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Digitalisierung der Supply Chain

Wie Industrie 4.0 die Fertigungsprozesse verändert

Andreas Pauls übernahm Anfang 2011, gemeinsam mit Klaus Strack, die Geschäftsführung der SAP Business Unit Deutschland der itelligence AG und war für das operative Geschäft für die Produktbereiche Software-Lizenzen, Software-Maintenance, Consulting und Application Management zuständig. 2004 wechselte Andreas Pauls von SSA Global (ehem. Baan Deutschland GmbH) zur itelligence AG, wo er als Geschäftsleitung Vertrieb Deutschland/Österreich den Neukunden- und Bestandskundenvertrieb verantwortete. Andreas Pauls studierte Maschinenbau an der Ruhr-Universität Bochum und promovierte 1992 am Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen zum Doktor-Ingenieur.
Industrie 4.0 soll die industrielle Fertigung durch die Vernetzung von IT und Kommunikationstechnik zu einem „Internet der Dinge, Dienste und Daten“ revolutionieren. Die Technologien sind bereits vorhanden, doch der Wandel wird sich langfristig vollziehen.

"Industrie 4.0" ist derzeit in aller Munde. Doch der Begriff wird vielfältig interpretiert und aus meiner Sicht auch nicht immer richtig verwendet. Ursprünglich geht Industrie 4.0 auf ein Zukunftsprojekt der Bundesregierung zurück: Durch den Einsatz von modernen IT- und Kommunikationstechnologien soll die heimische Industrie bei der Optimierung produktionsbezogener Prozesse unterstützt werden, damit sie auch in Zukunft - trotz relativ hoher Arbeitskosten - international wettbewerbsfähig bleibt. Ähnliche staatliche Initiativen gibt es unter dem Namen "Advanced Manufacturing" übrigens auch in Großbritannien und in den USA.

Meilenstein der industriellen Fertigung

Industrie 4.0 bildet einen wichtigen Meilenstein in der Entwicklung der industriellen Fertigung und ermöglicht den Aufbau einer intelligenten Fabrik (Smart Factory) mit dezentralen, selbststeuernden Prozessen. Die Voraussetzung dafür schafft eine digitalisierte Wertschöpfungskette und die Vernetzung von Dingen, Diensten und Daten zu cyberphysischen Systemen (CPS). Doch für mich beschreiben diese Schlagworte den Kern und die Möglichkeiten von Industrie 4.0 nur verkürzt und unzureichend.

Zum besseren Verständnis empfehle ich daher den Blick auf den noch recht neuen Bereich der "Schwarmforschung". Im Schwarm entsteht aus einfachen Handlungen Einzelner ein komplexes Verhalten aller - zum Beispiel wenn ein Heringsschwarm plötzlich die Richtung ändert, sich dabei aufteilt und so einem Feind geschickt ausweicht. Wissenschaftler sprechen hier von "Schwarmintelligenz", da alle Bewegungen im Kollektiv organisiert werden und es keine Zusammenstöße zwischen den Fischen eines Schwarms gibt.

Anlagen und Werkstücke steuern sich selbst

Nach einem ähnlichen Prinzip funktioniert Industrie 4.0. Ausgewählte Aktionen werden in Gang gesetzt, weil die Elemente in einem Wertschöpfungsnetzwerk automatisch und strukturiert Daten und Informationen miteinander austauschen. Prozesse werden somit dezentral initiiert, nicht, wie bisher, zentral, etwa durch ein ERP-System. In der Praxis bedeutet das: Die Produktionsanlagen steuern sich selbst, denn Werkstücke und Bauteile, die über das Band laufen, teilen eigenständig mit, wohin sie transportiert und wie sie weiterverarbeitet werden sollen.

Whitepaper: Der Nutzen des Chief Data Officers

Der Chief Data Officer (CDO) wird immer öfter zu einer zentralen Führungkraft in Unternehmen auf der ganzen Welt. Der Grund ist die zunehmende Relevanz von Daten. Denn Daten sind überall und allgegenwärtig; sie untermauern jede Transaktion, jeden Betrieb und jegliche Interaktion innerhalb und außerhalb von Organisationen. Daten sind aber auf eine Infrastruktur angewiesen, sie müssen gespeichert, archiviert, analysiert und gesichert werden. Dafür braucht es den CDO. In dieser IBM-Studie wird die Rolle des CDO durchleuchtet und gezeigt, welche Vorteile Unternehmen konkret von ihm haben.

Die meisten der dafür benötigten Technologien sind bereits vorhanden und weitgehend ausgereift. So tauschen Automatisierungslösungen und Steuerungssysteme über Schnittstellen und via Internet Daten mit Maschinen oder IT-Anwendungen aus. Sind auf Werkstücken oder Bauteilen RFID-Tags angebracht, die Informationen über den Produktionsablauf beinhalten, können diese Daten direkt an eine Maschine übermittelt werden.

3-D-Drucker und In-Memory-Technik

Ich bin auch überzeugt, dass 3-D-Drucker in Zukunft eine wichtige Rolle bei Industrie 4.0 spielen werden, denn damit lassen sich Produkte oder Ersatzteile komplett digital entwickeln und produzieren. Da die 3-D-Konstruktionspläne überallhin verschickt werden können, lässt sich jedes Teil direkt vor Ort beim Kunden herstellen. Bei all diesen Vorgängen fallen riesige Datenströme an. Damit die Geschäftsprozesse reibungslos laufen, muss diese Vielzahl unterschiedlicher Daten strukturiert erfasst, nahezu in Echtzeit verarbeitet, in Beziehung gesetzt und zu aussagekräftigen Informationen aufbereitet werden. Dafür eignet sich beispielsweise eine In-Memory-Plattform wie SAP HANA, die vordefinierte Algorithmen für Klassifikation, Assoziation oder Datenvorverarbeitung bereitstellt und umfassende Analysefähigkeiten mitbringt.

Evolution statt Revolution

Die Kunst besteht nun darin, die unterschiedlichen Technologien so intelligent zu verknüpfen und effizient einzusetzen, dass daraus ein Wettbewerbsvorteil entsteht. Doch das braucht Zeit. Daher ist es aus meiner Sicht falsch, bei Industrie 4.0 von der "vierten industriellen Revolution" zu sprechen; dieser Ausdruck deutet einen radikalen Wandel der Produktionstechnik an. Jedoch werden Maschinen, fertigungsnahe Systeme und Steuerungen oder IT-Landschaften nicht auf einen Schlag durch neue Produkte ersetzt, Geschäftsprozesse nicht plötzlich komplett umgekrempelt.

Die Veränderung wird sich vielmehr evolutionär vollziehen, indem bestehende IT- und Produktionssysteme sukzessive modernisiert, optimiert, durch neue Technologien erweitert und so Industrie-4.0-fähig gemacht werden. Parallel dazu erfolgt die Anpassung der Betriebsabläufe. Für mich liegt in dem evolutionären Ansatz auch ein Hauptgrund, warum Industrie-4.0-Projekte - von denen es hierzulande erfreulich viele gibt - meist noch Prototyp-Charakter haben und auf bestimmte Facetten fokussiert sind. Es wird also noch dauern, bis aus der Vision Wirklichkeit wird. Mehr dazu lesen Sie im Blog-Beitrag "Industrie 4.0 - in kleinen Schritten zum Gesmatkonzept".

"Menschlichen Faktor" nicht vernachlässigen

Trotz Digitalisierung und hohem Automationsgrad wird die Fabrik in Zukunft keineswegs menschenleer sein. Wie das Fraunhofer IAO in der Studie "Produktionsarbeit der Zukunft" feststellt, ist der menschliche Faktor ganz entscheidend für den Erfolg von Industrie 4.0. Für mich besonders erwähnenswert: In einer Smart Factory werden die Beschäftigten häufiger zwischen den Arbeitsbereichen wechseln und unterschiedliche Aufgaben wahrnehmen. Die hierfür erforderlich technische Bildung wird durch regelmäßige Qualifizierungsmaßnahmen und Weiterbildungsangebote erreicht.