Das Internet of Things und die Industrie 4.0: Wie Smart Factory & Co. die Wirtschaft verändern werden.

Im Zeitalter der Industrie 4.0 verändert sich die Wirtschaft immer mehr und die Unternehmen müssen dem entgegen treten.

Die ersten Versuche, eine vernetzte Produktionsstraße zu realisieren, datieren in die frühen 1990er Jahre. Diese Prototypen einer vernetzten Produktion waren allerdings noch sehr fehleranfällig. Sobald zwei miteinander vernetzte Komponenten nicht auf demselben Informationsstand waren, führte dies schnell zu Fehlermeldungen und zum Produktionsstop. Im anbrechenden Zeitalter des Internet der Dinge und Cloud Computing, gehören diese Kinderkrankheiten der Vergangenheit an. Heute ist es möglich, nahezu alle Bestandteile in einer Fabrik zu digitalisieren und miteinander zu vernetzen: Maschinen, Werkzeuge, Anlagen, Fahrzeuge, Materialien und Materialbehälter, Werkstücke oder andere Ressourcen.

Das zeigt, dass der digitale Wandel längst nicht mehr nur technische Geräte wie PC, Laptop oder Smartphone betrifft. Laut einer Definition des Münchner Kreises kann nahezu jedes analoge Objekt eine digitale Transformation erleben, indem es mit Sensoren, Mikroprozessoren oder anderen technologischen Komponenten ausgestattet wird. Um die Verfügbarkeit der Arbeitswerkzeuge zu garantieren, vernetzt beispielsweise die Firma Kärcher nun standardmäßig alle von ihnen produzierten Maschinen. So können diese zu jeder Zeit geortet werden, Informationen über ihren Zustand abgerufen und zugleich vor Diebstahl oder Verlust gesichert werden. Sind alle Bestandteile einer Fabrik miteinander vernetzt, spricht man von einer „Smart Factory“. Da die Industrie in besonderem Maße von der Vernetzung der Dinge profitieren wird, ist im Zusammenhang mit dem Internet of Things auch die Rede von der Industrie 4.0 – gemeint ist damit die vierte Phase der industriellen Revolution.

Die umfassende Vernetzung durch das Internet of Things

Die Welt der vernetzten Dinge ist enorm vielfältig und ebenso komplex sind die Anforderungen, die in der Industrie 4.0 an die Produktion, die Logistik oder die Produkte selbst gestellt werden. Die Vernetzung der Dinge muss dieser Komplexität gerecht werden. Aus diesem Grund gibt es eine ganze Reihe von unterschiedlichen Technologien, die zur Vernetzung verwendet werden. Sensoren können beispielsweise die Temperatur, Druck oder Vibrationen innerhalb von Maschinen und Fahrzeugen auf Bauteilniveau messen. Ergänzend dazu gibt es miniaturisierte Funkchips (RFID, iBeacon-Technologie), dank denen Werkstücke und Produktionsmaschinen miteinander kommunizieren können. Dadurch können Lagerbestände verkleinert sowie die Effizienz der Produktion optimiert und gesteigert werden.

Die Dimensionen der Vernetzung sind so enorm, dass aus der rein qualitativen Zahl von vernetzten Dingen etwas qualitativ Neues entsteht.

Die Entwicklung des Internet der Dinge begann vor etwa 10 Jahren. Die erste Generation vernetzter Geräte, hauptsächlich PCs und Laptops, diente bis zu diesem Zeitpunkt hauptsächlich dazu, Menschen miteinander zu vernetzen. Doch schon zwischen 2008 und 2009 gab es weltweit mehr vernetzte Dinge als Menschen auf der Erde. Die ersten Dinge, die miteinander vernetzt wurden, waren Smartphones, Laptops und Computer. Doch schon bald wurden immer mehr alltägliche Dinge wie intelligente Thermostate, Fernsehgeräte und Produktionsstraßen mit Mikroprozessoren, Sensoren und Interfaces ausgestattet. Aktuellen Schätzungen zufolge stehen bald 7,5 Milliarden Menschen 21 Milliarden vernetzten Geräten gegenüber.

Seit 2009 gibt es mehr vernetzte Dinge als Menschen. Die Schätzungen für 2015 und 2020 haben sich jedoch nicht bewahrheitet.

Seit 2009 gibt es mehr vernetzte Dinge als Menschen. Die Schätzungen für 2015 und 2020 haben sich jedoch nicht bewahrheitet.

Industrie 4.0 und die Folgen für die Unternehmen

Bis zu einem gewissen Grad ist das Internet of Things schon längst Realität und der Industrie 4.0 entsprechend keine ferne Zukunftsvision. Auf Basis der verschiedenen Netzwerk-Technologien führte die digitale Vernetzung zu einer umfassenden Vernetzung von Kunden, Unternehmen, Fabriken, Produkten, Materialien, Logistik und Dienstleistern. Entscheidend bei der Beurteilung dieser Entwicklung ist das rasante Wachstum der Vernetzung: Dieses nimmt exponentiell zu und betrifft alle Bereiche der Wirtschaft. Die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen wird in Zukunft entsprechend stark davon abhängen, ob sie die Vorteile aus der Vernetzung zu nutzen wissen. Denn je stärker die Welt miteinander vernetzt ist, umso wichtiger wird es sein, einen Teil dieses vernetzten Ökosystems zu sein.

Die Smart Factory als Kernstück der Industrie 4.0

Die Smart Factory ist einer der zentralen Bestandteile der Vernetzung der Dinge in der Industrie. Die vernetzten Dinge in einer Smart Factory können kontextrelevante Informationen erfassen, speichern und bereitstellen. Damit wird es einem Werkstück möglich einer Maschine, einer Anlage oder einem Mitarbeiter darüber Auskunft zu geben, welchen Bearbeitungsstand es erreicht hat und was die nächsten, notwendigen Schritte sind. Damit erfüllen „Smart Objects“ die Voraussetzung für eine effizientere und automatisierte Produktion. So kann ein Werkstück mit den Maschinen in einer Smart Factory kommunizieren und mitteilen, was als nächstes mit ihm geschehen muss:

Vernetzte Produktion: Die Funktionsweise einer Smart Factory am Beispiel der Holzproduktion.

Im Vergleich zu einer herkömmlichen Fabrik verfügt eine Smart Factory über eine Reihe von Vorteilen. Da Ort und Zustand jedes einzelnen Bestandteils im Detail und in Echtzeit überprüft werden kann, steigt

– die Effizienz der Produktion,

– die Verlässlichkeit, da die Planung auf validen Daten basiert,

– die Qualität der Produkte und

– gleichzeitig sinkt die Zahl der Produktionsfehler.

Anlagenbauer werden ihre Maschinen nicht mehr vor Ort warten müssen, sondern dank Predictive Maintenance die Diagnosedaten via Internet auswerten und Fehler auf diesem Wege teilweise beheben können. Gleichzeitig wird die Auslastung aller in einer Smart Factory vernetzten Anlagen transparent gemacht. Das erleichtert die Einsatzplanung und steigert die Verlässlichkeit.

Die neuen Anforderungen an den Arbeitsalltag in der
Industrie 4.0

Durch die Vernetzung steigen und verändern sich die Anforderungen an die Mitarbeiter und die Entscheider in Unternehmen. Viele der Vorteile, die sich durch eine digital vernetzte Produktion und Distribution ergeben, gehen mit neuen Herausforderungen einher, denen sich Unternehmen und auch die Politik stellen müssen. Denn einerseits bringt die Industrie 4.0 eine größere Produktvielfalt mit sich, andererseits erhöhen sich die Anforderungen und das technische Know-how an jeden einzelnen Mitarbeiter.

Bildquelle: Bitkom (http://oiger.de/wp-content/uploads/Industrie_4.0_Deutsch.jpg)

Bildquelle: Bitkom

Das bedeutet, dass sowohl das Ausbildungs- als auch das Studiensystem an die neuen Gegebenheiten angepasst werden müssen. In allen Bereichen der Industrie 4.0 ist eine gesteigerte Datenkompetenz erforderlich, ohne die das ganze Potenzial der Vernetzung nicht ausgeschöpft werden kann. Die vollständig vernetzte Produktion wird zum neuen Standard in der Industrie werden. Die Grenzen zwischen IT und Produktion werden dadurch in Zukunft zunehmend aufgelöst und zu einer neuen Form des Wirtschaftens zusammengeführt.

 

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