Die vierte industrielle Revolution – Was ist Industrie 4.0?
Roboter bewegen sich autonom durch Fabrikhallen und transportieren Materialien von A nach B. Produkte kommunizieren mit Maschinen, die Entscheidungen treffen und selbstständig ihren nächsten Produktionsschritt einleiten. Wenn Geräte rechtzeitig feststellen, dass sie gewartet werden müssen, benachrichtigen sie automatisch den technischen Service. Zentrale Steuerungen gehören der Vergangenheit an.
Industrie 4.0 ist das Internet der Dinge für die Produktion und vernetzt die gesamte Wertschöpfungskette transparent. Es wird daher auch als „Industrial Internet of Things“, kurz IIoT, bezeichnet. Die Digitalisierung und der Einsatz neuer Technologien haben seitdem den Weg für intelligente Maschinen geebnet, die Informationen untereinander austauschen und sich selbst organisieren. Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette werden vernetzt und können automatisiert werden.
Durch die Verknüpfung der physischen und digitalen Welt wird die Produktion effizienter, flexibler und kostengünstiger. Diese Möglichkeiten bringen tiefgreifende Veränderungen mit sich, sowohl für Unternehmen als auch für ihre Mitarbeiter. Deshalb steht der Begriff Industrie 4.0 für die vierte industrielle Revolution. Nach der Dampfmaschine (Industrie 1.0), dem Fließband (Industrie 2.0), Computer und Elektronik (Industrie 3.0) sind intelligente, vernetzte Systeme nun der vierte Meilenstein der Industrialisierung.
Vernetzte Produktion wird zur Strategie – Digitalisierung 4.0
Digitalisierung in der Industrie 4.0 bedeutet nicht, an allen Touchpoints alles technisch Mögliche auszuschöpfen. Im Gegenteil: Unternehmen müssen ihre Produktion bzw. Fertigung vollständig digitalisieren, um sich erfolgreich am Markt behaupten und flexibel agieren zu können – der Wettbewerbsdruck auf internationalem Parkett ist groß. Strategien für ein erfolgreiches Change Management zu entwickeln, Prozesse zu optimieren und Kosten einzusparen, gehört deshalb zur Königsdisziplin der „Digitalisierung 4.0“. Intelligente, vernetzte Systeme ermöglichen es Unternehmen, auch kleinere Stückzahlen nach individuellen Kundenwünschen gewinnbringend zu produzieren. Damit haben sie die Chance, sich von „Billiganbietern“ abzuheben, die sich mit Massenproduktion am Markt positionieren.
Auch der demografische Wandel erfordert eine Optimierung der Produktion. Denn unsere Gesellschaft wird immer älter, während die Zahl der Erwerbstätigen sinkt – was auch durch Zuwanderung nicht vollständig ausgeglichen werden kann. Experten sind sich deshalb einig: Wollen wir unseren Wohlstand erhalten, müssen wir die Arbeitswelt künftig noch effizienter gestalten und die verfügbaren Arbeitskräfte besser einsetzen.
Digitale Sicherheit in der Industrie 4.0
Je mehr Geräte vernetzt sind, desto mehr potenzielle Sicherheitslücken: Die technologische Infrastruktur von Industrie 4.0 und IIoT stellt hohe Anforderungen an die digitale Sicherheit. Solange Produktionsmaschinen von der IT getrennt sind, ist es relativ einfach, sie von der Außenwelt abzuschirmen. In der vernetzten und sich ständig weiterentwickelnden Welt von Industrie 4.0 hingegen gibt es viele Möglichkeiten, sich Zugriff zu verschaffen.
Um sich gegen solche Szenarien abzusichern, müssen Unternehmen daher von Anfang an an die Sicherheit ihrer Industrie 4.0-Technologien denken. Das bedeutet einerseits, Systeme stets auf dem neuesten Stand zu halten und Sicherheitsupdates einzuspielen – andererseits kann eine Kombination aus software- und hardwarebasierten Sicherheitslösungen den Schutz vernetzter Maschinen und Kommunikationsknoten gewährleisten. Sicherheit beginnt oft bei den in den Geräten verwendeten Chips. Im Idealfall sind diese bereits gegen Cyberangriffe geschützt.
Neben der Sicherheit stehen Unternehmen bei ihren Industrie 4.0-Projekten vor einer grundlegenden Herausforderung: Wie verbinden sie ihre Maschinen überhaupt mit dem Internet? Hersteller bieten heute zwar neue Geräte an, die bereits IoT-Module integriert haben – aber nur die wenigsten Fabriken werden von Grund auf neu gebaut. Sie arbeiten mit einer historisch gewachsenen Produktionslinie, die Maschinen unterschiedlichen Alters enthält. Solche Geräte sind teuer und können nicht auf einen Schlag ersetzt werden. Während wir als Konsumenten alle drei Jahre ein neues Smartphone oder einen neuen PC kaufen, sind Industriemaschinen oft 20 Jahre und länger im Einsatz.
Um diese älteren Geräte fit für die Digitalisierung 4.0 zu machen, müssen Sensoren, Software und eine IoT-fähige Industriesteuerung nachgerüstet werden. Der Markt bietet hierfür Nachrüstlösungen an. Ein Sensor überwacht die Drehzahl der Drehmaschine und übermittelt diese Daten an ein Schaltgerät: das IoT-Gateway. Dieses wiederum ist mit anderen Unternehmenssystemen verbunden. Ein Monitor an der Drehmaschine zeigt die übermittelten Daten in Echtzeit an. So weiß man, ob man schneller oder langsamer treten muss, um die optimale Geschwindigkeit zu halten.
Die Zukunft der Industrie 4.0
Wie sieht die Zukunft aus Sicht der produzierenden Unternehmen aus? Die Antworten gehen auseinander, doch die Meinung ist eindeutig: Industrie 4.0 wird klar als Chance für ihr Geschäft gesehen. Die Implementierung eines Ökosystems für Digitalisierung und neue Technologien spielt nicht nur in industriellen Anwendungen, sondern auch in Bereichen wie Klima, Energie und Mobilität bereits eine wichtige Rolle. Allerdings fühlt sich die produzierende Industrie als Herzstück der Weltwirtschaft derzeit abgehängt: Zwei Drittel dieser Unternehmen sehen sich als Nachzügler oder sagen, sie seien bereits jetzt nicht mehr auf dem Laufenden. Die Herausforderungen liegen dabei nicht nur in den benötigten finanziellen Ressourcen, sondern auch in den Anforderungen an Datenschutz und IT-Sicherheit.
