Industrie 4.0 schafft Wertschöpfungsnetzwerke

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Die Digitalisierung der Produktion, besser bekannt als Industrie 4.0 oder vierte industrielle Revolution, bringt viele Vorteile mit sich. Was steckt hinter dem Buzzword Industrie 4.0? Der ZVEI beschreibt Chancen und Herausforderungen.

Industrie 4.0 gemeinsam umsetzen[KNJ1] 

Der Begriff „Industrie 4.0“ ist zu einer international anerkannten Marke geworden, die eng mit dem Standort Deutschland verbunden ist. Dies ist der branchen- und unternehmensübergreifend Zusammenarbeit von Gewerkschaften, Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Verbänden in der Plattform Industrie 4.0 zu verdanken. Das Ergebnis ist ein besonderes Industrie-4.0-Ökosystem, das weltweit seinesgleichen sucht. Der Anspruch ist kein geringerer, als die digitale Transformation der Industrie global zu gestalten. Wer Industrie 4.0 verstehen will, der kommt an Deutschland nicht mehr vorbei.

Industrie 4.0 zu gestalten ist eine Kernaufgabe auf dem Weg zur digitalen Wirtschaft und Gesellschaft. Es geht um die Umwandlung der industriellen Wertschöpfung hin zu einer  vernetzten, dezentralen und weniger hierarchischen Produktion. Industrie 4.0 hat ein nie da gewesenes disruptives Potenzial, das bestehende Kräfteverhältnisse auf Unternehmensebene wie in der gesamten Volkswirtschaft verändern wird.

Diese vierte industrielle Revolution gehört unzweifelhaft zu den wichtigsten wirtschaftspolitischen Aufgaben der nächsten Jahrzehnte. Es ist eine globale Herausforderung, die kein einzelnes Unternehmen, keine einzelne Branche und kein einzelner Staat allein zu bewältigen vermag. Vielmehr sind Allianzen und ein gemeinsames Handeln aller Akteure notwendig; und dies auch zwischen den Industrie-Hotspots Europa, USA und Asien.

Der Rückblick auf die vergangenen fünf Jahre Industrie 4.0 in Deutschland zeigt: Erfolge lassen sich nur gemeinsam erzielen. Dabei sind Veränderungen unabdinglich. Barrieren müssen überwunden werden, zwischen den Wirtschaftsräumen, zwischen Branchen und vor allem in den Köpfen der verantwortlichen Akteure.

Dafür braucht es Engagement und internationale Vernetzung. Digitale Wertschöpfungsnetzwerke sind ein globales, welt-umspannendes Phänomen. Ihr Potenzial entfalten sie nicht, wenn man versucht, sie lokal abzuschotten. Fundament der Zusammenarbeit sind Regeln und offene Standards. Mit dem Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI 4.0) hat es der ZVEI in der Plattform Industrie 4.0 geschafft, die Grundlage von Industrie 4.0 international zu etablieren. Seither bilden sich auch in anderen Ländern Industrie-4.0-Initiativen, die sich am Vorbild Plattform Industrie 4.0 orientieren. In Europa ist die enge Zusammenarbeit zwischen den europäischen Initiativen Industrie du Futur (Frankreich), Piano Industria 4.0 (Italien) und der deutschen Plattform ist ein wegweisendes Beispiel. Ziel ist, die Digitalisierung der Industrie in Europa gemeinsam – unternehmens-, branchen- und grenzübergreifend – voranzutreiben.

Die Elektroindustrie als Basis von Industrie 4.0 [KNJ2] 

Durch den digitalen Wandel wird der Austausch zwischen Branchen noch einmal intensiviert. Die Elektroindustrie ist die Schnittstelle zwischen Anwendern aus dem Maschinenbau und der IKT-Branche. Anders ausgedrückt: Die Produkte und Technologien der Elektroindustrie, wie beispielsweise Sensoren, Aktoren, Embedded Systems oder Antriebe, sind die Basis, die Maschinen smart macht und digitale Geschäftsmodelle in der smarten Fabrik ermöglichen. Denn das Besondere an der Digitalisierung der industriellen Produktion ist die Möglichkeit, über die Informationen, die eine Vielzahl an Sensoren sammelt, neue digitale Geschäftsmodelle zu entwickeln.

Das Zusammenspiel der Branchen in Industrie 4.0 zeigt sich an zahlreichen Stellen. Ein prominentes Beispiel ist die Mechatronik – ein Begriff der uns bereits seit den 1980iger Jahren begleitet. Neben Mechanik und Elektronik kommt in einem mechatronischen System die Software als entscheidende weitere Komponente hinzu. Der heute als Ausbildungsberuf anerkannte Mechatroniker steht für die immer stärkere Verzahnung der Branchen wie kein Zweiter.

Industrie 4.0: Beispiele und Trends[KNJ3] 

Drei Trends in Industrie 4.0 zeichnen sich deutlich ab: Dazu gehört zum einen die Vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance). Dort verändern sich die Prozesse durch die Digitalisierung der Produktion dahingehend, dass bereits vor dem realen Eintreten eines Wartungsfalls über Sensoren ermittelt werden kann, wann eine Maschine eine neue Komponente braucht, um weiterhin reibungslos zu funktionieren. Das spart Zeit und Geld, denn die Maschine bleibt nicht überraschend stehen, muss gewartet und danach Instand gesetzt werden.[KNJ4] 

Die modulare Produktion ist der zweite Trend. In der chemischen und pharmazeutischen Industrie wachsen die Anforderungen an Flexibilität, individuellere Produkte und schnellere Produkteinführungszeiten. Konventionelle Anlagen sind diesen Herausforderungen nicht gewachsen. Immer mehr Ausrüster, aber auch die Chemie- und Pharmaunternehmen selbst, arbeiten deshalb an der Entwicklung von modularen Konzepten für Neuanlagen sowie Anlagenerweiterungen. Aus einzelnen „Bausteinen“ mit unterschiedlichen Funktionen lassen sich die Anlagen schnell immer wieder neu zusammenstellen, um unterschiedlichste Produktionsverfahren abzubilden. Grundlage dafür sind robuste und gleichzeitig intelligente Komponenten wie Pumpen, Chemiereaktoren, Destillations- oder Extraktionsmodule und andere, die über moderne Mess- und Automationstechnik verknüpft und gesteuert werden (modulare Automation).[KNJ5] 

Drittens arbeiten Unternehmen und Forschungseinrichtungen an der Verbindung von Smart Grid und smarter Fabrik: In diesem Zusammenhang treibt der ZVEI das Verbundforschungsprojekt „DC-INDUSTRIE“ voran. Smart Grids brauchen smarte Verbraucher: Dies kann eine Fabrik sein, die sich mittels eines smarten Gleichstromnetzes versorgt. Eine solche Fabrik kennt ihre Energiebedarfe in den unterschiedlichsten Situationen. Sie kann entscheiden, welche Verbrauchsspitzen sie über eigene Speicher abfängt und wieviel Energie sie selbst ins Smart Grid einspeist.[KNJ6] 

Ausblick (2018)[KNJ7] 

Die Industrie-Anforderungen werden jetzt in die 5G-Standardisierung eingebracht. Die Technologie ist nicht nur der Standard für die fünfte Mobilfunkgeneration, sondern beschleunigt auch die Entwicklung in Richtung Industrie 4.0. Durch 5G-Technologie wird es möglich, in Fabriken komplett neue Systemansätze und Lösungen einzuführen. Deshalb setzt sich der ZVEI schon heute intensiv mit dem Thema auseinander. Im Verband wurde dafür Anfang 2017 die „Task Force 5G“ gegründet, die Anfang 2018 zur „5G Alliance for Connected Industries and Automation (5G-ACIA)“ erweitert wurde. 5G-ACIA bringt die Interessen der Industrie in den Standardisierungsprozess ein, um 5G industriefähig zu gestalten.

Damit Industrie 4.0 funktionieren kann, braucht es eine für industrielle Anwendungen geeignete Infrastruktur. Dazu gehört nicht nur die industriefähige Gestaltung von 5G. Industrie 4.0 benötigt sichere, zuverlässige und schnelle Breitbandverbindungen, insbesondere auch in ländlichen Regionen, in denen 70 Prozent der Industriebeschäftigten arbeiten. Der ZVEI fordert deshalb, dass Gewerbegebiete im ländlichen Raum schnell an leistungsfähige Breitbandverbindungen angebunden werden.

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