Industrie 4.0

Um in der Wirtschaft wettbewerbsfähiger zu werden, müssen Unternehmen in der Lage sein, bei gleichbleibenden Kosten besser und schneller zu produzieren und ihre Maschinen effizient und smart einzusetzen. Um die Effizienz der industriellen Prozesse zu verbessern, profitiert Digital Manufacturing 4.0 insbesondere von der durch das Internet ermöglichten Automatisierung (zum Beispiel die Automatisierung von Qualitätskontrollen der Maschinen, Systeme und Produktion als Ganzes durch neue Sensortechnologien). Die industrielle Automatisierung ermöglicht Produktivitätssteigerungen durch den Einsatz von Robotics und digitalen Technologien (beispielsweise die Nutzung von Big Data zur vorausschauenden Wartung von Werkzeugen). Zudem müssen sich die Hersteller an die neuen Kundenanforderungen anpassen, da diese vermehrt personalisierte Produkte erwarten. Daher muss die Industrie in der Lage sein, in kleineren Serien zu produzieren und mit Produktionslinien, deren Prozesse und Systeme flexibler sind und besser auf große Schwankungen in der Aktivität reagieren können.

Um die Vernetzung und hohe Verfügbarkeit digitaler Technologien zu erleichtern und gleichzeitig das wachsende Datenvolumen zu bewältigen, welches durch die exponentielle Zunahme von Sensoren und vernetzten Objekten in der Fabrik entsteht, müssen die Vernetzungsmöglichkeiten smart und optimal gewählt sein. Die jüngste Einführung von 5G beispielsweise schöpft das Potenzial des IoT voll aus, indem sie eine viel bessere Verbindung über private Industrienetze ermöglicht, die übertragbaren Datenmengen erheblich steigert und die Latenzzeiten bei gleichzeitiger Nutzung eines hochsicheren Internet verringert. Auch Cloud-Computing-Plattformen verbessern die Vernetzung von intelligenten Fabriken, indem sie einen Zugriff auf Echtzeitdaten von jedem beliebigen Standort aus ermöglichen und gleichzeitig Erwartungen im Bereich Sicherheit gerecht werden. Ein weiteres Beispiel für eine verbesserte Konnektivität ist die Verknüpfung neuer Sensortechnologien mit Big Data und Künstlicher Intelligenz, um große Datenmengen zu sammeln und zu analysieren, die für die Durchführung einer vorausschauenden Wartung verwendet werden.

Eine der größten Herausforderungen für die Industrie wird die Vernetzung aller Beteiligten im Umfeld eines Produkts oder, anders ausgedrückt, die Verknüpfung der verschiedenen internen Abteilungen und externen Beteiligten (Lieferanten, Hersteller, Kunden, …) der Wertschöpfungskette sein. Die Digitalisierung kann die industrielle Leistung im Rahmen einer umfassenden Geschäftsstrategie, welche die gesamte Lieferkette einbezieht, erheblich verbessern und so den Qualitätsansatz und die Überwachung der Aktivitäten in Echtzeit optimieren. Digitale Tools müssen einfach zu bedienen sein und flexibel konfiguriert werden können, um Informationen in kürzester Zeit zu verarbeiten und die Beteiligten zu ihrer Nutzung zu bewegen.

Um nachhaltig zu sein, muss die Industrie ihre Umweltbelastungen minimieren und einen positiven Einfluss auf die Gesellschaft gewährleisten. Vor dem Hintergrund der Klimawandelbekämpfung müssen intelligente Fabriken die Produktionsketten in die Lage versetzen, ihren Energie- und Rohstoffverbrauch zu senken, die Umweltverschmutzung zu reduzieren, ihre Emissionen zu begrenzen und das Umweltmanagement in den gesamten Lebenszyklus ihrer Produkte zu integrieren. Gleichzeitig rückt Digital Manufacturing 4.0 den Menschen und seine Arbeit wieder in den Mittelpunkt der Fabrik. Ziel der Automatisierung ist nämlich nicht, den Menschen zu ersetzen, sondern ihm den ihm gebührenden Platz einzuräumen, indem er sich bei seiner Arbeit auf Aufgaben mit höherer Wertigkeit konzentrieren kann. In diesem Sinne ergänzen sich Mensch und Maschine, und sie arbeiten zusammen, um die Stärken des jeweils anderen zu nutzen (wie zum Beispiel beim Einsatz von Cobots).

Die Nutzung von Massendaten und damit verbundenen digitalen Technologien durch die Industrie 4.0 kann eine Gefahr für die Industrie darstellen. Wenn intelligente Fabriken vernetzte Objekte oder Cloud Computing zur Effizienzsteigerung nutzen, könnten Dritte einen Weg finden auf vertrauliche Daten zuzugreifen oder Informationen und Produktionssysteme direkt zu hacken, was dramatische Folgen für das Unternehmen (in Bezug auf Kosten, Datenschutz und Sicherheit, Aufrechterhaltung des operativen Geschäfts, …) hätte. Angesichts dieser Bedrohung muss die Branche eine solide Cybersicherheitsstrategie umsetzen, um die Sicherheit von Daten, Netzen und Infrastrukturen zu gewährleisten.