Der Begriff Industrie 4.0 wird sehr oft in Verbindung gebracht mit der Digitalisierung von Unternehmen. Häufig wird der Begriff auch einfach nur als Schlagwort genannt. Dabei ist es genau genommen ein recht komplexes Thema, wenn von Industrie 4.0 die Rede ist. Weitere wichtige Begriffe, welche im Zusammenhang mit diesem Schlagwort auftreten, sind solche wie Automatisierung, Vernetzung oder plattformbasiertes Arbeiten. Auf jeden Fall benötigen Unternehmen dafür die richtige Technik, wenn sie für die Zukunft gewappnet sein wollen.
Industrie 4.0 und was das für moderne Unternehmen bedeutet
Grundsätzlich versteht man unter dem Begriff Industrie 4.0 eine intelligente Verknüpfung und Vernetzung verschiedener Unternehmenskomponenten wie beispielsweise Maschinen, Bürocomputer oder maschinell betriebene Abläufe innerhalb von Industrieunternehmen. Besonders großer Wert wird dabei gelegt auf eine dauerhafte Vernetzung verschiedener Unternehmenskomponenten, die im Zuge der Digitalisierung im Bereich der Kommunikations- und Informationstechnologie umgesetzt wird.
Auf den Markt befinden sich verschiedenste Lösungen für eine intelligente Vernetzung und eine immer weiter fortschreitende Digitalisierung von industriellen Unternehmen. Wichtig sind dabei zum Beispiel folgende Bereiche:
- Edge Computing, also die dezentrale Datenverarbeitung in der gesamten Netzwerkperipherie unabhängig von dem Ort, an dem die Daten generiert wurden
- die Nutzung so genannter cyber-physischer Systeme, also die systematische Vernetzung von Computern mitsamt Software und sonstiger elektronischer Komponenten
- Realtime Vernetzung von Maschinen und Objekten untereinander sowie die datenbasierte Simulation verschiedener Szenarien, beispielsweise innerhalb der Herstellung verschiedener Produkte
- der autonome Betrieb von Fertigungsrobotern und die Kommunikation von Maschinen untereinander (M2M Kommunikation)
- die vollautomatische Bestellung von notwendigen Ersatzteilen bzw. Fertigungsteilen direkt beim Hersteller ohne den notwendigen Eingriff von Personal
Weitere wichtige Technologiebereiche von Industrie 4.0
Ein wichtiger Teilbereich ist die fortgeschrittene Fertigung, beispielsweise die von Prototypen mithilfe des modernen 3D-Drucks. Wichtig ist ebenfalls die intelligente Analyse von großen Datenmengen aus unterschiedlichsten Quellen, beispielsweise aus dem EDV-Bereich oder direkt von Maschinen, um die auf Daten basierenden, betriebsrelevanten Entscheidungen zu unterstützen. Ein wichtiger Bestandteil hierbei ist die künstliche Intelligenz, also die Entwicklung intelligenter Algorithmen für verschiedene Anwendungen innerhalb von Datenanalysen oder autonomen Systemen. Eben erwähnt wurde bereits die autonome Zusammenarbeit wichtiger Betriebsbereiche wie beispielsweise Fertigungsroboter, die aufgrund von Sensordaten miteinander interagieren und dadurch in der Lage sind, auch ganze Fertigungsstufen selbstständig zu übernehmen.
Vernetzung ist Grundvoraussetzung
Ein weiteres wichtiges Schlagwort wurde bereits angesprochen, nämlich die Vernetzung von verschiedenen Maschinen oder Firmenbereichen, die ebenfalls einen wichtigen Bereich der Industrie 4.0 darstellt. Moderne Kommunikationsmittel und die Informationstechnologie sorgen für eine einwandfreie Vernetzung und somit für eine reibungslose Kommunikation zwischen verschiedenen Unternehmensbereichen und dadurch für eine wesentlich gesteigerte Produktivität. Ein Schwerpunkt dabei liegt in der intelligenten Vernetzung verschiedener Arbeitsbereiche. Es handelt sich um nichts anderes als einen natürlichen Fortschritt nach der Mechanisierung, der Massenproduktion und den ersten Ansätzen für eine Automatisierung, die im vorangegangenen „Versionen“ der Industrialisierung stattgefunden haben. In der heutigen Zeit geht es vor allem um eine Steigerung der Individualität verschiedener Unternehmensbereiche und eine gleichzeitig wesentlich effizienter gestaltete Arbeitswelt.
Flexibilität und Individualität im Bereich Industrie 4.0
Die Grundlagen müssen stimmen, um all die Vorteile nutzen zu können. Ein sehr wichtiger Bereich stellt dabei auch die Sicherheit dar, die in keinem Bereich vernachlässigt werden sollte, insbesondere bei der Vernetzung der Produktionsanlagen und mehrerer EDV-Anlagen über das Firmennetzwerk hinaus. Ebenso wichtig ist aber die Flexibilität. Die modernen Panel-PCs oder Industrie-PCs sollten auf die jeweiligen Kundenwünsche abgestimmt sein. So müssen beispielsweise für den Einsatz in Walzwerken ebenso passende EDV-Komponenten bereitgestellt werden können wie für andere Bereiche, beispielsweise bei der Herstellung von modernen Produkten der chemischen Industrie oder der Lebensmittelindustrie. So müssen die hier eingesetzten EDV-Anlagen verschiedene Schutzarten (beispielsweise IP 65) erfüllen können, je nachdem, wo sie zum Einsatz kommen. Schließlich sollen alle Industrie PCs auch unter erschwerten Bedingungen stets zuverlässig arbeiten.
Flexible Industrieumgebungen dank eines modularen Aufbaus
Die moderne Technik im Bereich der EDV- und Produktionselektronik zeichnet sich im Idealfall durch einen modularen Aufbau aus, der es ermöglicht, schnell und flexibel auf veränderte Produktionsbedingungen oder Anforderungen reagieren zu können. Mindestens ebenso wichtig ist es, dass die Industrie-PCs nach Möglichkeit ununterbrochen ohne nennenswerte Systemausfälle arbeiten. Aus diesem Grunde kommen fast ausschließlich Komponenten und Computer zum Einsatz, welche auch unter rauen Umgebungsbedingungen zuverlässig arbeiten, im Idealfall ohne ausfallträchtige Verschleißteile wie zum Beispiel Lüfter. Ebenso wichtig ist es, im Falle des Falles die Anlagen so schnell wie möglich wieder in Betrieb nehmen zu können. Hierfür ist ein schneller Austausch von defekten Komponenten wie beispielsweise der einer Festplatte nötig, der im Idealfall nur wenige Augenblicke dauert. Industrie 4.0 steht also auch für eine hohe Flexibilität und im Falle des Falles eine entsprechende Vorbereitung und schnelles Handeln.
Kundenorientierung und optimale Nutzung von Ressourcen
Das Ziel ist es, alle genutzten Ressourcen und Einrichtungen über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg optimal einzusetzen. Auch dies ist ein wesentlicher Bestandteil von Industrie 4.0. Die Herausforderung besteht darin, einerseits nach Kundenorientierung klar formulierte EDV-Komponenten zur Verfügung zu stellen, die jederzeit optimal arbeiten und während ihrer gesamten Nutzungsdauer eine optimale Nutzung ermöglichen. Dies gilt nicht nur für die Hardware, sondern auch für die Vernetzung und die daraus entstehenden Datennutzungen bzw. das Datenvolumen. Dies ist nur möglich bei der optimalen Vernetzung aller Unternehmenskomponenten wie beispielsweise Computern, Industrie-PCs oder Produktionsanlagen.
Internet der Dinge (Internet of Things) und Industrial Internet of Things
Die Vernetzung und Steuerung digitaler Anlagen geht heute meistens weit über das firmeninterne Netzwerk hinaus. Immer häufiger kommt es zur Vernetzung von verschiedenen Unternehmensbereichen über das Internet und der Verbindung einzelner Anlagen und Komponenten direkt mit dem Internet. Ein wichtiges Schlagwort hierbei lautet Internet der Dinge(Internet of Things, kurz IoT), das aufgrund der industriellen Anforderungen besondere Sicherheitsstandards aufweisen muss. Besonders gilt dies für Bereiche wie das so genannte Cloud-Computing, einem immer wichtiger werdenden Bereich, bei dem viele Dienste und Services ortsunabhängig genutzt werden können, allerdings nur bei einer entsprechenden Vernetzung und ausreichenden Sicherheitsstandards. Auch dieser Bereich ist ein wichtiger Zweig der Industrie 4.0, wobei gerade in diesem Bereich im Moment eine starke Etablierung verschiedener Standards stattfindet.
Optimale Vernetzung über die Firmengrenzen hinaus
Die Digitalisierung und die damit stattfindende Vernetzung rückt auch bei Bereichen wie Industrie 4.0 immer stärker in den Mittelpunkt, besonders bei der Vernetzung verschiedener Produktionsstätten mit einer optimalen Übertragungsgeschwindigkeit für relevante Daten. In vielen Firmen hat sich der einst visionäre Charakter des Gesamtkonzepts bereits zu einem realen Phänomen in Form der Umsetzung moderner Technologie weiterentwickelt. Zwar wird es wahrscheinlich noch eine Weile dauern, bis der Standard Industrie 4.0 vollständig ausgebaut ist. Der Ausbau der relevanten Technologien ist allerdings im vollem Gange, beispielsweise der in den wichtigsten vier Bereichen an Aktivität und Kommunikation, die intelligente Analyse und Verarbeitung betriebsrelevanter Daten, eine reibungslose Interaktion zwischen Mensch und Maschine sowie die fortgeschrittene und auf optimale Effizienz ausgerichtete Fertigung mithilfe modernster Technologien.
Fazit:
Die Digitalisierung und Begriffe wie Industrie 4.0 stehen in einem direkten Zusammenhang. Deutschland ist hier sozusagen mitten in der Entwicklung und gehört durchaus zu den Vorreitern in diesem Bereich. Ohne eine geeignete Technik und moderne Computersysteme mit ausreichenden Sicherheitsstandards geht es heute nicht mehr. Dies gilt sowohl für die Zuverlässigkeit der verwendeten Computersysteme als auch für ausreichende Sicherheitsstandards und optimal auf die jeweiligen Kundenbedürfnisse zugeschnittene EDV-Anlagen und Industrieanlagen.
