Digitalisierung / Industrie 4.0


DIGITALISIERUNG / INDUSTRIE 4.0

Der Begriff „Indus­trie 4.0“ wurde in Deutsch­land für die Digi­ta­li­sie­rung aller Pro­zesse in der Indus­trie geprägt. Das kann sich zur sog. vier­ten indus­tri­el­len Revo­lu­tion aus­wei­ten. Diese vierte indus­tri­elle Revo­lu­tion bezeich­net eine neue Art der Orga­ni­sa­tion und Steue­rung der gesam­ten Wert­schöp­fungs­kette in der Indus­trie evt. sogar über den Lebens­zy­klus von Pro­duk­ten mit Hilfe von direk­ter Ver­net­zung und Kom­mu­ni­ka­tion von allem, was betei­ligt ist: zwi­schen Werks­halle und Maschi­nen, Maschi­nen und Pro­duk­ten, Pro­duk­ten und Trans­port­mit­teln, etc. Die Digi­ta­li­sie­rung ist auch jetzt schon ein Kata­ly­sa­tor für Inno­va­tio­nen ins­be­son­dere im Pri­vat­le­ben. Als indus­tri­elle Revo­lu­tion würde sie dann aber auch die gesamte Wirt­schaft stark ver­än­dern, wie das die vor­her­ge­hen­den „Revo­lu­tio­nen“ (Mecha­ni­sie­rung, Elek­tri­fi­zie­rung, Ein­füh­rung von Steue­rungs­soft­ware) auch getan haben.

IHK Hes­sen Inno­va­tiv berät Unter­neh­men kos­ten­los bei der digi­ta­len Trans­for­ma­tion ihrer Pro­duk­tion. Wir bie­ten Unter­neh­men Bera­tun­gen, Kon­takte zu Exper­ten und Infor­ma­ti­ons­ver­an­stal­tung zu allen The­men­be­rei­chen der Digi­ta­li­sie­rung. Abon­nie­ren Sie unse­ren Innovations-Newsletter.

Seit Mitte der neun­zi­ger Jahre ent­wi­ckelte sich das Inter­net, spä­ter kamen die Such­ma­schi­nen, Java und die ers­ten Ver­kaufs­platt­for­men dazu. Seit Mitte der 2000er Jahre gibt es erste Social Media-Portale. Mit der Ein­füh­rung des iPads im Jahr 2007 ver­än­derte das Smart Phone und damit die Mobi­len Anwen­dun­gen welt­weit den IT-Markt. Wir erken­nen bereits seit eini­gen Jah­ren, wie stark die Digi­ta­li­sie­rung das (Privat-)Leben der Men­schen ver­än­dert.

Beim Ober­be­griff Indus­trie 4.0 wer­den häu­fig Stich­worte und The­men genannt, wie:

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Als Vision oder End­zu­stand von Indus­trie 4.0 wird von intel­li­gen­ten Wert­schöp­fungs­pro­zes­sen in Smart Fac­to­ries gespro­chen. Alle an der Wert­schöp­fung betei­lig­ten Maschi­nen und Instan­zen wer­den mit­ein­an­der über IP-Adressen ver­netzt und kön­nen im Ide­al­fall selbst­stän­dig unter­ein­an­der kom­mu­ni­zie­ren. Dies ermög­licht einer­seits die Ein­be­zie­hung von Kun­den und Geschäfts­part­nern in Geschäfts­pro­zesse und ande­rer­seits ganz neue Geschäfts­mo­delle.

Nam­hafte deut­sche IT- und IKT-Wissenschaftler for­dern im Saar­brü­cker Mani­fest 2016 eine stär­kere Anstren­gung bei der Digi­ta­li­sie­rung, um die Chan­cen für den Stand­ort Deutsch­land zu nut­zen. IHK Hes­sen Inno­va­tiv unter­stützt Unter­neh­men dabei, den durch die Digi­ta­li­sie­rung for­cier­ten Wett­be­werbs­druck anzu­neh­men und die neuen Mög­lich­kei­ten zu ergrei­fen, die sich dadurch eröff­nen. Las­sen sie sich kos­ten­los bera­ten. Abon­nie­ren Sie unse­ren Innovations-Newsletter.

 

Additive Fertigung

Auch die Her­stel­lung von maß­ge­schnei­der­ten Pro­duk­ten in der Los­größe 1 ist mög­lich,  z.B. durch addi­ti­ven Fer­ti­gungs­tech­no­lo­gien (3D-Druck). Mit die­sen Tech­no­lo­gien las­sen sich kom­plex auf­ge­baute Bau­teile in kleins­ten Los­grö­ßen erstel­len, als das bei den bis­her ver­brei­te­ten abtra­gen­den Metho­den mög­lich war. Beim „Addi­tive Manu­fac­tu­ring“ (eng­li­sch, „addi­tive Fer­ti­gung“), oft auch als 3D-Druck bezeich­net, wer­den Bau­teile auf Basis drei­di­men­sio­na­ler Kon­struk­ti­ons­da­ten Schicht für Schicht – also addi­tiv – auf­ge­baut. Das funk­tio­niert mit Kunst­stof­fen, mit Metal­len (Laser Sin­ter Ver­fah­ren) und sogar mit Beton und orga­ni­schen Werk­stof­fen.

Wo bis­her geschmie­det, gefräst oder gegos­sen wurde, kommt nun der 3D-Drucker zum Ein­satz. Anwen­dun­gen fin­den sich seit Jah­ren im Bereich des Pro­to­ty­pen­baus (rapid pro­to­typ­ing). Durch die Erstel­lung und leichte Ver­än­der­bar­keit der Druck­da­teien im Com­pu­ter kön­nen Pro­to­ty­pen wesent­lich ein­fa­cher, schnel­ler und kos­ten­spa­rend drei­di­men­sio­nal her­ge­stellt wer­den. Zähne ent­ste­hen nach dem Micro­me­ter genauen Scan vor Ort in der Zahn­arzt­pra­xis. Eine Vision ist der Ver­sand von 3D-Datei und Aus­druck der Ersatz­teile am Ort des Bedarfs, z.B. in einer Werk­statt. In der Vision der „Urban Pro­duc­tion“ wer­den die emis­si­ons­ar­men Pro­duk­ti­ons­me­tho­den wie­der in die Städte zurück­keh­ren. Wie das für die Region Frank­furt Rhein-Main aus­se­hen kann, beschreibt die Bro­schüre Urbane Pro­duk­tion.

Aber auch ganz neue, kom­plexe Gebilde sind in einem Stück druck­bar, was völ­lig neue Anwen­dun­gen ermög­licht. Es kön­nen völ­lig neue Geo­me­trien oder innere Struk­tu­ren, die bis vor kur­zem noch nicht in einem Stück her­ge­stellt wer­den konn­ten, erzeugt wer­den. Das aus­ge­druckte Auto, des­sen Fes­tig­keit durch bio­me­tri­sche, kno­chen­ähn­li­che Struk­tu­ren erzeugt wird, kann erheb­lich leich­ter sein, als bis­her.

Viele Exper­ten gehen im Moment davon aus, dass zutrifft, was die HP-Chefin Carly Fio­rina: sage: „Alles was digi­ta­li­siert wer­den kann, wird digi­ta­li­siert“. Dies bedeu­tet, es gibt große Chan­cen aber es kann auch zu nega­ti­ven Aus­wir­kun­gen für alle Unter­neh­men kom­men, auch für die­je­ni­gen, die aktu­ell gar nicht dar­über nach­den­ken. Bei­spiele für uner­war­tete  Kon­kur­renz fin­den sich im Han­del (Inter­net­platt­for­men), in der Musik- oder Film­in­dus­trie (eben­falls Platt­for­men) oder jüngst im Taxi­ge­werbe durch Auto­ver­mitt­ler. Viele Regio­nen haben die radi­ka­len Ände­run­gen am Arbeits­markt im Zuge des Wan­dels von der Industrie- zur  Wis­sens­ge­sell­schaft noch nicht ver­ar­bei­tet. Des­halb ist es ver­ständ­lich, dass die Men­schen skep­ti­sch auf Indus­trie 4.0 reagie­ren und Arbeit 4.0 nicht über­all posi­tiv gese­hen wird.

Fazit: Die Wirt­schaft steht vor der Her­aus­for­de­rung sich der Digi­ta­li­sie­rung zu stel­len und sie voran zu trei­ben. Dies betrifft alle Bran­chen und die gesamte Wert­schöp­fungs­kette. Durch die Ver­net­zung und Ver­zah­nung der gro­ßen Trends wie u.a. Cloud, Mobile, Big Data, Inter­net Secu­rity stel­len digi­tale Anwen­dun­gen in nahezu allen Berei­chen der Wirt­schaft zen­trale Inno­va­ti­ons­trei­ber dar. Ein hoher Digi­ta­li­sie­rungs­grad in Pro­zes­sen und Wert­schöp­fungs­ket­ten wird zuneh­mend zum ent­schei­den­den Erfolgs­fak­tor für Unter­neh­men, Regio­nen und Län­dern.

IHK Hes­sen Inno­va­tiv berät Unter­neh­men kos­ten­los bei der digi­ta­len Trans­for­ma­tion ihrer Pro­duk­tion. Wir bie­ten Unter­neh­men Bera­tun­gen, Kon­takte zu Exper­ten und Infor­ma­ti­ons­ver­an­stal­tung zu allen The­men­be­rei­chen der Digi­ta­li­sie­rung.

 

Smart Factory

Die Smart Fac­tory, die intel­li­gente Fabrik der Zukunft, ver­bin­det vir­tu­elle und phy­si­sche Pro­duk­ti­ons­ele­mente. In der Smart Fac­tory kom­mu­ni­zie­ren Fer­ti­gungs­an­la­gen und Logis­tik­sys­teme ohne mensch­li­che Ein­griffe und orga­ni­sie­ren sich weit­ge­hend selbst. Wei­ter­hin ist die Kom­mu­ni­ka­tion zwi­schen Pro­dukt und Maschine anhand von Daten­über­tra­gung in Sekun­den­schnelle mög­lich. Das Pro­dukt bringt seine Fer­ti­gungs­in­for­ma­tio­nen in maschi­nell les­ba­rer Form selbst mit. Anhand die­ser Daten wer­den der Weg des Pro­dukts durch die Fer­ti­gungs­an­lage und die ein­zel­nen Fer­ti­gungs­schritte gesteu­ert. Das Kern­ele­ment der Indus­trie 4.0 ist die Smart Fac­tory, die aus Pro­duk­ti­ons­res­sour­cen besteht, die sich selbst kon­fi­gu­rie­ren, und den dazu­ge­hö­ri­gen Planungs- und Steue­rungs­sys­te­men.

Bis es soweit ist, müs­sen Maschi­nen mit Sen­so­ren aus­ge­rüs­tet und rie­sige Daten­men­gen  gesam­melt wer­den. Die Aus­wer­tung der ´Big Data‚ ermög­licht dann in einem zwei­ten Schritt die War­tung nach Ver­schleiß oder ´pre­dic­tive Main­ten­ance´. Dies wie­derum könnte zu ganz neuen Geschäfts­mo­del­len füh­ren, in denen nicht die Maschine, son­dern die Dienst­lei­tung ver­kauft wird.  Durch Soft­ware, die auf Ver­fah­ren der künst­li­chen Intel­li­genz beru­hen, kön­nen zukünf­tig Maschi­nen zu selbst­ler­nen­den Sys­te­men ver­bun­den wer­den.

IHK Hes­sen Inno­va­tiv unter­stützt spe­zi­ell kleine und mitt­lere Unter­neh­men (KMU) bei allen Fra­gen der Digi­ta­li­sie­rung. In Work­shops und Semi­na­ren ver­mit­teln wir wich­tige Erfah­run­gen aus ande­ren Unter­neh­men und ver­mit­teln kon­krete Lösun­gen für die Pra­xis. Die Rea­li­sie­rung von Kom­po­nen­ten einer Smart Fac­tory im Unter­neh­men erfor­dert Ideen, Zeit, Expe­ri­men­tier­freude und Zusam­men­ar­beit. Und den Ent­schluss sich auf den Weg zu machen. Sonst tut es die Kon­kur­renz.

 

Big Data

Der Begriff Big Data beschreibt rie­sige, bestän­dig wach­sende Daten­men­gen z.B. von Sen­so­ren aus dem Pro­duk­ti­ons­pro­zess. Aber auch von Fahr­weise, Stre­cken und Betriebs­zu­stän­den aller PKW´s eines Her­stel­lers. Übri­gens kann ein PKW pro Stunde ca. 26 GB Daten sam­meln. Struk­tu­riert, gefil­tert und sor­tiert, kön­nen diese Daten wert­volle Infor­ma­tio­nen lie­fern, mit denen sich Ser­vice­an­ge­bote erstel­len oder Unter­neh­mens­ab­läufe opti­mie­ren las­sen.

 

Internet Security

Mit der Ein­füh­rung der Digi­ta­li­sie­rung in Unter­neh­men sind spe­zi­elle sicher­heits­tech­ni­sche Her­aus­for­de­run­gen für die ver­netz­ten Sys­teme ver­bun­den. Diese resul­tie­ren aus einem hohen IT-basierten Auto­ma­ti­sie­rungs­grad, einer durch­ge­hen­den inter­nen und exter­nen Ver­net­zung, der Erhe­bung und Nut­zung von Big Data und der Ein­be­zie­hung von Ent­er­prise Resource Plan­ning (ERP) Sys­te­men. Neu ent­ste­hende Kom­mu­ni­ka­ti­ons­wege müs­sen abge­si­chert wer­den, und es ist eine andere IT-Sicherheitsarchitektur erfor­der­lich als in einer ledig­lich auto­ma­ti­sier­ten Pro­duk­tion.

 

Neue Geschäftsmodelle

Die Ver­än­de­run­gen, die die digi­tale Trans­for­ma­tion für Unter­neh­men brin­gen kann, gehen weit über die effi­zi­ente Orga­ni­sa­tion von Fertigungs- oder Trans­port­pro­zes­sen hin­aus.

Viel­mehr kann es zu Ver­schie­bun­gen in der gesam­ten Wert­schöp­fungs­kette kom­men. Unter­neh­men müs­sen sich z.B. recht­zei­tig mit dem Trend der „Platt­for­mi­sie­rung“ aus­ein­an­der­set­zen und ihren Kun­den pass­ge­naue Ser­vices und Pro­dukte anbie­ten, um wei­ter­hin am Markt erfolg­reich tätig zu blei­ben. Die durch­gän­gige Digi­ta­li­sie­rung sämt­li­cher Pro­zesse sei es in der indus­tri­el­len Pro­duk­tion oder im Ser­vice wird zwangs­läu­fig ganz neue Geschäfts­mo­delle her­vor­brin­gen. Her­stel­ler wer­den zu Dienst­leis­tern und Kun­den zu Daten­pro­du­zen­ten. Die Hürde, die viele Unter­neh­men bei der Ein­füh­rung von Tech­no­lo­gien für die digi­ta­li­sierte, ver­netzte Pro­duk­tion über­win­den müs­sen, ist zum Teil hoch und erst ein­mal mit signi­fi­kan­ten Kos­ten ver­bun­den. Ins­be­son­dere KMU, die nicht über eine Viel­zahl von Spe­zia­lis­ten ver­fü­gen, ste­hen vor der Her­aus­for­de­rung, im lau­fen­den Pro­duk­ti­ons­pro­zess ent­spre­chen­des Know-how auf­zu­bauen.

IHK Hes­sen Inno­va­tiv sen­si­bi­li­siert in Ver­an­stal­tun­gen und Initia­ti­ven kleine und mitt­lere Unter­neh­men ent­lang der Wert­schöp­fungs­kette für die Ver­än­de­run­gen, die auf sie zukom­men, und gibt Ihnen Ori­en­tie­rung für mög­li­che Wege zur Indus­trie 4.0. Anhand posi­ti­ver Anwen­dungs­er­fah­run­gen wird ver­mit­telt, wie neue Geschäfts­mo­delle gestal­tet wer­den kön­nen.