Was ist Industrie 4.0? Unterschiede zu Industrie 3.0, Vorteile, Nachteile

• Industrie 1.0 brachte die Mechanisierung durch Dampfkraft und Webstuhl, Industrie 2.0 die Massenproduktion am Fließband.
• Industrie 3.0 steht für Automatisierung durch Computer und Elektronik.
• Industrie 4.0 baut diese Automatisierung mit Internet der Dinge (IoT) und künstlicher Intelligenz aus.
• Kennzeichen sind individualisierte Produkte, die Kopplung von Produktion und Dienstleistung und teilautonome Maschinen.

Was sind eigentlich Industrie 1.0, 2.0 und 3.0?

Industrie 4.0 basiert auf einem von der deutschen Regierung ins Leben gerufenen "Zukunftsprojekt", bei dem es um die intelligente Vernetzung von Maschinen und Abläufen in der Industrie mit Hilfe von Informations- und Kommunikationstechnologie geht.

Dies ist ein weiterer Schritt nach den vorherigen Industrie-Versionen. In der Industrie 1.0 kam es erstmals zu einer Mechanisierung durch Dampfkraft und Webstuhl. Industrie 2.0 zeichnete sich durch Massenproduktion mittels Fließbandarbeit aus. Durch Automatisierung mit Hilfe von Computern und Elektronik wurde Industrie 3.0 eingeläutet.

Das macht Industrie 4.0 besonders

Diese Automatisierung der Industrie 3.0 wird nun in der Industrie 4.0 durch das Internet der Dinge (kurz: IOT) und künstliche Intelligenz weiter ausgebaut.

Dies zeichnet sich durch Individualisierung und Hybridisierung von Produkten, also einer Kopplung von Produktion und Dienstleistung, aus. Weiters werden Kunden und Geschäftspartner in die Prozesse eingebunden. Erreicht wird dies durch Embedded Systems und teil-autonome Maschinen, die eigene Entscheidungen treffen.

Welche Vorteile und Nachteile hat Industrie 4.0?

Die Vernetzung von Maschinen, Produkten und Partnern bringt handfeste Vorteile, verlangt aber auch Investitionen und neue Kompetenzen.

Vorteile:

• Flexiblere Produktion: individualisierte Produkte bis hin zu kleinen Losgrößen, ohne die Fertigung jedes Mal umzubauen.
• Transparenz in Echtzeit: Maschinen-, Lager- und Auftragsdaten sind laufend verfügbar statt erst im Monatsbericht.
• Vorausschauende Wartung: Sensordaten zeigen Verschleiß, bevor eine Maschine ausfällt.
• Effizientere Abläufe: weniger Stillstand, weniger manuelle Erfassung, datenbasierte Planung von Material und Beständen.
• Neue Geschäftsmodelle: Produkte werden mit Dienstleistungen gekoppelt, etwa Wartung oder Nutzung als Service.

Nachteile und Herausforderungen:

• Hohe Investitionen in Sensorik, Software, Vernetzung und Integration bestehender Anlagen.
• IT-Sicherheit: Jede vernetzte Maschine ist ein zusätzlicher Angriffspunkt.
• Datenschutz und Datenhoheit, besonders wenn Kunden und Partner in die Prozesse eingebunden werden.
• Fachkräftebedarf: Mitarbeitende brauchen neue Qualifikationen im Umgang mit Daten und vernetzten Systemen.
• Komplexität und Abhängigkeiten: fehlende einheitliche Standards erschweren die Zusammenarbeit von Systemen verschiedener Hersteller.

Ob sich der Aufwand lohnt, entscheidet sich am konkreten Anwendungsfall. Der Einstieg gelingt meist mit einem überschaubaren Bereich, dessen Nutzen sich messen lässt.

Wo wird Industrie 4.0 angewendet?

Anwendungsgebiete für Industrie 4.0 gibt es viele: von einer flexibleren Produktion und wandelbaren Produktionsstraßen in Fabriken über eine optimierte Logistik, die optimale Lieferwege selbstständig berechnet, bis hin zu einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft, in der Produkte über ihren kompletten Lebenszyklus betrachtet werden.

Eine wichtige Säule für Industrie 4.0 ist daher die Logistik 4.0.

Was ist Logistik 4.0?

Logistik 4.0 bildet die Grundlage für ein ganzheitliches, digitales Supply Chain Management und ist eine fundamentale Säule für die Umsetzung von Industrie 4.0. Vernetzte, dezentrale Subsysteme wie Fahrzeuge und Roboter arbeiten in Echtzeit zusammen und finden so effizient optimale Lösungen.

Logistik 4.0 kommt in allen Logistikbereichen zum Einsatz. Ein Beispiel ist der Hamburger Hafen: Im Projekt Mobile Objects Management wurden Industriefahrzeuge wie Gabelstapler automatisiert gesteuert, auf Basis eines Echtzeit-Datenaustauschs mit Kunden und Lieferanten.

Neben intelligenten Fahrzeugen, Containern und Paletten reicht der Bogen von intelligenten Bestandsmessungen, die zu einer automatischen Wiederbeschaffung führen, bis zu dynamischer Routenfindung und Beladungsoptimierung in der Distribution. Die Technologien dahinter:

• GPS, RFID, Barcodes und QR-Codes
• Cloud und hybride Rechnerarchitekturen
• Electronic Data Interchange (EDI) und das Internet selbst
• Big Data und künstliche Intelligenz, weil Unmengen an Daten verarbeitet werden, und damit auch der Datenschutz

Logistik 4.0 ist ein fortlaufender Prozess, der ständig dazulernt. So lassen sich logistische Kennzahlen laufend verbessern und die Wettbewerbsfähigkeit steigern. Eine wichtige Säule der Logistik 4.0 ist wiederum der Einkauf 4.0.