Von der Dampfmaschine zum Internet der Dinge – Industrie 4.0

Nach der industriellen Einführung von Maschinen (1. industrielle Revolution), der Entwicklung der Fließband- und Massenproduktion (2.) sowie der Digitalisierung (3.) vernetzen sich die reale und die virtuelle Welt allmählich zu einem Internet der Dinge. Man spricht hierbei von der vierten industriellen Revolution oder auch: Industrie 4.0. Diese bietet enorme Potenziale, die Produktionsprozesse und Geschäftsmodelle in der Zukunft entscheidend zu verändern.

Definition – Was ist Industrie 4.0?

Der Begriff Industrie 4.0 wurde durch eine Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und der Wirtschaft definiert und wird auch in der Wissenschaftskommunikation verwendet. Er umschreibt die industrielle Nutzung des Internets der Dinge, um über Unternehmensgrenzen hinweg vernetzte, automatisiert arbeitende Fabriken und Wertschöpfungsketten zu erstellen. Die industrielle Produktion verzahnt sich mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik. Am Ende dieses Prozesses wird die intelligente Fabrik bzw. Smart Factory stehen.

 

Zukunftsprojekt Industrie 4.0 – ein Gemeinschaftsprojekt von Politik …

Industrie 4.0 ist nicht nur eine Herausforderung für die Wirtschaft, sondern stellt auch ein Zukunftsprojekt der Bundesregierung dar. Um diese zentrale gesellschaftliche und politische Gestaltungsaufgabe zu bewältigen, arbeiten das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI) an einer Hightech-Strategie. Damit soll die internationale Spitzenposition Deutschlands in der produzierenden Wirtschaft für die Zukunft gesichert werden.

 

…und Wirtschaft

Um das Zukunftsprojekt der Bundesregierung weiterzuentwickeln und umzusetzen, gründeten die deutschen Wirtschaftsverbände BITKOM, VDMA und ZVEI im Jahr 2013 gemeinsam die Plattform Industrie 4.0. Nicht nur für die großen Industrieunternehmen und Konzerne, sondern auch für den Mittelstand ist das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 von hoher Relevanz. Viele deutsche Unternehmen – insbesondere die produzierende Industrie – investieren in innovative Technologien, wie selbststeuernde Maschinen, und lassen sich zudem von Beratern unterstützen. Als Experte für Business Intelligence und Big Data Analytics bietet b.telligent eine Vielzahl an Beratungsleistungen und Umsetzungsempfehlungen, um Ihr Unternehmen erfolgreich durch die Revolution Industrie 4.0 zu begleiten.

 

Herausforderungen von Industrie 4.0 – Chancen und Risiken

Die Handlungsfelder von Industrie 4.0 sind vielfältig. Neben Forschung und Innovation spielen auch Themen wie Standards und Normen oder Sicherheit eine wichtige Rolle.

So entstehen mit der zunehmenden Digitalisierung und Vernetzung der Wirtschaft immer mehr Schnittstellen zwischen den relevanten Akteuren. Dies wird einheitliche Normen und Standards für unterschiedliche Industriesektoren erfordern.

Neben der Normung und Standardisierung gehören auch die Themen Datensicherheit und die Sicherheit der unternehmenseigenen Netzwerke (Security by Design) zu den größten Herausforderungen bei der Umsetzung von Industrie-4.0-Strategien. Die komplett vernetzte Produktion muss vor Cyberangriffen geschützt sein. Aus Datenschutzsicht muss man sich der Frage stellen, wie sensibel die Daten sind. Handelt es sich um personenbezogene Daten (Privacy by Design)? Setzt die Strategie auf einer Private-Cloud-, einer Hybrid-Cloud- oder auf einer Public-Cloud-Lösung auf?

Die intelligente Fabrik bietet zahlreiche Vorteile

  1. Flexibilität und Individualisierung: In einer Smart Factory entstehen intelligente digitale Wertschöpfungsketten, die es ermöglichen, in jeder „Lebensphase“ eines Produktes – sprich Entwicklung, Fertigung, Nutzung, Wartung und Recycling – individuellen Kundenwünschen nachzukommen oder auf Marktentwicklungen schneller und zielgerichteter zu reagieren.
  2. „Predictive Maintenance“: In der intelligenten Fabrik werden Verschleiß oder Probleme an Maschinen erkannt, noch bevor dies zu einem Ausfall der Produktion führt. So erkennen entsprechende Systeme einen Wartungs- oder Reparaturbedarf bereits bevor er akut wird und unterstützen bei der Einleitung entsprechender Maßnahmen, wie z. B. die Nachbestellung des Bauteils und Beauftragung einer Reparatur. Moderne Verfahren aus Data Science und Machine Learning sind dafür unerlässlich.
  3. Senkung der Produktionskosten: Die Vernetzung der Unternehmen ermöglicht nicht nur die Optimierung einzelner Produktionsschritte, sondern der gesamten Wertschöpfungskette. Durch in Echtzeit verfügbare Informationen können Produktionsprozesse über die Unternehmensgrenzen hinaus so gesteuert werden, dass sie energie- und ressourcenschonend ablaufen. Damit ist die Produktion in der Smart Factory auch mit den Prinzipien des Lean-Managements vereinbar.

Aber nicht nur die intelligente Fabrik,sondern auch viele andere Bereiche werden die digitalisierten Informationen nutzen, was zu mitunter revolutionären Veränderungen führen wird. Dies betrifft folgende Anwendungsgebiete.

Das Internet der Dinge als Basis für Industrie 4.0

Nicht nur Menschen kommunizieren über das Internet miteinander. Auch Maschinen und Produkte unseres alltäglichen Lebens vernetzen sich und sind im „Internet der Dinge“ bzw. Internet of Things (IoT) miteinander verbunden. Das Internet der Dinge ermöglicht die ständige Kommunikation zwischen Maschinen und bildet somit die Grundlage für die vierte industrielle Revolution.

 

Schnittstellen zwischen der digitalen und realen Welt

Cyber-physische Systeme bzw. „cyber-physical systems“ (CPS) stellen die technologische Basis für die Kombination von IT (softwaretechnische Komponenten) und der physikalischen Welt (mechanische und elektronische Teile) dar. Aufbauend auf dem Internet der Dinge ermöglichen sie die vollständige Erfassung, Analyse, Veränderung und Optimierung von Daten und Prozessen in Echtzeit. Folge ist eine (fast) komplette Automatisierung von Entscheidungsprozessen.

 

Intelligent und eigenständig – die Smart Factory

Durch intelligente Maschinen, Roboter, Produkte und Werkstoffe entwickeln sich Fabriken zu einer Smart Factory weiter. In der intelligenten Fabrik steuern untereinander vernetzte Maschinen und Bauteile mittels entsprechender Datenanalysen selbstständig die Fertigungsprozesse.

 

Neue Geschäftsfelder und -modelle (Service statt Produkt)

Die digitale Transformation von Wirtschaft und Industrie wird nicht nur Wertschöpfungsprozesse verändern, sondern auch ganze Geschäftsmodelle. Vorangetrieben von der Wertschöpfung auf Basis von Individualisierung, Interaktion und Hybridität werden Unternehmen neue Geschäftskonzepte entwickeln und diese mehr auf die Bedürfnisse ihrer Kunden zuschneiden. Das Geschäftsmodell „Anything-as-a-Service“ rückt in den Fokus. Hier bietet Microsoft mit Azure Cloud Services und Azure Machine Learning bereits skalierbare, hochflexible und intelligente Services an.

Anhand neu gewonnener Daten werden neue Konzepte entstehen, um diese Daten nutzbringend zu verwenden. Beispielsweise hat Google sich diesen Umstand bereits zu Nutze gemacht und entwickelt aus der intelligenten Analyse der erhaltenen Daten neue Geschäftsmodelle.

 

Analytics Forecast statt klassischer Planung

Die vierte industrielle Revolution beeinflusst zudem wichtige Controlling-Prozesse wie Forecasts, Absatzplanung oder die strategische Planung. Die neuen Technologien tragen somit zu einer Optimierung der Geschäftsprozesse bei.

 

Optimierung der Supply Chain

Erfolgreiche und zukunftssichere Liefer- und Produktionsprozesse beginnen bei der Auseinandersetzung mit dem Thema Industrie 4.0 und enden mit der gelungenen Umsetzung von entsprechenden Maßnahmen zur Prozessvernetzung, Datengewinnung und intelligenten Nutzung.

Hier unterstützen die Berater von b.telligent dabei, Unternehmensprozesse zu analysieren, Maßnahmen zur Erweiterung und Optimierung zu treffen und entsprechende Daten zu ermitteln, automatisiert zu verarbeiten, bereitzustellen, zu analysieren und zu nutzen. Mithilfe intelligenter Datenanalysen und Ableitungen werden so aus reinen Daten vollständig integrierte Elemente in einer Wertschöpfungskette.

Mit b.telligent erfolgreich die vierte industrielle Revolution meistern

Als erfahrenes Beratungsunternehmen bietet b.telligent die Fähigkeiten und Kompetenzen im BI-Umfeld, um Daten zu erfassen, einzulesen, zu speichern, Datenstromanalysen zu erstellen, Daten darzustellen, sie zu entscheidungsrelevanten Informationen aufzubereiten und Ihr Unternehmen mit wertvollen Handlungsempfehlungen sowie Lösungsansätzen bei der fortschreitenden Digitalisierung zu begleiten.


Sebastian Amtage

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