Suchen

125 Jahre MM Maschinenmarkt

Wie Industrie 4.0 Automatisierung und IT zusammenwachsen lässt

Die vierte industrielle Revolution ist die erste, die einen Namen bekam, bevor sie stattgefunden hatte. Warum Industrie 4.0 dennoch deutlich mehr ist als ein Marketingbegriff und weshalb sie nicht einfach die Weiterführung der Industrie 3.0 ist, zeigen wir in diesem Beitrag.

Firmen zum Thema

Der Begriff Industrie 4.0 geht auf die Hannover Messe im Jahr 2011 zurück. Doch wie hat er sich seit dem entwickelt und was hält die Zukunft bereit?
Der Begriff Industrie 4.0 geht auf die Hannover Messe im Jahr 2011 zurück. Doch wie hat er sich seit dem entwickelt und was hält die Zukunft bereit?
(Bild: ©Siarhei - stock.adobe.com)

Seit nunmehr 125 Jahren berichtet der MM schon über die Geschehnisse und Entwicklungen aus der Industrie. Damit war man bei allen „industriellen Revolutionen“ – abgesehen von der ersten – live dabei. Es scheint passend, dass nun zum 125-jährigen Bestehen des Magazins eine weitere „Revolution“ im Gange ist. Diese, da sind wir uns sicher alle einig, unterscheidet sich aber deutlich von ihren Vorgängern. Nicht nur, dass sie häufig weniger sichtbar ist als rauchende Schornsteine und getaktete Produktionslinien; sie vollzieht sich auch gleichzeitig mit ähnlichen Neuerungen im privaten Bereich. Es handelt sich um die Digitalisierung unserer gesamten Gesellschaft.

Grund genug also, an dieser Stelle einen genaueren Blick auf die vierte industrielle Revolution zu werfen, die wir beim MM Maschinenmarkt seit ihrer Geburtsstunde aktiv begleiten. Das allerdings ist eine etwas diffizile Angelegenheit, gehen die Besonderheiten der Industrie 4.0 doch schon beim Namen weiter, denn dieser Begriff selbst ist kein historischer. Industrie 4.0 leitet sich vom Gedanken der vierten industriellen Revolution ab. Nun steht man aber vor dem Problem, dass eine industrielle Revolution in der Vergangenheit erst als solche bezeichnet wurde, nachdem sie abgeschlossen war. Bei Industrie 4.0 ist das nicht der Fall, hier haben wir es eher mit einem Agenda-Setting zu tun. Der Begriff beschreibt, was passieren soll und muss und nicht, was passiert ist. Wann soll man nun den Ursprung dieses Begriffs ansiedeln? Geht man vom Ursprung des Wortes aus oder vom Ursprung der Technik, die das Kernelement von Industrie 4.0 ist?

Rechenleistung nicht auf adäquatem Niveau

Technisch gesehen bilden Digitalisierung, Vernetzung und Automatisierung den Kern der Industrie 4.0. Im weiten Sinne könnte man sagen: All diese Dinge haben ihren Ursprung in der Entdeckung und Nutzbarmachung der Elektrizität. Jedoch scheint das bei genauer Betrachtung ein wenig weit hergeholt. Denn das, was heute unter Industrie 4.0 verstanden wird, hat wenig damit zu tun, wie Elektrizität im späten 19. Jahrhundert genutzt und verstanden wurde.

Man kann argumentieren, dass die Erfindung des Computers den Grundstein für die Industrie 4.0 gelegt hat. Ohne Computer keine Digitalisierung sowie kein Internet. Und ohne Internet sieht es auch mit der Vernetzung schlecht aus. Folgt man diesem Gedankengang, befindet man sich zeitlich gesehen in den späten 30er-Jahren, um genau zu sein in 1937. In diesem Jahr entwickelte der Bauingenieur Karl Zuse mit dem Z1 die erste Maschine, die automatisch im Binärsystem rechnen konnte. Dieser „Computer“ arbeitete allerdings noch mechanisch. In den 40er-Jahren folgten dann elektrische Systeme und in den 50er-Jahren arbeitete man schon mit Transistoren.

Im Jahr 1969 wurden dann gleich zwei weitere Fundamente für die Industrie 4.0 gelegt. Zum einen wird die erste speicherprogrammierbare Steuerung entwickelt, zum anderen entsteht das Internet. Am 29. Oktober 1969 wurde erstmals eine Nachricht zwischen zwei kabellos vernetzten Computern versendet. Das World Wide Web, oder zumindest eine erste Form davon, folgte dann 1989. 1990 wird es dann auch kommerziell freigegeben. Somit sind die Voraussetzungen für die Industrie 4.0 eigentlich erfüllt. Allerdings sprach man in den 90er-Jahren noch nicht von einer vierten industriellen Revolution sondern von CIM (Computer-Integrated Manufacturing), von dem man sich große technische Fortschritte erhoffte. Das scheiterte aus verschiedenen Gründen (siehe Kastentext).

Ergänzendes zum Thema
Computer-integrated Manufacturing
Altes Konzept im neuen Gewand?

Natürlich machte man sich auch schon vor der Hannover Messe im Jahr 2011 Gedanken darüber, Computer, digitale Daten und das Internet in der Fertigung zu nutzen. Das Konzept dahinter ist Computer-integrated Manufacturing (CIM), das Joseph Harrington im Jahr 1973 vorstellte. Es sah eine computerbasierte Integration der betriebswirtschaftlich orientierten mit den technischen Funktionen vor, um die Abläufe in Fertigungsbetrieben zu verbessern.

Grundlage dafür war ein gemeinsames Netz, das Softwaresysteme wie CAD, CAQ und Produktionsplanung zusammenführen sollte. Der sinnvolle Gedanke, Informationen zu verknüpfen, scheiterte kläglich aus verschiedenen Gründen: zum einen hatte man den Menschen im gesamten Konzept nicht berücksichtigt, zum anderen waren die IT-Systeme gar nicht fähig, die Ideen umzusetzen. Hinzu kamen mangelnde Bereitschaft zur Umsetzung und zu hohe Komplexität.

„Revolution“ ist noch nicht abgeschlossen

Der Begriff Industrie 4.0 geht auf die Hannover Messe im Jahr 2011 zurück und wurde von der Bundesregierung in ihre Hightech-Strategie 2020 aufgenommen. Die Deutsche Akademie der Technikwissenschaften legte 2013 eine Forschungsagenda zum Thema fest. Auf der Hannover Messe 2014 gründeten Bitkom, VDMA und ZVEI die Plattform Industrie 4.0. Das Thema ist seitdem ein Schwerpunkt der Messe und aktuell eines der zentralen Themen der deutschen Industrie.

Einen spezifischen Zeitpunkt, der den Beginn von Industrie 4.0 festlegt, gibt es nicht. Die Geschichte dieser „Revolution“ ist auch noch nicht abgeschlossen. Techniken entwickeln sich kontinuierlich weiter, die vierte industrielle Revolution ist voll im Gang.

Wie sieht es nun aktuell mit der Umsetzung von Industrie 4.0 aus? Wird die Realität dem Hype gerecht? Die Automatisierungsspezialisten des baden-württembergischen Unternehmens Pilz sind in Bezug auf die Automatisierung guter Dinge. In Deutschland hätten die strukturierte Vorgehensweise der Ingenieure, das breitgefächerte Portfolio der Unternehmen und das umfangreiche Know-how von kleinen und mittelständischen Betrieben zu einer effektiven Umsetzung beigetragen. Auch Pilz war daran beteiligt, denn die geschäftsführende Gesellschafterin Susanne Kunschert wurde in die Forschungsunion berufen. Als Mitglied des zentralen Beratungsgremiums der Bundesregierung brachte Kunschert dann vorrangig den Aspekt der Industrial Security vor, der als zentraler Punkt in die Umsetzungsstrategie von Industrie 4.0 übernommen wurde.

Trotzdem gebe es auch noch Herausforderungen. Gerade bei der Verschmelzung von IT und Automation sieht Klaus Stark, Leiter Innovationsmanagement bei Pilz, noch Handlungsbedarf. „Dies ist nicht primär ein technisches Problem, sondern ein Thema der Organisation und Zusammenarbeit.“

Bei Siemens, einem der Vorreiter bei der Umsetzung von Industrie 4.0, sieht man vor allem den Fokus auf den Kunden und dessen individuelle Wünsche als wichtig an. Dr. Jan Mrosik, Chief Operating Officer Digital Industries von Siemens, meint: „Die Digitalisierung ist Chefsache und muss ganzheitlich angegangen werden. Unser Digital-Enterprise-Portfolio ermöglicht deshalb durchgängige Software- und Automatisierungslösungen, mit denen die gesamte Wertschöpfungskette nahtlos integriert und digitalisiert werden kann, einschließlich der Zulieferer.“ Mrosik ist auch der Meinung, dass es bei der Umsetzung von Industrie-4.0-Konzepten vor allem für kleine und mittelständische Unternehmen wichtig sei, „jetzt“ damit anzufangen. Die Kernfragen, die dabei gestellt werden müssten, seien: „Wo sehe ich die größten Potenziale für mein Unternehmen? Wie kann ich einen konkreten Business Case daraus entwickeln oder auch einen bestehenden weiter optimieren? Und wie kann ich die Digitalisierung dann nach und nach ausbauen?“ Natürlich könne man nicht erwarten, dass ein Unternehmen von heute auf morgen die gesamte Infrastruktur umstellt. „Deshalb kommt es vielmehr darauf an, an der richtigen Stelle zu beginnen und ein langfristiges Programm für eine Transformation aufzusetzen, das realistisch und vor allem auch wirtschaftlich tragbar ist“, erklärt Mrosik.

Bildergalerie

Offene Standards sind das A und O

Das Industrial Internet of Things (IIoT) ist für viele wohl auch untrennbar mit Industrie 4.0 verbunden. Bei den IIoT-Experten von Schneider Electric sieht man die Vorteile des Internet of Things im zeit- und ortsunabhängigen Arbeiten und verkürzten Produktionszyklen. Durch cloudbasierte IIoT- Lösungen habe man die Möglichkeit, auf Maschinen digital zuzugreifen und deren Überwachung sowie Wartung aus der Ferne zu steuern. Über Virtual- und Augmented-Reality-Systeme ließen sich Inbetriebnahmezeiten verkürzen sowie Wartung und Support vereinfachen. Über Cloud-­Dienste könne der Benutzer außerdem Software ganz individuell, zugeschnitten auf die eigenen Anforderungen flexibel nutzen. „Ich bin davon überzeugt, dass die Differenzierung im Wettbewerb in Zukunft stärker über innovative, anwenderbezogene Softwarelösungen stattfinden wird“, erzählt Jürgen Siefert, Vice President Industrial Automation DACH bei Schneider Electric. Laut Seifert hat das Industrial Internet of Things schon viel bewegt, aber noch nicht im ganzheitlichen Sinne. Seiner Meinung nach besteht die Notwendigkeit darin, weg von proprietären Systemen, hin zu ganzheitlichen zu gehen. „In diesem Sinne sind offene Standards das A und O, um auch für zukünftig veränderte Kundenanforderungen gerüstet zu sein“, sagt Siefert.

Menschenleere Fabrik ist nicht erstrebenswert

Man sieht: Die vierte Industrielle Revolution ist in vollem Gange, aber es gibt noch Luft nach oben. Was kann man noch erwarten, wie geht die Entwicklung weiter? Werden wir in Zukunft vollkommen menschenleere Fabrikhallen sehen, die nur noch von intelligenten Maschinen bevölkert sind? Die Experten von Pilz glauben nicht daran. „Selbstkonfigurierbare Systeme, autonome Maschinen und Fahrzeuge rücken in greifbare Nähe. Eine menschenleere Fabrik ist zum einen nicht erstrebenswert und zum anderen auch technisch noch in der Ferne“, erklärt Klaus Stark. Durch seine sensorischen und kognitiven Fähigkeiten könne sich der Mensch schnell an wechselnde Situationen anpassen. Aus der industriellen Produktion sei er deswegen nicht wegzudenken. Da Mensch und Maschine aber in Zukunft immer enger zusammenarbeiten könnten, werde die Arbeitssicherheit wichtiger. Stark sieht dabei diese Maxime: „Nicht der Roboter kann sicher sein, sondern die Applikation muss sicher sein.“

Bei Siemens sieht man neue Formen der Zusammenarbeit aller an der Prozesskette beteiligten Partner als wichtigen Faktor, um die nächste Stufe der digitalen Transformation zu erreichen. Lieferanten und Anwender müssten gemeinsam bereits vorhandene Technologien wie Simulationssoftware oder Automatisierungslösungen durch den gezielten Einsatz von Zukunftstechnologien weiterentwickeln. Dr. Jan Mrosik meint: „Durch den gezielten Einsatz von Künstlicher Intelligenz, Edge Computing, Additive Manufacturing oder Industrial 5G werden sich in Zukunft die Flexibilität und Produktivität noch deutlich steigern lassen.“

Der Begriff Industrie 4.0 wurde 2011 erstmals auf der Hannover Messe geprägt.
Der Begriff Industrie 4.0 wurde 2011 erstmals auf der Hannover Messe geprägt.
(Bild: Deutsche Messe)

Produktion und Auftragssteuerung vernetzen

Alle Ebenen von Produktion und Auftragssteuerung vernetzen, das ist die Grundidee hinter IIoT. Schneider Electric sieht das als Ziel für die Zukunft: auf Basis dieser Vernetzung und der daraus resultierenden Daten Geschäftsideen abzuleiten und Unternehmen weiterzuentwickeln. „Nur so wird es Unternehmen überhaupt möglich, die Vorteile des IIoT für sich zu nutzen – etwa um Fertigungsabläufe zu flexibilisieren, individuell aufeinander abzustimmen und den gewünschte Produktivitätszuwachs zu erreichen“, sagt Jürgen Siefert.

Die Marschrichtung scheint klar. Industrie 4.0 ist auf einem guten Weg, aber noch ist der Gipfel nicht erreicht. Die Technologien sind vorhanden, um weiterzukommen. Um die nächste Stufe zu erreichen, müssen die noch weiterentwickelt und optimiert werden.

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 46119413)

Über den Autor

M. A. Benedikt Hofmann

M. A. Benedikt Hofmann

Chefredakteur, MM MaschinenMarkt