Zehn Jahre Industrie 4.0

Die Vision „Industrie 4.0“

Der Kerngedanke von Industrie 4.0 besteht darin, realen Objekten – beispielsweise Maschinen, Werkzeugen, Sensoren, Transportmitteln, Werkstücken – eine zweite Identität im Internet zu geben. Die dadurch entstehenden digitalen Zwillinge der realen Welt, auch Cyber Physical Systems (CPS) genannt, lassen sich im Internet of Things (IoT) vernetzen und bieten damit deutliche Mehrwerte.

Folgende innovative Anwendungen sind unter anderem aus der Vision Industrie 4.0 heraus entstanden:

• Smart Factory

Bei einer Smart Factory handelt es sich um eine Art „intelligente Fabrik“, in der durch die Vernetzung von Mensch, Maschine, Anlage, Intralogistik und Produkt selbststeuernde cyberphysische Produktionssysteme entstehen. Diese tragen dazu bei, die Produktivität, Wandlungsfähigkeit und Ressourceneffizienz der Unternehmen zu verbessern und damit ihre Wettbewerbsfähigkeit zu sichern.

• Supply Chain 4.0

In der Supply Chain 4.0 werden die Produktionsprozesse der Unternehmen mit den Logistikprozessen über Unternehmensgrenzen hinweg zu intelligenten und effizienten Wertschöpfungsnetzwerken verzahnt. Die ständige Verfügbarkeit von Daten über Ort, Ziel und Zustand des Frachtguts ermöglicht beispielsweise eine bessere Verfolgung und routenoptimierte Steuerung der Fracht bis hin zum Einsatz fahrerloser Transportsysteme, wie beispielsweise auch Drohnen.

• Smart Products

Smarte Produkte bilden ihren gesamten Produktlebenszyklus von der Entwicklung über die Fertigung, Nutzung, Wartung bis hin zum Recycling digital ab. Mit diesen Daten bieten sie die Grundlage für Produktverbesserungen, aber auch für ergänzende Services, wie z. B. die vorausschauende Wartung von Maschinen und Anlagen.

• Datenbasierte Geschäftsmodelle

Durch die Verfügbarkeit und Vernetzbarkeit von Daten entstehen neue, datenbasierte Geschäftsmodelle, wie z. B. der Betrieb von Internetplattformen zur Vernetzung verschiedener Akteure. So dient beispielsweise das Automotive Network Catena-x der digitalen Abbildung aller Daten- und Informationsflüsse innerhalb der gesamten automobilen Wertschöpfungskette.

Die Bandbreite möglicher Anwendungen ist dabei aber nicht nur auf die Bereiche der industriellen Produktion beschränkt, sondern umfasst auch viele andere Bereiche, wie

• die unter dem Begriff Smart Home bekannten intelligente Gebäude mit automatischen Heizungs-, Lüftungs- und Beleuchtungssteuerungen
• die unter dem Begriff Smart Grids bekannten intelligenten Energienetze, die das volatile Energieangebot bedarfs- und verbrauchsorientiert mit der Nachfrage verknüpfen
• die Digitalisierung des Gesundheitswesens („Patientenakte“) bis hin zur Nutzung künstlicher Intelligenz bei der Diagnostik
• die Mobilität der Zukunft mit neuen, vernetzten Verkehrsmitteln

Industrie 4.0 im Hier und Jetzt

Im Consumer-Bereich haben sich in den letzten Jahren bereits mehrere datenbasierte Produkte, Services und neue Geschäftsmodelle etabliert, wie z. B. Einkaufsplattformen, Smart Watches und Fitnesstracker, Reiseportale und Social Media.

Laut einer Studie der Staufen AG und der Staufen Digital Neonex GmbH aus dem Jahr 2019 liegt der Anteil der produzierenden Unternehmen, die bereits konkrete Industrie-4.0-Projekte um-gesetzt haben, hingegen bei nur ca. 60 %.

Als häufigster Hindernisgrund wird das fehlende Wissen von Führungskräften und Mitarbeiter:innen genannt. Die Herausforderung besteht für die Unternehmen – insbesondere bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) – darin, dieses Wissen neben dem Tagesgeschäft aufzubauen. Zur Transformation von Unternehmen in Richtung Industrie 4.0 werden nicht nur Technikexpert:innen benötigt, die entsprechende Hard- und Softwarelösungen bereitstellen, sondern vorwiegend auch Spezialist:innen, die solche Veränderungen strategisch, konzeptionell und auch operativ begleiten.

Der Schlüssel zum Erfolg: Fachkräfte

Um die Vision realisieren und für Unternehmen nutzbar machen zu können, bedarf es Mittel und Wege, Mitarbeiter:innen in ihrem Know-how entsprechend zu fördern. Und das, ohne nennenswert an Arbeitszeit zu verlieren.

Weiterbildungsangebote sind gefragt, die Interessierte und Unternehmen parallel zum beruflichen Alltag beim Aufbau der erforderlichen Future Skills unterstützen. Wirtschaftsingenieure verfügen durch ihre interdisziplinäre Ausbildung über ein breites Fachwissen, das neben den MINT-Fächern auch die Bereiche Wirtschaft, Recht und Sozialwissenschaften abdeckt. In Kombination mit Soft Skills sind sie sozusagen die idealen Change Agents für die digitale Transformation.

Aktuell bietet der Fachbereich Wirtschaftsingenieurwesen und Technologiemanagement an der Wilhelm Büchner Hochschule sowohl Bachelor- als auch Master-Studiengänge an, die im Zusammenhang mit Industrie 4.0 besonders relevant sind.

Quelle und Grafik: Wilhelm Büchner Hochschule