Industrie 4.0 Die Vierte Industrielle (R)evolution

Nils Graefe, 12.08.2015 00:00 Uhr
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Werkzeugträger an den Montagelinien tragen RFID-Chips, die mit allen notwendigen Infos für die Produktvariante beschrieben und an jeder Arbeitsstation gelesen werden können. Foto: Bernhardt / ZVW
Werkzeugträger an den Montagelinien tragen RFID-Chips, die mit allen notwendigen Infos für die Produktvariante beschrieben und an jeder Arbeitsstation gelesen werden können.Foto: Bernhardt / ZVW

Waiblingen. Ein Wort liefert momentan den Antriebsstoff für umtriebige Aktivitäten von Unternehmen und Verbänden: Industrie 4.0. Der Begriff ist reichlich unscharf. Woher er stammt und was er im Detail bedeutet, soll in einer neuen Serie dieser Zeitung beleuchtet werden.

„Der Begriff Industrie 4.0 steht für das vertiefte Zusammenwachsen von Maschinenbau und Elektrotechnik mit der Informationstechnologie zu einer intelligent vernetzten Produktionsweise in den Fabriken der Zukunft“, verkündete das Landeswirtschaftsministerium Ende März dieses Jahres. „Die Landesregierung will Baden-Württemberg zum führenden Standort für Industrie 4.0 machen. Auf Initiative von Minister Nils Schmid wurde am 26. März deshalb die Allianz Industrie 4.0 Baden-Württemberg gegründet.“

Schmid hüpft mit seinem Engagement für die Industrie 4.0 auf einen Werbe-Zug auf, der bereits 2011 gestartet ist. Auf der damaligen Hannover-Messe wurde der Begriff geprägt und auch Kanzlerin Merkel hat ihn sich auf die Fahnen geschrieben. Seither sind die Fachzeitschriften voll und es sprießen bundesweit mit Politikern und Unternehmens- oder Verbandsvertretern besetzte Arbeitsgruppen und Firmencluster aus dem Boden. Im Eiltempo wurden umfangreiche Studien veröffentlicht.

Die Erwartungen sind hoch: Die Fortentwicklung von Industrie 4.0 könnte Deutschland ein Wirtschaftswachstum in Höhe von 78 Milliarden Euro bis zum Jahr 2025 bescheren, prognostizieren der IT-Branchenverband Bitkom und das Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) in Stuttgart in einer gemeinsamen Studie von 2014. Branchen wie der Maschinen- und Anlagenbau könnten derweil um bis zu 30 Prozent wachsen. Diese Zahlen stießen jedoch auch vielerorts auf Gegenrede. Sie schürten unrealistische Erwartungen und müssten mit den für ein solches Wachstum notwendigen Investitionen gegengerechnet werden, so die Kritiker.

Vom ersten automatischen Webstuhl bis hin zu virtuellen Welten

Leutete die Erfindung des automatischen Webstuhls im Jahr 1784 die Erste Industrielle Revolution ein, so begann die zweite 1870 mit der Arbeitsteilung in den Schlachthäusern Cinncinnatis und kam mit der Fließbandfertigung bei Ford in den USA zur Blüte. Als Dritte Industrielle Revolution gilt die Einführung der ersten digitalen und frei programmierbaren Steuerung, die analoge Festverdrahtungen und binäre Steuerungsprozesse abzulösen begann. Die Vierte Industrielle Revolution (Industrie 4.0) bezeichnet in dieser Logik die weitere Vernetzung und Automatisierung aller Produktionsprozesse.

Die Wittenstein bastian GmbH in Fellbach, Hersteller mechatronischer Antriebstechnik, sieht sich hier als Wegbereiter. In einer 2012 eröffneten „Urbanen Produktion“, erprobt Wittenstein die „Fabrik der Zukunft“, in der Menschen, Maschinen und Produkte sich mit Hilfe von intelligenten Cyberphysischen Systemen (CPS) ständig miteinander austauschen. Durch die vollständige Vernetzung der Prozesse entstehen systemseits exakte virtuelle Echtzeit-Abbilder des Materialflusses. Dadurch können auf Basis aktueller Daten Entscheidungen getroffen und Ablaufprozesse unmittelbar gesteuert werden. Stichwort: digital manufacturing (digital vernetzte Herstellung). Wir werden die Schaufensterfabrik von Wittenstein in Fellbach besuchen – ein Teil unserer Serie wird davon handeln.

Quelle: Youtube/VDMA/vorgeschlagen im Kanal der Wittenstein AG
 

Die smarte Produktion: Dezentral-intelligent vernetzt

Industrie 4.0, das ist ein Paradigmenwechsel: Die Industrieproduktion entfernt sich von einer zentralen Fabrik-Steuerung und wird zunehmend dezentral-intelligent. Prozesse werden miteinander vernetzt und steuern sich teilweise selbst. Doch nicht nur Mensch und Maschine kommunizieren und interagieren miteinander, sondern auch Maschine und Maschine. Die Marktgegebenheiten erfordern dies, genauer die immer größer werdende Variantenvielzahl eines Produkts je nach Kundenwunsch-Konfiguration. Werkzeuge sind codiert und beziehen automatische Prozessparameter von einem Leit-System. Die Parameter werden an die Maschinen weitergegeben. Rohlinge „sagen“ den Maschinen, wie sie bearbeitet werden sollen. Werkstück beziehungsweise Werkstückträger steuern fürderhin „selbst“ die Montage.

Kärcher in Winnenden und Stihl in Waiblingen zum Beispiel haben Montagelinien nach diesem dezentralen Prinzip eingerichtet. Werkzeugträger an den Montagelinien tragen RFID-Chips, die mit allen notwendigen Infos für die Produktvariante beschrieben und an jeder Arbeitsstation gelesen werden können. RFID steht für radio-frequency identification (Erkennung mittels elektromagnetischer Wellen).

In unserer Serie werden wir diese „Industrie 4.0“-Linien der beiden Unternehmen genauer unter die Lupe nehmen und auch bei Firmen wie Bosch in Waiblingen, Lütze in Großheppach oder Harro Höfliger in Allmersbach im Tal vorbeischauen.

Ein weiterer Beitrag der Serie wird die Gewerkschaftsperspektive darlegen und nicht zuletzt der Frage nachgehen: Wo bleibt bei all der Automatisierung der Mensch?

Industrie 4.0 verbindet Produktionstechnologien und Maschinenbau mit sogenannten embedded systems (Softwarebausteine, die in den Industrieprodukten integriert sind). Der Druckguss-Maschinenbauer Oskar Frech in Schorndorf bietet seinen Kunden ein solches embedded system an. Doch aus dem Datenüberfluss (big data) durch intelligentes „Schürfen“ (data mining) auch verwertbare Daten (smart data) zu generieren und diese auch tatsächlich zu verwerten, ist eine der großen Herausforderungen, sagt Dr.-Ingenieur Kai Kerber, Leiter Ressourcenmanagement und Gießereiprozesse.

Immer wichtiger werden dabei offene Schnittstellen für die unkomplizierte Vernetzung von Maschinen gemäß dem sogenannten OPC-UA-Standard. OPC steht für Open Platform Communications und UA für Unified Architecture.

Wir stellen im Rahmen der Serie auch eine Firma aus dem Rems-Murr-Kreis vor die Industrie-4.0-taugliche IT-Lösungen anbietet: die NSG Systems GmbH aus Spiegelberg.

Smarte Produkte, oder: Das Internet der Dinge und Dienste

Doch Industrie 4.0 bedeutet eigentlich viel mehr als nur digital gekoppelte Industrieproduktion. „Der Begriff Industrie 4.0 ist unscharf, der US-amerikanische Internet of Things and Services (Internet der Dinge und der Dienste) ist besser, weil weitergefasst“, sagt Wolfgang Thomar, Bereichsleiter Production Engineering & Technology beim Winnender Reinigungsgeräte-Hersteller Kärcher. Denn es gehe auch und vor allem um die intelligente Datenerfassung und Nutzung, nicht nur im Sinne einer smarten Produktion, sondern eben auch im Sinne smarter Produkte und Dienstleistungen. Kärcher hat hier bereits starke Duftmarken gesetzt mit seinem Flottenmanagement für Reinigungsgeräte oder RFID-Tag-Schlüsseln mit Zugriffhierarchien auf die Geräte. Dem Internet der Dinge ist ebenfalls ein Teil unserer Serie gewidmet.

Industrie wieder sexy

Den großen Finanzcrash 2007, auf den auch eine weltweite Wirtschaftskrise folgte, hat Deutschland nur auffedern können, „weil wir noch einen großen Anteil Real-Industrie haben, also produzierendes Gewerbe. Andere Länder in Europa, die stattdessen vor allem auf Dienstleistung und Finanzwirtschaft gesetzt haben, hatten da größere Probleme“, sagt Wolfgang Thomar, Bereichsleiter Production Engineering & Technology beim Reinigungsgeräte-Hersteller Kärcher.

„So wird der Ansatz, die Industrie wieder zu beflügeln, weil sie Stabilität verspricht, gerade auch durch die Diskussion um eine Modernisierung in Richtung Industrie 4.0 bestärkt.“

Industrie 4.0 mache das Thema Industrie „auch wieder ein bisschen mehr sexy“, weil Maschinenbau und Mechatronik auch immer IT-lastiger werden und selbst Monteure mit modernen smarten Gerätschaften wie Touchscreens (Drückbildschirme) hantieren, so Thomar.

 

Im zweiten Teil unserer Serie geht es um die neue Montagelinie von Kärcher in Winnenden. 

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Kommentare (5)
malschaun Ist schon länger als 1 Jahr her
Nils Schmid redet von Industrie 4.0. Ausgerechnet der, der noch nie in seinem Leben körperlich gearbeitet hat.
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Skynet Ist schon länger als 1 Jahr her
Industrieelle Revolution oder 4te Dimension ? Der Mensch neigt dazu, vieles zu Glauben was er für gut und fortschittlich empfindet. Jedoch hinterfrägt er sich und das System nicht. Selbstkritisch sind die Wenigisten. Die Möglichkeit 40000 Varianten bauen zu können klingt ja recht toll, aber werden auch soviele gebaut ? Ich wage es zu bezweifeln. Der Einsatz von Technik war vor ungefähr 100 Jahren nicht nur auf Rationalisierungsmaßnahmen zurückzuführen sondern in vielen Fällen auf die Erleichterung der "KÖRPERLICHEN" Arbeit. Auch wurde dies in einigen Gesetzen zum Schutz der Arbeitnehmer/innen verankert. Es ist schon Paradox....heutzutage müsste der Mensch eigentlich vorm verblöden geschützt werden......Individuum ade....Nur eine Frage der Zeit bis das verblöden auch in nicht produktiven Teilen der Unternehmen einsetzen tut. aus dem Film 8mm ........Wenn du dich mit dem Teufel einlässt, verändert sich nicht der Teufel ... der Teufel verändert dich........
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Jannik Ist schon länger als 1 Jahr her
Alles muss schneller und besser werden. Wir brauchen Wachstum und nochmals Wachstum. Eigentlich sollte klar sein, dass dies nicht möglich ist. Und dann werden halt ein paar neue Arbeitsplätze geschaffen und andere fallen weg. Und wie sieht die Zukunft aus? Irgendwann laufen nur noch Roboter herum und der Arzt liest via Chip Patientendaten aus. Ich bin jemand der nicht jedes halbe Jahr ein neues Smartphone braucht. Außerdem fand ich die Zeit früher gar nicht so schlecht. Heute geht es doch nur noch um Profit und grenzenlose Gier. Sinnvoller Fortschritt ja, aber Wachstum um jeden Preis? Im medizinischen Sektor würde ich das begrüßen, um Krankheiten endlich heilen zu können, aber in der Industrie vollzieht sich meiner Meinung nach ein ungesunder Wandel.
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murdoc Ist schon länger als 1 Jahr her
Du wünscht dir Fortschritt, damit es Menschen einfacher haben und weniger arbeiten, beklagst dich im gleichem Atemzug aber darüber das deswegen Jobs wegfallen. Anderswo werden zur Entwicklung, Design, Fertigung, Wartung etc pp dieser Maschinen neue Jobs geschaffen. Fortschritt funktioniert nur wenn man Altes hinter sich lässt und/oder verbessert. Ansonsten würden wir heute noch mit der Kutsche fahren, damit der Kutscher nicht seinen Job verliert.
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Jannik Ist schon länger als 1 Jahr her
Wir werden sehen wo das noch alles hinführt. Eigentlich sollte ja der technische Fortschritt dazu genutzt werden dass es den Menschen einfacher gemacht wird, bzw. diese eventuell sogar weniger arbeiten müssen. Stattdessen wird dies wieder unzählige Arbeitsplätze kosten.
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