Industrie 4.0 und Digitalisierung

    Industrie 4.0

    Was bedeutet Industrie 4.0 in unserer heutigen Zeit und für die Zukunft von etablierten Unternehmen? Welchen Einfluss hat die Digitalisierung in der Industrie 4.0 und welche Vorteile bietet die Umstellung auf Industrie 4.0 Technologien?

    Wir befinden uns inmitten eines tiefgreifenden Wandels bei der Herstellung von Produkten durch die Digitalisierung der Fertigungsprozesse.

    Dieser Übergang ist so gravierend, dass er als vierte Revolution in der Industrialisierung bezeichnet wird.

    Was bedeutet Industrie 4.0 und welche Folgen wird es in den kommenden Jahren auf unser alltägliches Leben haben?

    Bevor wir genauer auf die Frage „Was ist Industrie 4.0?″ eingehen, tauchen wir für einen Augenblick in die Geschichte der Industrialisierung ein.

    Wir sind Zeuge einer industriellen Evolution, die von der ersten, durch Wasserkraft angetriebenen Spinnmaschine über die Dampflok bis hin zum heutigen, digitalen Zeitalter und dem Internet der Dinge reicht.

    Die Industrialisierung im Wandel der Zeit

    Der industrielle Wandel kann in insgesamt vier Phasen unterteilt werden:

    1. Die ersten Schritte wurden mit der Mechanisierung durch Wasser- und Dampfkraft Ende des 18. Jahrhunderts gemacht. Die bis dahin vorwiegend durch Menschen bedienten Maschinen wurden immer mehr durch Wasser- und später Dampfkraft abgelöst.

    2. Mit der Automobilindustrie wurde die zweite Revolution der Industrialisierung eingeläutet. Die Akkord- und Fließbandarbeit war geboren und massenweise Produkte konnten dadurch in Höchstgeschwindigkeit hergestellt werden.

    Das führte auch zu Veränderungen in der internen Firmenkommunikation sowie zu veränderten logistischen Herausforderungen.

    Die Herstellungsprozesse von Rohstoffen, Lebensmitteln, Kleidung und Automobilen liefen zum größten Teil bereits automatisiert ab. Hier liegt der Ursprung der Globalisierung, denn der Handel erfolgte zum ersten Mal interkontinental.

    3. Die dritte industrielle Revolution begann in den 70er Jahren und wird auch als digitale Revolution bezeichnet. Hierbei werden automatisierte Prozesse mithilfe von Elektronik und Informationstechnologien perfektioniert. Zentrale Rechenmaschinen werden vom PC abgelöst, der seither aus keinem Büro und Privathaushalt mehr wegzudenken ist.

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    4. Aktuell erleben wir die vierte industrielle Revolution. Die Industrie 4.0 nach Definition beschreibt den digitalen Wandel im industriellen Zeitalter, in der Menschen, Produkte, Maschinen und der logistische Sektor direkt und dezentral miteinander kommunizieren.

    Der Fokus liegt nun auf vernetzter Kommunikation und bedarfsorientierten Produktionsprozessen.

    Was ist Industrie 4.0?

    Das neue Zeitalter der modernen Industrie 4.0 hat begonnen. Industrie 4.0 bezieht sich im Wesentlichen auf eine neue Phase der industriellen Revolution, die sich stark auf Vernetzung, Automatisierung, maschinelles Lernen und Echtzeitdaten konzentriert.

    Industrie 4.0 wird auch als IIoT oder Smart Manufacturing bezeichnet und verbindet physische Produktions- und Betriebsabläufe mit intelligenten Digitaltechnologien.

    Hierbei entstehen enorme Datenmengen (Big Data), die dazu beitragen, dass die Maschinen ständig dazulernen. Das führt zu besser vernetzten Unternehmen, die sich durch eine ganzheitliche Produktion und ein ausgefeiltes Lieferkettenmanagement auszeichnen.

    Obwohl jedes Unternehmen und jede Organisation anders ist, stehen sie alle vor einer gemeinsamen Herausforderung:

    Die Notwendigkeit der Vernetzung und des Zugangs zu Echtzeit-Einblicken über Prozesse, Partner, Produkte und Personen.

    An dieser Stelle kommt Industrie 4.0 ins Spiel.

    Was ist Industrie 4.0 genau?

    Hierbei geht es nicht nur um Investitionen in neue Technologien und Tools zur Verbesserung der Fertigungseffizienz, sondern auch darum, die Art und Weise, wie das gesamte Unternehmen arbeitet und wächst, zu transformieren und revolutionieren.

    Industrie 4.0 Definition

    Die Schwierigkeit,  Industrie 4.0 zu definieren, liegt in der Komplexität des Sachverhalts.

    Im Wesentlichen geht es darum, dezentral arbeitende Maschinen in die Lage zu versetzen, eigenständig Entscheidungen zu treffen, indem sie mit anderen Produktionseinheiten kommunizieren. Die betreffenden Elemente können selbstständig Lösungen für Probleme finden, Produktionsengpässe vorhersehen und entsprechend darauf reagieren.

    Die vierte industrielle Revolution bringt die Automatisierung von Fertigungsprozessen auf ein neues Niveau, indem sie maßgeschneiderte und flexible Massenproduktionstechnologien einführt.

    Das bedeutet, dass die Maschinen selbstständig arbeiten beziehungsweise mit dem Menschen zusammenarbeiten, um ein kundenorientiertes Produktionsfeld zu schaffen, welches ständig an der Instandhaltung arbeitet.

    Die Maschine wird somit zu einer unabhängigen Einheit, die in der Lage ist, Daten zu sammeln, zu analysieren und entsprechend zu reagieren.

    In der Industrie 4.0 bedienen die Menschen nicht mehr die Maschinen, sondern sie arbeiten Hand in Hand mit ihnen zusammen.

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    Die Plattform Industrie 4.0

    Die Bewegung der Industrie 4.0 in Deutschland hat sich zur Aufgabe gemacht, deutsche Unternehmen – insbesondere kleine und mittelständige Unternehmen – international wettbewerbsfähiger zu machen und Deutschland als Produktionsstandort attraktiver für ausländische Unternehmen zu machen. Hierbei setzen Unternehmen auf moderne Technologien wie zum Beispiel IoT, Mobile und Big Data.

    Hierbei gilt die Plattform Industrie 4.0 mit Sitz in der Bundeshauptstadt Berlin als Zukunftsprojekt. Die Plattform wurde 2013 als gemeinsames Projekt der Bundesregierung und den deutschen Wirtschaftsverbänden VDMA, BITKOM und ZVEI ins Leben gerufen worden mit dem Ziel, Industrie 4.0 stetig weiterzuentwickeln.

    Bereits im Jahre 2015 expandierte die Plattform Industrie 4.0 und gewann wichtige Vertreter aus Verbänden, Unternehmen, Politik, Gewerkschaften und der Wissenschaft. Bei dem Projekt sollen sich Experten aus den unterschiedlichen Bereichen vernetzen, Wissen zur Industrie 4.0 sammeln, von denen deutsche Unternehmen profitieren können.

    Digitalisierung und Industrie 4.0

    Die Begriffe Industrie 4.0, Internet der Dinge, Logistik 4.0 oder Smart Logistics sind derzeit in aller Munde. Doch beschreiben diese Begriffe tatsächlich etwas Neues? Immerhin findet die Digitalisierung bereits seit Jahrzehnten statt. Was ist so neu und revolutionär an der Digitalisierung der Industrie 4.0?

    Es gibt einen wesentlichen Unterschied zwischen der Digitalisierung 4.0 und der traditionellen digitalen Automatisierung der dritten industriellen Revolution. Cyber- physische Systeme haben die Fähigkeit, über eine Dateninfrastruktur wie dem Internet miteinander zu kommunizieren.

    Das wird die Art und Weise, wie wir derzeit technische Systeme bauen und wie wir in vielen Bereichen mit unserer Umwelt interagieren, grundlegend verändern.

    Der Begriff „Industrie 4.0″ ist jedoch außerhalb der deutschsprachigen Länder und Skandinaviens noch nicht sehr verbreitet.

    Wissenschaftler und Unternehmen in den USA und in Asien mögen sich mit ähnlichen Themen beschäftigen, aber das „Industrial Internet of Things″ verfolgt einen viel breiteren Ansatz als die bloße Digitalisierung von Produkten, Produktionsanlagen oder Maschinen. Die Potenziale sind groß und wir stehen gerade am Anfang.

    In vielen Teilen der Welt wird die Industrie 4.0 und die Logistik 4.0 als Mittel zur Erreichung bestimmter Ziele betrachtet, die wirtschaftlicher oder politischer Natur, beziehungsweise arbeitsrechtlich bedingt sein können.

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    Im Rahmen von Industrie 4.0 entstehen zahlreiche Digitalisierungsprojekte um vom Kundenkontakt bis hin zur Produktion auf Automatisierung und vor allem “Big Data” zu setzen. Big Data sorgt dafür, dass durch alle erhobenen Datenpunkte ein intelligenter Lernprozess stattfinden kann. Dies wird meist durch Anwendungen mit Künstlicher Intelligenz unterstützt.

    Da sich im Rahmen der Digitalisierung auch die Art der Arbeit und der Anspruch an diese ändert, stark beeinflusst vom lokalen Fachkräftemangel, erhalten zusätzliche Megatrends wie New Work Einzug.

    Die Digitalisierung wird somit nicht nur unsere Industrie komplett umgestalten sonder auch die Art wie wir Arbeit definieren und warum, wie, wann, wo und mit welchen Tools wir arbeiten.

    Industrie 4.0 Beispiele

    Um das Konzept der intelligenten Fertigung besser zu verstehen, werden wir im Folgenden mögliche Anwendungsfälle vorstellen und anschließend aufzeigen, wie mögliche Industrie 4.0 Beispiele in der Praxis aussehen.

    Supply Chain Management und Optimierung

    Industry 4.0 Lösungen bieten Unternehmen mehr Einblick, Kontrolle und Datentransparenz über ihre gesamte Lieferkette hinweg.

    Durch die Nutzung von Supply-Chain-Management-Fähigkeiten können Unternehmen Produkte und Dienstleistungen schneller, kostengünstiger und mit besserer Qualität auf den Markt bringen, um einen Vorteil gegenüber weniger effizienten Wettbewerbern zu erlangen.

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    2. Vorausschauende Instandhaltung und Wartung

    4.0-Lösungen geben Herstellern die Möglichkeit, potenzielle Probleme vorherzusagen und entsprechend zu reagieren. Ohne IoT-Systeme erfolgen Wartungen routinemäßig oder zeitgesteuert. Mit den vorhandenen IoT-Systemen wird die vorbeugende Instandhaltung wesentlich automatisierter und effizienter.

    Systeme können erkennen, wenn Probleme auftreten oder Maschinen repariert werden müssen.

    Damit können potenzielle Probleme identifiziert und gelöst werden, bevor sie zu größeren Problemen werden.

    Darüber hinaus ermöglicht die vorausschauende Analyse, nicht länger auf Fehlerquellen und Probleme zu reagieren, sondern proaktiv zu handeln und Probleme zu verhindern, bevor diese auftreten.

    Diese vorausschauende Planung wird auch als “Predictive Maintenance” bezeichnet.

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    3. Asset-Tracking und -Optimierung

    Industrie 4.0-Lösungen helfen Herstellern, mit Assets auf jeder Stufe der Lieferkette effizienter zu werden, so dass sie einen besseren Überblick über Bestände, Qualität und Optimierungsmöglichkeiten in der Logistik haben.

    Standardprozesse wie Anlagentransfers, Abgänge, Umgliederungen und Anpassungen können zentral und in Echtzeit rationalisiert und verwaltet werden.

    Hier finden Sie einige innovative Industrie 4.0 Beispiele:

    Für wen ist Industrie 4.0 geeignet?

    Woher wissen Sie, wann oder ob Ihr Unternehmen in Industrie 4.0 investieren sollte?

    Mit der folgenden Checkliste haben wir einige Indikatoren zusammengestellt, die für eine Investition sprechen:

    • Sie wollen eine bessere Transparenz in Ihrer Lieferkette.
    • Sie möchten Probleme identifizieren und angehen, bevor sie zu größeren Problemen werden.
    • Sie haben Schwierigkeiten damit, freie Stellen in Ihrem Unternehmen zu besetzen.
    • Sie möchten die Effizienz und Rentabilität in Ihrem gesamten Unternehmen steigern.
    • Sie möchten, dass jeder in Ihrem Team über aktuelle und relevante Informationen der Produktions- und Geschäftsprozesse verfügt.
    • Sie wünschen sich umfangreiche und zeitnahe Analysen.
    • Sie möchten die Kundenzufriedenheit und das Kundenerlebnis verbessern.
    • Sie wollen die Produktqualität verbessern oder die Produktqualität intakt halten.
    • Sie wünschen sich ein stärker integriertes Warenwirtschaftssystem, das nicht nur Bestand und Planung, sondern auch Finanzen, Kundenbeziehungen, Supply Chain Management und Fertigungsabwicklung umfasst.
    • Sie wünschen sich eine konsistente und flexible Sicht auf Produktion und Geschäftsabläufe, die auf bestimmte Bereiche oder Benutzer in Ihrem Unternehmen zugeschnitten sind.
    • Sie möchten Echtzeit-Informationen, die Ihnen helfen, jeden Tag bessere und schnellere Entscheidungen über Ihr Unternehmen zu treffen.

    Die Vorteile von Industrie 4.0 Technologien

    Industrie 4.0 umfasst den gesamten Produktlebenszyklus sowie die Lieferkette, einschließlich Design, Vertrieb, Inventar, Terminierung, Qualität, Engineering sowie Kunden- und Außendienst. Alle Faktoren beinhalten aktuelle und relevante Informationen von Produktions- und Geschäftsprozessen und ermöglichen umfassende und zeitgemäße Analysen.

    Diese Vorteile bietet das Industrie 4.0 Modell für Unternehmen:

    • Industrie 4.0 macht Unternehmen wettbewerbsfähiger, da es die gesamten Abläufe optimiert und Zeit einspart. Das wirkt sich am Ende auf die Kundenzufriedenheit aus – denn eingesparte Zeit und Ressourcen können in die Verbesserung des Service reinvestiert werden.
    • Es macht Ihr Unternehmen für Mitarbeiter:innen attraktiver. Wer in moderne und innovative Industrie 4.0 Technologien investiert, hat eine bessere Chance, neue Mitarbeiter:innen zu gewinnen und zu halten.
    • Es macht Ihr Team stärker und kooperativer. Unternehmen, die in Industrie 4.0-Lösungen investieren, können die Effizienz steigern, die Zusammenarbeit zwischen den Abteilungen verbessern und prädiktive sowie präskriptive Analysen ermöglichen. Durch die Nutzung von Echtzeitdaten können die Mitarbeiter:innen Ihres Unternehmens bessere Entscheidungen treffen.
    • Es ermöglicht Ihnen, potentielle Probleme zu lösen, bevor sie entstehen. Predictive Analytics, Echtzeitdaten, internet-verbundene Maschinen und Automatisierung können Ihnen helfen, proaktiver zu sein, wenn es darum geht, potenzielle Probleme bei der Wartung und dem Supply Chain Management anzugehen und zu lösen.
    • Sie können Sie Kosten senken, Gewinne steigern und das Wachstum ankurbeln. Die Industrie 4.0 Technologie unterstützt Sie bei der Verwaltung und Optimierung aller Aspekte Ihrer Fertigungsprozesse und Lieferketten. Es gibt Ihnen Zugriff auf die Echtzeitdaten und Erkenntnisse, die Sie benötigen, um intelligentere und schnellere Entscheidungen über Ihr Unternehmen zu treffen, was letztendlich die Effizienz und Rentabilität Ihres gesamten Betriebs steigern kann. Lesen Sie dazu auch: Marketing Funnel – Definition, Beispiele und wie Sie einen Funnel erstellen, der konvertiert!
    • Durch den Einsatz von Standards und offenen Technologien können die Kosten des Unternehmens signifikant gesenkt werden. Durch Standards wird eine unternehmensübergreifende Kommunikation möglich, die Prozesse effizienter macht. So können beispielsweise bei Problemen einzelne Produktionseinheiten gewartet oder ausgetauscht werden, ohne dass das Gesamtsystem dadurch beeinflusst wird.
    • Industrie 4.0 ermöglicht es den Herstellern, neue Produkte schneller auf den Markt zu bringen, indem sie die Produktionsvorlaufzeiten verkürzen.

    So profitieren auch kleine und mittlere Unternehmen von Industrie 4.0

    KMU, die wettbewerbsfähig bleiben wollen, sollten die Einführung von Industrie 4.0 Tools und Lösungen in ihren Produktionsstätten besser heute als morgen in Betracht ziehen.

    Plug-and-Play-Tools, die die Produktionsanlagen nicht beeinträchtigen und keine großen Investitionen in die Infrastruktur erfordern, sind derzeit verfügbar und können einen schnellen, schmerzfreien und nützlichen Sprung in die Ära der vierten industriellen Revolution ermöglichen. Im Folgenden haben wir einige signifikante Vorteile für KMU aufgelistet:

    1. Alle Prozesse werden überwacht.

    Manager müssen wissen, was in ihrer Fertigung passiert und zwar in Echtzeit. Die Fertigungsberichte der letzten Woche zu betrachten, reicht oftmals nicht aus. Erfolgreiche Unternehmen haben bereits digitale Plattformen eingeführt, die dank

    Real Time Operation Intelligence (RtOI) einen vollständigen und kontinuierlichen Informationsfluss über alle Fertigungsprozesse ermöglichen. Die ständige Überwachung der Fertigungsprozesse ermöglicht es dem Unternehmen, auftretende Probleme zu erkennen, Korrekturmaßnahmen zu ergreifen und die Fehlerquoten signifikant zu senken.

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    2. Fertigungsprozesse werden optimiert.

    Sobald Probleme identifiziert sind, können sie sofort behoben werden. Fertigungsentscheidungen werden proaktiv und nicht nur reaktiv bearbeitet.

    Das kann Unternehmen dabei helfen, Lösungen zu implementieren, Prozesse zu optimieren und genau die Bereiche zu identifizieren, in denen Ressourcen und Energie eingespart beziehungsweise noch effizienter genutzt werden können.

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    3. Mehr Effizienz und weniger Verschwendung von wertvollen Ressourcen.

    Unbemerkte Ineffizienzen können zu Energie- und Ressourcenverschwendung führen. Zunächst sind das eventuell noch kleinere Baustellen, aber mit der Zeit können kleine Fehlerquellen zu bemerkenswerten Verlusten für das Unternehmen führen.

    So können beispielsweise durch die Verfolgung von Fertigungszyklen mit einer digitalen Fertigungsplattform sofort Stillstände aufgedeckt und behoben werden.

    Die sofortige Behebung von Problemen in geplanten Prozessen kann den Energieverbrauch signifikant senken und die Lebensdauer von Maschinen verlängern.

    4. Verfahren und Prozesse lassen sich leichter etablieren.

    Eine digitale Fertigungsplattform kann helfen, Probleme zu lösen oder Prozesse zu optimieren.

    Abgesehen von den Verbesserungen im täglichen Ablauf, die diese Plattformen bieten können, sollten sich das gesammelte Know-how und die Erfahrungen jedoch zu standardisierten Arbeitsnormen, Praktiken und Verfahren entwickeln, die es dem Unternehmen ermöglichen, Vorschriften und Richtlinien einzuhalten.

    Die Umsetzung einer signifikanten Veränderung wird unendlich vereinfacht, wenn alle Fertigungsprozesse und Teammitglieder über eine zentrale standardisierte Plattform aufeinander abgestimmt sind.

    5. Ihr Team wird stärker einbezogen, befähigt und engagiert.

    Trotz häufiger Befürchtungen macht die Implementierung automatisierter Prozesse die menschliche Beteiligung nicht überflüssig.

    In der Tat ist das Gegenteil der Fall. Bei richtiger Anwendung befähigen digitale Lösungen in Produktionsumgebungen die Mitarbeiter:innen und ermöglichen es ihnen, Teil des Gesamtprozesses zu werden.

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    Fazit

    Natürlich ist es eine Herausforderung, alle neuen Technologien neben dem Tagesgeschäft im Auge zu behalten und entsprechend darauf zu reagieren. Und es ist auch wahr, dass gerade die kleinen Unternehmen nicht die gleiche Finanzkraft haben wie die großen.

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    Aber für die Zukunft ist es gerade für die kleinen und auch für die meisten mittelständischen Unternehmen von ausschlaggebender Relevanz, eine digitale Strategie zu entwickeln, um die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Die Strategie sollte das angestrebte Zukunftsbild des Geschäftsmodells, das auf bestehenden Stärken aufbaut sowie die transparente und offene Kommunikation dieser Vision gegenüber den Mitarbeitern des Unternehmens umfassen.

    Der nächste Schritt ist der Einsatz von geeigneten Technologie und die Entwicklung von Organisationsstrukturen und Prozessen, die die digitale Geschäftsentwicklung unterstützen.

    Gleichzeitig ist es notwendig, die Mitarbeiter:innen durch den Einsatz dieser neuen Technologie zu stärken und eine innovations-freundliche Kultur zu implementieren.

    Dabei ist es eine weitere Herausforderunge zugleich den Megatrend New Work positiv für das eigene Unternehmen einzusetzen und Agile Methoden im Unternehmen einen hohen Stellenwert zu geben.

    Auf diese Weise können Unternehmen schnell und flexibel auf neue Herausforderungen reagieren.