Was ist Industrie 4.0?

Die Fabrik wird „smart“

Blog Post
Von Dr. Klaus Manhart    16. März 2017
Dr. Klaus Manhart hat an der LMU München Logik/Wissenschaftstheorie studiert. Seit 1999 ist er freier Fachautor für IT und Wissenschaft und seit 2005 Lehrbeauftragter an der Uni München für Computersimulation. Schwerpunkte im Bereich IT-Journalismus sind Internet, Business-Computing, Linux und Mobilanwendungen.
Mit Industrie 4.0 steht die Fertigungsindustrie an der Schwelle zur vierten industriellen Revolution. Maschinen, Produkte und Produktionsmittel tauschen eigenständig Informationen aus und steuern sich gegenseitig. Die Fabrik wird intelligent.

Die Fertigungsindustrie steht vor einem dramatischen Umbruch - hin zur intelligenten Fabrik und der vierten industriellen Revolution. Zur Erinnerung: Die erste industrielle Revolution wurde durch die Einführung der Dampfmaschine und die Mechanisierung der Handarbeit Ende des 18. Jahrhunderts ausgelöst. Die zweite begann mit der arbeitsteiligen Massenproduktion mit Hilfe von elektrischer Energie Ende des 19. Jahrhunderts. Computergestützte Automatisierung sorgte dann ab den 1960er Jahren für die dritte große Zäsur.

Nun, nachdem die Industrie mechanisiert, elektrifiziert und digitalisiert wurde, soll mit der vierten Stufe - "Industrie 4.0" - die Fabrik richtig intelligent werden. Der Grundgedanke: Maschinen und Dinge "sprechen" miteinander - Produktion, IT und Internet verschmelzen. Die Fertigungsindustrie wächst mit dem Internet zusammen, modernste Informations- und Kommunikationstechnologien werden mit den klassischen industriellen Prozessen vereint.

Echte und virtuelle Welt werden eins

Vergleichbar mit dem Web 2.0, das aus passiven Internet-Nutzern aktive Teilnehmer gemacht hat, kann man sich Industrie 4.0 als eine Art Web 2.0 für die Automation vorstellen, bei der die Objekte der Industrieautomation handlungsfähig werden. Damit das funktioniert wird jedes dieser Objekte mit Intelligenz ausgestattet.

Konkret bedeutet das: Maschinen, Werkstücke, Transportmittel und Produkte enthalten eingebettete Systeme, sprich winzige Mini-Rechner, sowie Sensoren und Aktoren. Sie tragen Barcodes oder RFID-Chips auf der Oberfläche, die die entsprechenden Informationen enthalten. Diese sind miteinander und mit dem Internet vernetzt und können selbständig Informationen austauschen. Scanner und Computer lesen die Daten aus, übermitteln sie online weiter - und sorgen dafür, dass die Maschinen richtig agieren.

Druckpatronen beispielsweise werden heute bereits mittels Chiptechnologie identifiziert und der Füllstand überwacht. Unterschreitet der Füllstand eine gewisse Grenze erfolgt eine Aufforderung zur Nachbestellung über die Herstellerwebseite.

Dinge entscheiden selbst

Die smarten Objekte können damit selbst Entscheidungen treffen und sich selbst steuern. Das Internet der Dinge und Dienste ("Internet of Things", kurz IoT)verbindet die physikalische Welt der Fabrik mit der virtuellen Welt der IT und verschmilzt beide Welten zu "cyber-physischen Systemen". Solche Systeme erlauben "Plug and Produce": Anlagen und Werkzeuge können innerhalb kürzester Zeit an wechselnde Produkt- oder Produktionswünsche angepasst werden. Wie ein unsichtbares Nervennetz durchzieht die intelligente Automatisierungstechnik die gesamte Produktionsanlage. Der Mensch ist dabei nicht außen vor, sondern Teil der Kommunikationskette.

Künftig wird es durch eine sehr flexible Produktion und Logistik auch möglich sein, die Produkte stark zu individualisieren. Die Smart Factory kann individuelle Kundenwünsche berücksichtigen und selbst Einzelstücke - Losgröße 1 - rentabel produzieren. Geschäfts- und Engineering-Prozesse sind dynamisch gestaltbar - das heißt, die Mitarbeiter können die Produktion kurzfristig verändern und flexibel auf Störungen und Ausfälle reagieren, zum Beispiel auf Engpässe bei Zulieferern.