Der Weg zur Industrie 4.0

von Michael Neuböck

Alles begann mit der Dampfmaschine. Sie gab der Industrialisierung den entscheidenden Schub. In den Fabriken war man plötzlich weniger abhängig von menschlicher Muskelkraft. Mechanische Produktionsanlagen fertigten Waren schneller und in größerer Stückzahl als bisher. Auf diese erste industrielle Revolution folgten weitere Entwicklungssprünge, ausgelöst durch technologische Fortschritte.

So ermöglichte die elektrische Energie Anfang des 20. Jahrhunderts die arbeitsteilige Massenproduktion. Zu Beginn der 1970er-Jahre zogen Elektronik und Informationstechnologien in die Fabriken ein und sorgten für eine Automatisierung der Produktionsprozesse. Maschinen übernahmen Arbeitsschritte, die zuvor per Hand erledigt worden waren. In dieser dritten Phase des Industrialisierungsprozesses befinden wir uns auch heute noch – und stehen an der Schwelle zur Industrie 4.0.

Das Internet, mobile Computer und Cloud ComputingNutzung von IT-Ressourcen aus der Cloud bieten das Potenzial, den  industriellen Prozess einmal mehr entscheidend zu verändern. Dank leistungsfähiger Kleinstcomputer, die als eingebettete Systeme Hardware- und Softwarekomponenten, die in ein umfassendes System integriert sind, um systemspezifische Funktionsmerkmale zu realisieren, in Objekte integriert werden, können Produkte und Maschinen selbstständig Informationen austauschen. Der industrielle Prozess wird nicht mehr zentral aus der Fabrik heraus organisiert, sondern dezentral und dynamisch gesteuert.

Von smarten Objekten und Maschinen

Welches Waschmittel gehört in die Flasche? Wie muss der Rohling geschliffen werden? Wohin muss das Ersatzteil gesandt werden? Im Zeitalter der Industrie 4.0 geben die Produkte selbst die Antwort und informieren die Maschinen, was mit ihnen passieren soll. Kurz: Die Objekte werden intelligent. Sie tragen Barcodes oder RFID-Chips auf der Oberfläche, die die entsprechenden Informationen enthalten. Scanner und Computer lesen die Daten aus, übermitteln sie online weiter – und sorgen dafür, dass die Maschinen richtig agieren. Auf diese Weise kommunizieren die smarten Objekte miteinander.

Die vernetzte Fabrik

Die vierte industrielle Revolution zeigt sich aber nicht nur am Transportband in der Werkshalle, sondern verändert auch die Welt vor den Fabriktoren. Die gesamte Produktionslogik wandelt sich. Intelligente Maschinen und Produkte, Lagersysteme und Betriebsmittel werden konsequent mittels ITK verzahnt – entlang der gesamten Wertschöpfungskette, von der Logistik über Produktion und Marketing bis zum Service.

Ein Beispiel:

Ein Bauteil im Auto ist künftig so ausgestattet, dass es kontinuierlich Daten über seinen Zustand sammelt und mitteilen kann, wenn ein Austausch nötig wird – und das, bevor es zum Ausfall kommt. Das Produkt sendet selbstständig eine Mitteilung an den Hersteller, dass Ersatz gefertigt werden muss. Die Bestellung enthält neben genauen Angaben zum Fahrzeugtypen auch die Information, wohin das Bauteil anschließend versandt werden muss. In der Fabrik wird der Auftrag bearbeitet, die Maschinen konfigurieren sich selbst so, dass das passende Teil gefertigt wird und schicken es schließlich auf die Reise an den richtigen Zielort. Der Termin in der Werkstatt ist dann bereits vereinbart – auch darum hat sich das Auto gekümmert.

Individueller, flexibler, schneller

Die Vision zeigt, dass Industrie 4.0 ganz neue Anforderungen an Produktionssysteme und Maschinen stellt. Sie müssen anpassungsfähig sein, da die zu fertigenden Produkte ständig wechseln können. Im Ergebnis heißt das: Die Produktion wird individueller, flexibler und schneller. Die vierte industrielle Revolution bietet damit das Potenzial, aktuelle wirtschaftliche und gesellschaftliche Herausforderungen zu meistern.