass ihr drei industrielle Revolutionen vorausgegangen sind. Diese sind:

• Die erste industrielle Revolution: Hier machte sich der Mensch Wasser- und Dampfkraft zunutze. Eine Wassermühle im Mittelalter ist ein Beispiel für diese frühe Form der Mechanisierung.
• Die zweite industrielle Revolution: In dieser Phase wurde die Massenfertigung am Fließband und mithilfe elektrischen Stroms etabliert. Henry Ford war ein früher Pionier dieser 2. Phase.
• Die dritte industrielle Revolution: Diese Phase wird auch digitale Revolution genannt. Hier wurden erstmals IT-Systeme oder programmierbare Steuerungen eingesetzt. Auch die Prozessautomatisierung nahm hier ihren Anfang.

Die vierte industrielle Revolution hat gerade erst begonnen. Eine spannende Zeit, die vieles verändert. Auch Dein Unternehmen.

Welche Ziele verfolgt die Industrie 4.0?

Mit der Verwirklichung der Industrie 4.0 soll der Wirtschaftszweig produktiver, effizienter, agiler und auch nachhaltiger wirtschaften können. Ziele also, die jedes Industrieunternehmen auch für sich allein anstrebt. Eine Flexibilisierung der Fertigung gehört ebenfalls zu den Zielen der Industrie 4.0. Diese ist besonders für eine hochgradig individualisierte Produktion wichtig.

Was ist der Kern der Industrie 4.0?

Vernetzung und Selbststeuerung sind zwei Begriffe, die immer wieder im Zusammenhang mit der Industrie 4.0 genannt werden. Sie sind so etwas wie die wichtigsten Faktoren, die diese neue Revolution vorantreiben.

Industrie 4.0 und Vernetzung: Vernetzung meint in diesem Zusammenhang die systematische Verbindung der am Produktionsprozess beteiligten Menschen und Objekte. Eine technologische Entwicklung, die hierbei eine enorme Rolle spielt, ist das Internet of Things (IoT). Die Vernetzung beschränkt sich allerdings nicht auf interne Abläufe. Sie bindet auch Deine Lieferanten, Kunden und Geschäftspartner mit ein und umfasst die gesamte Wertschöpfungskette. Über Technologien wie Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) können dabei Daten und Informationen visualisiert werden und unabhängig von Zeit und Ort Echtzeit-Interaktionen zwischen Mensch und Maschine ermöglichen.

Selbststeuerung in der Industrie 4.0: Noch in der Industrie 3.0 wurden viele Maschinen und Anlagen zentral gesteuert. Sämtliche Daten mussten in verschiedenen Systemen gesammelt und anschließend von den Mitarbeitern analysiert werden. Im Idealfall zeigten diese Analysen Wege auf, wie die Produktion effizienter oder ein Prozess nachhaltiger gestaltet werden konnte. Die Industrie 4.0 bietet hier eine Abkürzung. Denn nun sind die Maschinen und Anlagen mit Sensoren ausgestattet und können so in Echtzeit miteinander Daten austauschen. Wird das zielgerichtet und erfolgreich umgesetzt, spricht man auch von einer „Smart Factory“.

Wie weit ist die Industrie 4.0 fortgeschritten?

Alle reden über die Möglichkeiten der digitalen Transformation, nur wenige nutzen sie optimal für ihr Unternehmen. Werfen wir also einen Blick auf den aktuellen Stand der vierten industriellen Revolution. Hier hat der Branchenverband Bitkom einige interessante Zahlen, Daten und Fakten gesammelt, die in dieser Übersicht zusammengefasst sind.

Industrie 4.0 – so digital sind Deutschlands Fabriken¹

Besonders interessant: Nicht die Komplexität des Themas ist die größte Herausforderung für die Unternehmen. Viel wichtiger sind fehlende finanzielle Mittel im Unternehmen, Anforderungen an den Datenschutz und die IT-Sicherheit sowie fehlende Fachkräfte. Immerhin 62 Prozent der Industrieunternehmen konnte dennoch Industrie-4.0-Anwendungen nutzen. Ein Rekordwert.

Industrie 4.0. Deutschland hat beste Voraussetzungen

Hierzulande haben wir ausgezeichnete Voraussetzungen, um die Digitalisierung in der Industrie voranzutreiben. Ein Grund: Deutschlands Industrie ist stark und innovationsfreundlich². Viele deutsche Industrieunternehmen sind in ihren Bereichen weltweit führend. Beispiele sind die Automobilindustrie, die Chemiebranche oder die Luft- und Raumfahrtindustrie.

Welche Länder forcieren die Industrie 4.0?

Natürlich haben auch andere Länder den Wert der Industrie 4.0 erkannt. China zum Beispiel investiert Milliarden in den Aufbau einer digitalen Infrastruktur. Kleine Länder wie Estland, die Schweiz oder Singapur holen hier ebenfalls auf oder sind Deutschland in einigen Belangen sogar weit voraus. Neben der Industrie ist übrigens der Logistiksektor ein wesentlicher Treiber der Industrie 4.0. Schließlich sind Globalisierung und Digitalisierung zwei Seiten derselben Medaille.

Wird die Digitalisierung in Deutschland staatlich gefördert?

Ja. Startups und etablierte Unternehmen, die beispielsweise in die IT-Security investieren oder mit digitalen Prozessen CO2 einsparen, können eine staatliche Förderung erhalten. Diese ist je nach Bundesland an bestimmte Bedingungen geknüpft. Die meisten dieser Zuschüsse richten sich allerdings an kleine und mittelständische Betriebe (KMU).

Industrie 4.0 in der Forschung

Ein anderes Mittel, mit dem der Staat die Etablierung der Industrie 4.0 fördert, sind Forschungsprojekte und sogenannte Lernfabriken. Die Ergebnisse aus diesen Projekten liefern wichtige Erkenntnisse für die künftige Ausgestaltung der Industrie 4.0 und sollen besonders junge Talente für die Digitalisierung begeistern. Ziel ist es, schon heute die Fachkräfte von morgen auszubilden, die mit ihrem Know-how dann später den Industriestandort Deutschland stärken.

¹ https://www.bitkom.org/sites/default/files/2021-04/bitkom-charts-industrie-4.0-07-04-2021_final.pdf

² https://www.tagesschau.de/wirtschaft/technologie/industrie-4-0-101.html

Wie werden Industrie-4.0-Anwendungen in der Praxis eingesetzt?

Sicherlich nutzt Dein Betrieb bereits digitale Systeme im betrieblichen Alltag. Die Ferninbetriebnahme zum Beispiel ist ein typisches Anwendungsszenario in der Industrie, die Unternehmen einen Vorteil im Wettbewerb verschafft. Auch der Nutzen virtueller Showrooms hat sich bereits herumgesprochen. Die Industrie 4.0 ermöglicht aber viele weitere Anwendungen, von denen wir Dir nun einige näher vorstellen möchten.

Global Facilities: Unter diesem Begriff versteht man die Vernetzung von verschiedenen Produktionssystemen über Dein eigenes Unternehmen hinaus. Angenommen, Dein Unternehmen produziert Bauelemente für die Automobilindustrie und kauft zu diesem Zweck seit Jahren die gleichen Komponenten bei einem bestimmten Zulieferer ein. Nun möchte Dein Kunde eine Variation der Bauteile bestellen. Du benötigest also andere Komponenten für die Produktion. Diese kann Dein bisheriger Geschäftspartner aber nicht liefern. Im Anwendungsszenario der Global Facility erkennt Dein System, welche Komponenten benötigt werden, sucht selbstständig nach infrage kommenden Lieferanten und macht Vorschläge für eine Bestellung. Global Facility ist noch ein recht neues Konzept, das bisher von rund vier Prozent der Industrieunternehmen genutzt wird.³

Smart Products: Smarte Produkte sind mit Sensoren, Prozessoren und Speichermedien ausgestattet. Über diese sind sie Teil des Internet of Things und können der Anlage, die sie herstellt, eigenständig mitteilen, wie sie bearbeitet werden müssen. Das steigert die Effizienz der Produktion, spart Kosten und ist zugleich ein Weg, um Produkte nachhaltiger herzustellen. Bereits 20 Prozent der deutschen Industrieunternehmen arbeiten mit Smart Products.⁴

Predictive Maintenance: Bei der vorausschauenden Wartung sammelt ein System Daten und kann anhand dieser Daten prognostizieren, wann eine Maschine ausfällt. Deine Techniker können die Maschine so vor dem Ausfall warten und Stillstandzeiten deutlich reduzieren. Predictive Maintenance wird in 27 Prozent⁵ der Unternehmen eingesetzt und ist damit ein vergleichsweise etabliertes Anwendungsszenario innerhalb der Industrie 4.0.

^3/4/5 https://www.bitkom.org/Themen/Digitale-Transformation-Branchen/Industrie-40/Anwendungsszenarien.html

Welche Chancen bietet die Industrie 4.0?

Anhand dieser Anwendungsszenarien kannst du sicher bereits einige Chancen der Industrie 4.0 erkennen. Zur besseren Übersicht fassen wir diese hier noch einmal kurz zusammen:

Die Industrie 4.0 bietet Deinem Unternehmen also vielfältige Chancen. Andererseits bringt ihre Realisierung auch verschiedene Herausforderungen mit sich. Auch diese wollen wir uns näher anschauen.

Vor welche Herausforderungen stellt die Industrie 4.0 Unternehmen?

Datenschutz und IT-Security: Digitalisierung bedeutet immer auch den Umgang und die Kommunikation sensibler Daten. Entsprechend wichtig sind ein fundierter Datenschutz und eine moderne IT-Security. Ist beides nicht oder nur bruchstückhaft vorhanden, kann das neben wirtschaftlichen Folgen auch negative Auswirkungen auf das Image und die Reputation haben. Unternehmen müssen Datenschutz und IT-Security daher immer mitdenken, wenn sie die Digitalisierung angehen.

Finanzierung: Die Digitalisierung der Produktion und anderer Prozesse im Unternehmen ist mit Investitionen verbunden. Nicht jedes Unternehmen kann oder will diese aus eigener Kraft stemmen. So werden nur etwa 7 Prozent der Digitalisierungskosten über Bankkredite finanziert. Das könnte ein wichtiger Grund sein, weshalb rund 25 Prozent der Mittelständler noch immer kein eigenes Digitalisierungsprojekt gestartet haben.⁶

Know-how: Mal eben die Produktion digitalisieren oder mithilfe Künstlicher Intelligenz Prozesse effizienter gestalten – so einfach ist es dann leider doch nicht. Vielen Industrieunternehmen fehlt es an Wissen und Erfahrung, um komplexe Digitalisierungsprojekte umzusetzen. Das Ergebnis sind Projekte, die die Erwartungen nicht erfüllen oder sogar Schaden anrichten.

Vorbehalte: Technologien wie Augmented Reality oder KI wurden in Deinem Unternehmen bisher kaum genutzt? Dann besteht eine Herausforderung darin , Dein Team von dem Mehrwert der Industrie 4.0 zu überzeugen. Transparenz und Ehrlichkeit sind dabei zwei wesentliche Erfolgsfaktoren.

Die Industrie 4.0 ist also kein Selbstläufer. Dennoch: Für all diese Herausforderungen gibt es Lösungen. Diese zu finden, ist nicht immer leicht. Deshalb empfehlen wir Dir, dass Du Digitalisierungsprojekte stets gemeinsam mit einem erfahrenen Partner umsetzt. Das spart Zeit, Geld und Nerven!

⁶ https://www.kfw.de/%C3%9Cber-die-KfW/KfW-Research/Digitalisierung.html

Wie können wir Teil der Industrie 4.0 werden?