Die Zukunft der Produktion heißt Industrie 4.0

10. Februar 2015: Die Vernetzung und Automation von Maschinen, Systemen und Geräten wird Realität. Deutsche Unternehmen investieren dazu jährlich 40 Mrd. Euro.

Industrie 4.0 bezeichnet die Vernetzung und Automation von Maschinen, Systemen und Geräten in der industriellen Fertigung. Die Kommunikation findet dabei zwischen allen Ebenen von Produktion, Verwaltung und Kunden statt. Unternehmen können damit schnell und flexibel auf Nachfrageschwankungen und individuelle Kundenbedürfnisse reagieren.

Die Massenproduktion am Fließband (2. Industrielle Revolution) mit starren Produktionsabläufen ist ebenso überholt wie zentral über Rechner gesteuerte Fabriken, in denen Roboter weitestgehend die Arbeit des Menschen übernehmen. Der vermehrte Einsatz von Elektronik und IT, insbesondere die technische Integration von speicherprogrammierbaren Steuerungen in die Produktion (3. Industrielle Revolution) schuf die Voraussetzungen, wiederkehrende Aufgaben mit steigender Komplexität zu automatisieren. Robotik und Automation gelten derzeit als Schlüssel für die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen in Hochlohnländern.

Eingehen auf individuelle Kundenwünsche

Die Flexibilität zur Erfüllung individueller Kundenwünsche ist dabei aber heute noch stark eingeschränkt. Neue Produktionsverfahren wie Additive Fertigung (sogenannter 3-D-Druck) kommen dem zwar entgegen, sind jedoch zu langsam und stellen Einzelstücke her, sodass die Kostenvorteile der Massenproduktion verloren gehen.

Intelligente Produkte im Zusammenspiel mit intelligenten Maschinen

Dagegen verspricht Industrie 4.0 eine flexible Produktion bis hin zur Fertigung von Einzelstücken mit der Effizienz der Massenproduktion. Kernpunkte der neuen Fabrikwelt sind „intelligente“ Maschinen und Produkte, Lagersysteme sowie Betriebsmittel, die über das Wissen ihres Herstellungsprozesses und ihres Einsatzes verfügen. Sie werden konsequent über Informations- und Kommunikationstechnologien vernetzt – entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

Die Werkstücke sind mit Chips (z.B. RFID-Chips) ausgestattet, auf denen das Wissen gespeichert ist, wie die Produkte im Endzustand aussehen sollen und zu bearbeiten sind. Drahtlos nehmen sie zur Festlegung der jeweils nächsten Bearbeitungsschritte direkt Kontakt mit ebenso kommunikationsfähigen Robotern und Werkzeugmaschinen auf, fordern Bauteile vom Lager an und initiieren Bestellungen bei Zulieferern. Hoch adaptive Anlagen passen sich Produktmodifikationen und Nachfrageschwankungen schnell an, Umrüstzeiten verlieren an Brisanz.

Evolutionärer Prozess

Der Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik befragte Unternehmen und Hochschulen, wann aus ihrer Sicht die neuen Arbeitswelten Realität sind. Ergebnis: nicht vor 2025.

Die Befragung bezog sich allerdings auf die Umsetzung in einem volkswirtschaftlich bedeutenden Umfang. Abgesehen von den noch fehlenden Standards und Normen ist der Austausch größerer Produktionsanlagen allein schon aus Kostengründen nicht von heute auf morgen möglich. Jedoch: Industrie 4.0 kommt evolutionär. Gemäß einer PWC-Studie werden die deutschen Industrieunternehmen in den nächsten 5 Jahren jährlich 40 Mrd. Euro in Industrie-4.0-Produkte investieren, Maschinenbauer rund 8,5 Mrd. Euro. Für sie geht es darum, sich bereits jetzt an diesem Prozess zu beteiligen und frühzeitig mit eigenen Produktangeboten für 4.0-Teillösungen bereitzustehen.

Zum Nachlesen

Das Management-Summary des Kolloquiums 2014 des branchen:netzwerks Capital Goods & Steel zu diesem Thema sowie die aktuelle Ausgabe des jährlich neu aufgelegten Branchenberichts Maschinenbau (Leseprobe unter Marktwissen nutzen ) und Branchenspecials zur Industrie 4.0 sind über die Betreuer der Commerzbank erhältlich.