Digitalisierung + Industrie = 4.0 - alles Wichtige zum Thema

Was steckt hinter "Industrie 4.0"? Chancen, Aspekte und Möglichkeiten in diesem Beitrag entdecken!

1. Was ist Industrie 4.0?

2. Die Fabrik der Zukunft

3. Industrie 4.0: Der Maschinenbau

4. Produktion 4.0 – Wie verändert sich die Fertigung?

5. Chancen der Industrie 4.0

6. Digitalisierung über die Grenzen hinweg

7. Chancen der Industrie 4.0 aus Sicht des Menschen

Was ist Industrie 4.0?

Die Industrie 4.0 vereint zwei Begriffe miteinander: Digitalisierung und Industrie.

Digitalisierung an dieser Stelle meint die durch Software automatisierten Prozesse, die ursprünglich nur durch Menschen erledigt wurden. Darüber hinaus können in der Industrie 4.0 aber auch Menschen, Maschinen und Software miteinander verbunden werden - mit dem Ziel, die Effizienz und Flexibilität zu steigern.

Der Begriff Industrie 4.0 bezeichnet somit die digitale und intelligente Vernetzung und Automatisierung von Produktionsprozessen. Sie ist damit die vierte industrielle Revolution.

Intelligente Steuerung: ein Definitionsmerkmal von Industrie 4.0

Die Industrie 4.0 ermöglicht eine einfache und dezentrale Steuerung der Produktionsprozesse - auch, wenn man selbst nicht vor Ort ist - und schafft einen allgemeinen Überblick und Orientierung für die Produktionsleiterinnen und -leiter; besonders bei Mehrprodukt-Unternehmen oder für jene Produkte, die mehrere und komplexere Prozesse durchlaufen müssen.

Die Fabrik der Zukunft: Flexibler, individueller und effizienter

Mit den digitalen Vorgängen in der Industrie 4.0 werden Produktionsdaten in Echtzeit erfasst und analysiert. Diese können auch aus der Entfernung bedient und weiterbearbeitet werden und machen die Arbeit flexibler. Dadurch leidet die Produktion nicht im Falle der Krankheiten, Geschäftsreisen oder auch Pandemien.

Jedes Unternehmen und alle dessen Mitarbeitenden mit Zugriff auf die Anwendung können sich die Arbeit individuell gestalten und somit den optimalsten Weg zur Erledigung der Aufgaben finden.

Dadurch erreichen die Industrieunternehmen ihre gewünschten Effizienz und können ihren Output und Gewinn maximieren.

Intelligente Produktionsverfahren und neue Geschäftsmodelle

Intelligente Produktionsverfahren und neue Geschäftsmodelle werden durch die Implementierungen, die mit Digitalisierung und digitaler Transformation der Industrie 4.0 einhergehen, ermöglicht.

Durch die digitale Vernetzung und Automatisierung von Produktionsprozessen können Unternehmen ihre Abläufe optimieren, Kosten senken und flexibler auf Kundenanforderungen reagieren und zudem neue Kundschaft gewinnen. Dies kann neue Möglichkeiten für innovative Geschäftsmodelle eröffnen. Beispiele zu digitalen Geschäftsmodellen aus dem produzierenden Gewerbe finden sich in diesem Blogbeitrag.

Industrial Internet of Things (IIoT)

Ein Beispiel für die intelligente Nutzung von Technologien, auf denen man ein neues Geschäftsmodell aufbauen kann, ist das sogenannte Industrial Internet of Things.

Das Industrial Internet of Things (IIoT) beschreibt die Vernetzung von industriellen Geräten, Sensoren und Maschinen über das Internet. Vernetzung und Selbststeuerung kann dadurch realisiert werden, wenn jedes Objekt digital erfasst wird.

Vorteile des IIoT:

• Verbesserte Effizienz durch die Echtzeitüberwachung und -Steuerung der industriellen Prozesse

• Gesteigerte Sicherheit: IIoT-Geräte können für die Fernüberwachung von gefährlichen Umgebungen verwendet werden und tragen dazu bei, die Sicherheit der Arbeiter zu erhöhen, indem sie deren Exposition gegenüber potenziell gefährlichen Situationen minimieren.

• Optimierung der Lieferkette: IIoT hilft bei der Optimierung der Lieferkette, indem es Echtzeitdaten zu Lagerbeständen bereitstellt, den Transport von Gütern verfolgt und das Logistikmanagement verbessert.

Insgesamt bietet das IIoT ein enormes Potenzial zum Vorantreiben der im Unternehmen gewünschten Innovation an.

Industrie 4.0: Der Maschinenbau

Industrie 4.0 im Maschinenbau bezieht sich auf die digitale Entwicklung von Maschinen und Anlagen und auf die Integration modernster Technologien und Konzepte in den gesamten Produktionsprozess. Die einhergehende Bedeutung dieser Integration für die heutige Wirtschaft nimmt weiterhin zu.

Denn die Industrie 4.0 im Maschinenbau verspricht eine höhere Produktivität, Flexibilität und Effizienz in der Produktion. Fehler können vor der Produktion erkannt und behoben werden und im Umkehrschluss bedeutet dies, dass extreme Verluste eingespart werden können, da diese gar nicht erst auftreten.

Wie bereits oben erwähnt, hat die Integration von IT-Technologien in den Maschinenbau das Potenzial, die gesamte Industrie zu revolutionieren und neue Geschäftsmodelle zu schaffen.

Produktion 4.0- Veränderung der Fertigung

Produktion 4.0 bezeichnet der Wandel der Produktion durch Digitalisierung in der Industrie 4.0.

Durch die Vernetzung von Maschinen und Anlagen können auch komplexe Produktionsprozesse besser gesteuert und koordiniert werden. Insgesamt bietet der unbegrenzte Einsatz der künstliche Intelligenz großes Potenzial für Effizienzsteigerung, Qualitätsverbesserung und Nachhaltigkeit.

In der Zukunft werden die Produktionsstraßen flexibler und die Produkte können individueller nach Kundenanforderungen ausgerichtet werden ohne direkt in die Massenproduktion zu gehen. 

Die Industrie 4.0 hat äußerst viele Vorteile für alle Branchen in Hinsicht der individuell gestaltbaren Anlagen auf Wunsch. Somit können sich Kunden von den Massenproduktion abgrenzen. So können sich die Unternehmen vom Markt und von Konkurrenten differenzieren.

Industrie 4.0 Maschinenbau: Teilautomatisierung durch Cobots

Cobots oder auch kollaborative Roboter sind Industrieroboter ohne trennende Schutzeinrichtungen und arbeiten in Produktionsprozesse wie Montage oder Verpackung mit Menschen zusammen.

Cobots sind lernfähig, flexibel und sicher aber teurer in der Bereitstellung und Entwicklung im Gegenteil zu Service Roboter.

Die Kombination von menschlicher Fachkenntnis und den Fähigkeiten der Cobots eröffnet neue Möglichkeiten für eine optimierte Produktion und die Realisierung neuer Geschäftspotenziale. Mit den Cobots können Unternehmen mit geringsten Aufwand, gute Ergebnisse erzielen.

Chancen der Industrie 4.0

Die vierte industrielle Revolution entlastet die Mitarbeiter von schweren, körperlich anstrengende und gefährliche Arbeit mit Maschinen.

Es werden neue, mit Technologie verbundene Arbeitsplätze geschaffen. Dadurch gewinnt man gebildete Fachkräfte und erhöhte Produktivität in der Produktion, Logistik und Lieferketten. Die Fachkräfte erzeugen ein positives Image vom Unternehmen.

Aus der Unternehmenssicht wird der digitale Wandel ermöglicht und ressourcenschonend in der Produktion gehandelt.

So profitieren auch kleine und mittlere Unternehmen von Industrie 4.0

Es ist ein notwendiger Schritt für die kleinen und mittleren Unternehmen der Industrie 4.0 zu folgen, um auf dem Markt bestehend zu bleiben.

Sie haben den Vorteil, dass sie die Folger der großen Unternehmen sind und weniger Ausgaben für Forschung und Entwicklungen haben. Ihnen stehen bereits sekundäre Daten zur Verfügung und sie können einigen Risiken entgehen und viele Fehler vermeiden. Vor allem benötigen sie weniger Fachkräfte und IT-Systeme aufgrund der Unternehmensgröße.

Welche Herausforderungen bringt Industrie 4.0 für den Mittelstand?

Trotz der vielen Vorteile gibt es manche Herausforderungen für den Mittelstand wie z.B. Investitionskosten, Umschulung und Überzeugung der Mitarbeiter mit der Absicht einen kulturellen Wandel zu fördern.

Trotz dieser Herausforderungen sollten mittelständische Unternehmen die Industrie 4.0 nicht als Bedrohung, sondern als Chance betrachten. Durch eine gezielte Strategie, Kooperationen und Investitionen in die richtigen Technologien können sie ihre Wettbewerbsfähigkeit stärken, ihre Produktivität steigern und neue Geschäftsmöglichkeiten erschließen.

Der Mittelstand kann seine Chancen maximieren, in dem er Expertinnen und Experten in der Softwareentwicklung beauftragt. Somit wird die Arbeit professionell gemacht und kostet das Unternehmen nur einmalig etwas, vermeidet aber Verlustrisiken langfristig.

Daten als Erfolgsfaktor der Industrie 4.0

Vollständige und inhaltlich richtige Daten sind das Gold der Digitalisierung. Sie können zum Weiterverarbeiten benutzt werden und stehen allen Berechtigten im Unternehmen zur Verfügung.

Durch das Sammeln der Daten kann ein vollständiges Bild des Transformationsprozesses abgebildet und weiterentwickelt werden.

Cyber-physische Systeme und digitale Zwillinge

Digitale Zwillinge sind virtuelle Simulationen einer Maschine, eines Produktes oder eines Prozesses. Digitale Zwillinge ermöglichen es Ingenieurswesen und Entwicklung, Produkte und Systeme in einer virtuellen Umgebung zu entwerfen, zu testen und zu optimieren, bevor sie physisch hergestellt oder implementiert werden.

Sie ermöglichen es, komplexe Szenarien virtuell zu simulieren und Schulungen für Mitarbeiter durchzuführen, ohne dass reale Risiken involviert sind.

Digitale Zwillinge verbinden die physische und digitale Welt miteinander.

Digitalisierung heißt Vernetzung über Grenzen hinweg

Eine wichtige Komponente der Digitalisierung ist die Vernetzung über Grenzen hinweg. Die Digitalisierung schafft Möglichkeiten für Industrieunternehmen, sich international in der Welt zu positionieren.

Dadurch sind sie nicht mehr an einem Standort gebunden, sondern können weltweit Kundinnen und Kunden gewinnen und ihr Angebot verbreiten.

Durch die Nutzung des Internets und anderer digitaler Plattformen können Unternehmen, Organisationen und Menschen weltweit miteinander verbunden werden. Diese Vernetzung ermöglicht einen schnellen und effizienten Austausch von Informationen und die Zusammenarbeit über geografische Distanzen hinweg.

Chancen der Industrie 4.0 aus Sicht des Menschen

Heutzutage ist das Leben ohne Technologien unvorstellbar. Die Industrie 4.0 beeinflusst das Arbeitsleben und die Lebensqualität des Menschen durchaus positiv.

Wie bereits erwähnt, haben die Technologien der Industrie 4.0 das Potenzial, gefährliche Arbeitsaufgaben zu automatisieren, sodass menschliche Arbeitskräfte sich auf anspruchsvollere und kreative Aufgaben konzentrieren können. Dadurch könnten Arbeitsbedingungen verbessert und die Zufriedenheit der Arbeitnehmenden gesteigert werden.

Die Lebensqualität steigt stets durch hochwertigere produzierte Produkte, die fehlerfreier und fortgeschrittener sind.