Bimos Magazin - Industrie 4.0 und das Internet der Dinge

Industrie 4.0 und das Internet der Dinge

Industrie 4.0 und das Internet der Dinge - Der Weg in die Zukunft der Industrie


Kein industrielles Unternehmen kommt an den Begriffen "Industrie 4.0" und "Internet der Dinge" vorbei. Wie Buzzwords durchschwirren sie die Sprache der Arbeitswelt, setzen sich fest und bleiben dort verankert. Doch was bedeuten sie eigentlich? Die neue industrielle Revolution und die Digitalisierung beeinflussen moderne Industriearbeitsplätze maßgeblich. Darum setzen auch wir uns mit diesen Themen auseinander und möchten Ihnen hier diese wichtigen Begriffe näherbringen.


Auf dem Weg zur Industrie 4.0 - Ein Blick in die Vergangenheit


Der Begriff "Industrie 4.0" ist nicht nur ein Sprachspiel im Stile der modernen Softwarebezeichnungen. Er bezieht sich auf die Entwicklung, der die Industrie ständig unterliegt. Ebenso wie Software immer wieder aktualisiert und verbessert wird, erfindet sich die Industrie seit hunderten Jahren immer wieder neu. Wir können bereits auf drei industrielle Revolutionen zurückblicken. Jede einzelne war ein strategischer und technologischer Umbruch, der die Menschen und ihr Leben stark gewandelt hat. Alle Revolutionen finden Sie in den Geschichtsbüchern von Schülern. Die Industrie 4.0 reiht sich ein:

Der Anfang: Webstuhl und Dampfmaschine


Die erste industrielle Revolution startete circa 1800 und stieß die Entwicklung der Massenproduktion an. Menschliche Arbeit wurde von Maschinen übernommen und obendrein schneller und präziser ausgeführt. Auf dem Webstuhl wurden Stoffe hergestellt, die plötzlich für eine breitere Bevölkerungsschicht erschwinglich wurden. Noch günstiger wurde die Produktion, indem die damals primäre Energiequelle Wasser neu genutzt wurde. Die Dampfmaschine ersetzte den Menschen, der den Webstuhl bedienen musste. Stattdessen wurde ein Mensch beschäftigt, der die Maschinen an mehreren Webstühlen wartete und reparierte. Die Produktionen wuchsen und es entstanden mehr Arbeitsplätze als es mit manuell bedienten Webstühlen möglich gewesen wäre.

Nicht nur die Textilindustrie wurde durch den Einsatz von Maschinen revolutioniert. Die Automatisierung ist ein ständiger Begleiter und eine wichtige Triebfeder der industriellen Entwicklung, die jede Branche erreicht. Alle Fabriken arbeiteten mit Dampfmaschinen. Der Transport der Waren geschah mit Eisenbahnen. Die Dampfschifffahrt entstand und eröffnete neue und effiziente Transportwege. Mit dem Webstuhl und der Dampfmaschine wurde der Grundstein für den nächsten Entwicklungssprung gelegt.

Die Geschwindigkeit: Akkordarbeit und Fließbänder


Der Initialzünder der zweiten industriellen Revolution war die Einführung der Elektrizität als Antriebskraft. Zum Ende des 19. Jahrhunderts nahm diese Entwicklung ihren Lauf. Die ersten Automobile wurden Anfang des 20. Jahrhunderts in Massenproduktion gefertigt. Die Arbeit in den Produktionshallen wurde weiter automatisiert. Durch die Einführung des Fließbandes konnte Akkordarbeit geleistet werden. Fabriken produzierten in Rekordzeit und konnten weiterwachsen.

Es wurden neue Transportwege erschlossen. Automobile übernahmen den regionalen Verkehr, während Züge international fuhren, Schiffe Kontinente miteinander verbanden und die Luftfahrt ihren Betrieb aufnahm.

Elektrik und Datenübertragung nahmen in dieser Zeit ihren Lauf. Elektrischer Strom wurde zunehmend nutzbar gemacht und die Menschen rückten näher zusammen. Mit Telefonaten und Telegrammen konnten sie sich nun über größere Entfernungen hinweg miteinander verständigen. Mit dem Telefon veränderten sich nun auch die Arbeitsplätze. Die Erfindung der Schreibmaschine fällt nicht zufällig in diese Zeit. Beides beschleunigte verschiedene Arbeitsprozesse enorm. Die Globalisierung wurde während der zweiten industriellen Revolution in Gang gesetzt.


Erste Digitalisierung: Computer und Steuerungsprogramme


Im Jahr 1941 entwickelte Konrad Ernst Otto Zuse den Z3. Dank seiner Entwicklungsarbeit können Sie diesen Artikel nun lesen. Der Z3 war der erste funktionsfähige Computer der Welt. Er war programmierbar, programmgesteuert und arbeitete vollautomatisch. Zuse vermietete 1950 den Z3 an die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich und erhob dieses Modell zum ersten kommerziellen Computer. Die folgenden Entwicklungen schritten immer rasanter voran und sind bis heute nicht abgeschlossen.

In den 1970er Jahren nahm die dritte industrielle Revolution auf Grundlage von Zuses Entwicklung ihren Lauf. Die Automatisierung wurde durch Programme vorangetrieben. Große Rechenmaschinen wurden in den Fabriken aufgestellt und übernahmen die Steuerung der Produktion. Bis heute wird diese Technik verfeinert.


Die Industrie 4.0 - Die Zukunft der Produktionsarbeit


Die vierte industrielle Revolution ist in vollem Gange. Wir befinden uns mittendrin. Wer sich noch nicht auf die Veränderungen der Industrie eingelassen hat, sollte dies schleunigst nachholen, denn die Weichen in die Zukunft der Produktion und aller anderen industriellen Bereiche wurden bereits gestellt.

Der Begriff "Industrie 4.0" geht auf eine deutsche Initiative der Branchenverbände Bitkom zurück. Er gibt der vierten industriellen Revolution einen Namen. Ziel der Revolution ist die "Smart Factory". Alle Maschinen, Produkte und Prozesse sind vernetzt, sodass analoge Techniken zu digitalen werden. Lager werden immer kleiner, denn dank der Automatisierung kann entsprechend der Nachfrage produziert werden. Umwelt- und Arbeitsschutz und das Wohlbefinden des Mitarbeiters rücken in den Fokus der Arbeitswelt in Produktionshallen.

Denn Dank der Automatisierung kann schnell und flexibel auf die rapiden Veränderungen des Marktes reagiert werden. Trends, Geschmäcker und Bedürfnisse ändern sich immer schneller. Individualisierte Produkte sind immer gefragter. Eine automatisierte Produktion kann darauf problemlos reagieren. Statt langwieriger Einarbeitung in neue Abläufe benötigt es nun nur noch Code. Die Produktion läuft automatisch ab. Die Menschen sind nicht mehr Teil der Produktion, sondern begleiten sie. Nun haben sie die Chance, sie zu beeinflussen und an Stellschrauben zu drehen. So können sie die Produktion so umweltfreundlich wie möglich gestalten. Es eröffnen sich Möglichkeiten, trotz weiterwachsender industrieller Massenproduktion den Einfluss des Menschen auf die Umwelt zu minimieren. Und dies kann weltweit realisiert werden, denn Dank des Internets und mobiler Kommunikation ist die Globalisierung weit vorangeschritten.


Das Internet der Dinge - Antrieb der Zukunft


Das Internet der Dinge oder "Internet of Things" ist gleichzeitig Teil der Industrie 4.0 und ihr Anstoß. Der Begriff bezeichnet die Verbindung zwischen der virtuellen und der realen Welt, die immer stärker wird und bereits zum Verschwimmen der Grenzen führt. RFID-Chips, QR- und Strichcodes gehören zu unserem alltäglichen Leben. Es werden bereits die ersten Stimmen laut, die diese Codes bereit zur Vergangenheit zählen, denn die digitale visuelle Erkennung wird immer zuverlässiger. Das Smartphone erkennt über seine Kamera ein Produkt anhand Form und Farbe und stellt augenblicklich alle wichtigen Informationen und Serviceangebote zur Verfügung. Das Internet der Dinge ist ein Kernthema der Industrie 4.0, denn mit seiner Hilfe können Menschen, Prozesse, Produkte, Materialien, Maschinen und Daten miteinander vernetzt werden. Diese Entwicklung beeinflusst nicht nur die Industrie, sondern alle Bereiche des menschlichen Lebens. Neben dem Stichwort „Smart Factory“ stehen auch "Smart Home" oder "Smart City".


Industrial Internet of Things - Smart gesteuerte Prozesse


"Internet of Things" stellt vor allem die menschliche Interaktion mit Dingen und komfortable Bedienung in den Vordergrund. Im Zuge der Industrie 4.0 wurden die Technologien und Konzepte auch für die Industrie nutzbar gemacht. Das "Industrial Internet of Things" (IIoT) verfeinert das "Internet of Things" mit hochwertigeren Geräten reduzierten Funktionen und sensibleren Sensoren, die präzise Informationen beschaffen, wird die Prozesssteuerung smart. Effizienz, Kostensenkung und schnelle Prozesse mit möglichst großer Flexibilität sind das Ziel der IIoT. In jedem Industriezweig, der vernetzte Systeme benutzt, kann das industrielle Internet der Dinge einen positiven Einfluss auf das Wachstum und die Wettbewerbsfähigkeit nehmen.

Big Data ist ein großes Thema für Unternehmen, die zukunftsfähig bleiben wollen. Durch das IIoT werden große Mengen Daten gesammelt, sekundenschnell ausgewertet und sofort reagiert. Fehlt Material, werden unverzüglich Bestellungen ausgegeben. Werkstücke werden automatisch von Maschine zu Maschine gereicht und Abweichungen sofort erkannt. In der weiteren Entwicklung der IIoT sollen Maschinen tatsächlich intelligent werden. Sie werden lernen können. Tritt ein Fehler auf, muss der Mensch ihn lösen. Tritt er wieder auf, hat die Maschine gelernt, ihn zu lösen und gibt keine Fehlermeldung aus. Die Grenzen zwischen der virtuellen und der realen Welt können hier sehr stark verwischen, während der Durchsatz einer Fabrik mit smarten Maschinen stark anwächst.


Die Zukunft steht vor der Tür


Wir befinden uns an der Schwelle zu einer Zukunft, die sich gerade erst formt. Die modernen technologischen Entwicklungen öffnen Türen, hinter denen sich neue Ideen, Möglichkeiten und Konzepte verbergen. Die Industrie 4.0 und das Internet der Dinge sind nur der Anfang. Die Entwicklung geht rasant weiter. Informiert bleiben lohnt sich auf jeden Fall! Wir halten Sie auf dem Laufenden!

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