Industrie 4.0: Zukunft von Produktion & Wachstum

Digitalisierung By: Dr. Harald Dreher - Jun 10, 2015

Profitieren Sie von 3 Jahrzehnten Erfahrung in IT-Strategie, Digitalisierung, ERP-Beratung und Prozessoptimierung.

Die Digitalisierung der Wertschöpfungskette hat längst begonnen. Die Produktionsabläufe und die Materialversorgung ändern sich. IT ­Systeme arbeiten kooperativer zusammen. Schnittstellen werden zunehmen und (Stamm­) Daten werden mit Hilfe von zentralen Systemen (MDM­-Systeme) im Unternehmen und bei angeschlossenen Produzenten vernetzt.

 

Die Digitalisierung der Wertschöpfungskette hat längst begonnen. Die Produktionsabläufe und die Materialversorgung ändern sich. IT ­Systeme arbeiten kooperativer zusammen. Schnittstellen werden zunehmen und (Stamm­) Daten werden mit Hilfe von zentralen Systemen (MDM­-Systeme) im Unternehmen und bei angeschlossenen Produzenten vernetzt.

 

 

Das Ergebnis dieser vernetzten Unternehmenswelt: ­

  • Hohe Flexibilität ­
  • Effizientere Prozesse ­
  • Maximale Versorgungssicherheit ­
  • Individualisierung der Massenproduktion bei gleichzeitiger Kostenreduktion und ­
  • Durch 3D Druck gehören lange Wartezeiten auf Ersatzteile der Vergangenheit an.

Inhaltsverzeichnis: 

1.  Definition Industrie 4.0

2. Technologien Industrie 4.0

3. Gestaltungsprinzipien und - ziele 

4. Beispiele für die Umsetzung von Industrie 4.0

5. Chancen und Risiken 

6. Vorteile Industrie 4.0

7. Umsetzung

8. Fazit

9. FAQ

 

Definition Industrie 4.0  

Industrie 4.0 beschreibt die vierte industrielle Revolution - nach der Wasserkraft, Fließbandproduktion und dem digitalen Zeitalter. Sie umfasst den gesamten Produktlebenszyklus und integriert alle Bereiche: von der Produktentwicklung über die Produktion und Lieferung bis hin zum Kundenservice und Recycling.

Digitale Technologien und Automatisierung stehen dabei im Fokus. Industrie 4.0 ist ein Zukunftsprojekt zur Digitalisierung der industriellen Produktion und Fertigung. Durch Vernetzung und autonome Kommunikation von Menschen, Maschinen und Produkten können Unternehmen ihre Produktivität steigern und individualisierte Produkte basierend auf Kundenwünschen umsetzen. Die dadurch gesteigerte Flexibilität führt zu einer höheren Wettbewerbsfähigkeit.

Industrie 4.0 bedeutet für ein Unternehmen, sich mit folgenden Themen auseinanderzusetzen:  ­

  • Prozessen ­
  • Prozesssicherheit ­
  • IT ­Sicherheit/Datenschutz ­
  • Datenqualität und der ­
  • IT Unternehmensarchitektur

Technologien Industrie 4.0 

Die Industrie 4.0 bietet sehr viele neue Technologien und Software Anwendungen, um die eigenen Produktionsabläufe zu optimieren und zu digitalisieren. Bei all diesen Möglichkeiten ist es wichtig, dass sich das Unternehmen mit der Fragestellung auseinandersetzt, wie es sich für die Zukunft aufstellen möchte. Hier ist eine Auswahl an Technologien aufgelistet, die für jede Optimierung und Automation eine wichtige Rolle spielen: 

 

Big Data: 

Neue Analyse Möglichkeiten ermöglichen es, gesammelte Daten noch schneller und detaillierter zu erfassen. Aus diesen Ergebnissen können Prozesse effizienter optimiert und neue Geschäftsmodelle erkannt werden. 

 

Cloud- Computing:

Unter Cloud- Computing versteht man den Zugriff auf virtuelle Rechen- und Speicherkapazität, also die Nutzung von IT- Infrastrukturen und - Dienstleistungen, auf die über ein Netzwerk zugegriffen wird. Durch das Nutzen einer Cloud- Lösung wird eine bessere interne Vernetzung angestrebt. Daten in der Cloud sind jederzeit und ortsunabhängig verfügbar. 

 

Cyber-physische Systeme (CPS)

CPS beschreibt die drahtlose oder kabelgebundene Übermittlung von physischen Messdaten an eine Infrastruktur. Dabei sind CPS Aktoren und Sensoren und definieren sich als technische Grundlage für das Internet der Dinge. 

 

Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (M2M-Kommunikation)

M2M Kommunikation beschreibt die Kommunikation zwischen Maschinen, die über Sensoren funktioniert, die mit einem Netzwerk verbunden sind. Diese Verbindung wird über ein Kabel, WLAN oder Mobilfunk hergestellt. Sowohl Prozesse als auch die Produktion können somit als ganzheitlicher Faktor unter dem Aspekt der Optimierung analysiert und bewertet werden. Praktisch ist diese Vorgehensweise in der Fernwartung und -überwachung. Die Daten der Maschinen sind somit jederzeit und von überall aus verfügbar. 

 

(Industrial) Internet of Things (I)IoT

Bei der Technologie Internet of Things sprechen wir ebenfalls von einer Kommunikationsschnittstelle. Hier findet ein Austausch zwischen Maschinen oder ERP- Systemen statt. Wichtig ist hier, dass die Verbindung ausschließlich über das Internet erfolgt. Im Vergleich zur M2M- Kommunikation, die ein geschlossenes System über nur ein Projekt darstellt, können über das IoT mehrere Systeme abgebildet werden, um so Abhängigkeiten zu finden und analysieren. Somit erfolgt hier ein ganzheitlicher Blick auf das Optimierungspotenzial. 

 

Künstliche Intelligenz

Maschinelles Lernen ist hier das Stichwort. KI beschreibt die Fähigkeit einer Maschine, Fähigkeiten des Menschens zu imitieren. Darunter fällt zum Beispiel das Denken, Planen und Lernen. 

Maschinen sind dadurch in der Lage, durch Algorithmen Aufgaben selbstständig auszuführen, Probleme zu erkennen und darauf zu reagieren. Voraussagen zu Bestellungen oder auch anstehende Reparaturen erfolgen dann eigenständig durch die Maschine/Anlage. 

Die Industrie 4.0 spielt in der Logistik und Produktion eine immer größere Rolle. In diesem Webinar zeigen wir Ihnen daher anhand von Praxisbeispielen, wie KIs in diesem Umfeld eingesetzt werden.

 

Gestaltungsprinzipien und -ziele

  • Verbindung: Die Kommunikation zwischen Maschinen, Geräten, Sensoren und Menschen über das Internet oder auch das Internet of Things, IoT (Internet der Dinge). 

  • Transparenz der Informationen: Industrie 4.0 bringt durch die neuen Technologien eine Fülle von nützlichen Informationen mit sich. Durch Verbindungen und Sensoren werden während der Herstellung Daten gesammelt und ausgewertet. Aus diesen Ergebnissen werden Verbesserungen und Optimierungen abgeleitet. 

  • Technische Hilfe: Entscheidungen, die getroffen werden müssen, können nun auch mit Unterstützung von Assistenzsystemen bewertet werden.  Unter anderem kann ein Cyber- physisches System herausfordernde Aufgaben bewältigen, die bis dato zu 100% von Menschen bewerkstelligt worden sind. 

Beispiele für die Umsetzung von Industrie 4.0

 

Smart Factories

Es gibt drei Produktivitätsfaktoren, die Industrie 4.0 Lösungen bestimmen: 

  1. Durch vernetzte Maschinen werden Produktionsabläufe automatisiert

  2. Umfangreiche Daten durch die Vernetzung 

  3. Neue Erkenntnisse durch neue Möglichkeiten: KI und maschinelles Lernen

Nutzt ein Unternehmen Industrie 4.0, sprechen wir von Smart Factories. Die eingesetzten Maschinen sind dabei über ein System miteinander vernetzt. Die gesamte Fertigung wird erfasst und Entscheidungen werden automatisch gefällt. Aus dem System heraus, in das alle Daten einlaufen, werden dann die einzelnen Maschinen aufeinander abgestimmt. Dieses Vorgehen ermöglicht eine höhere Effizienz und Qualität in der Produktion. Reparaturen und Wartungen können frühzeitig mit eingeplant werden und vermeiden somit unnötige Ausfälle. 

 

End-to-End-Integration

Eine kundenzentrierte Ausrichtung von Unternehmen wird immer wichtiger und rückt daher mehr in den Fokus der Managementebene. Der Kunde fordert Transparenz, Service und Flexibilität. Ebenso wird eine hohe Varianz bei Produkten gefordert. Dabei werden die Preise für individuelle Produkte den Preisen einer Massenproduktion mehr und mehr angepasst. Um dieses Angebot profitabel abbilden zu können, müssen Unternehmen effizient und flexibel mit kleineren Losgrößen produzieren.

 

Vorteile von End-to-End-integrierten Geschäftsprozessen

  • Losgröße 1

  • Hohe Flexibilität

  • Hohe Transparenz

  • Schnelle Reaktionsfähigkeit

  • Produkt-Tracking

Um eine End-to-End- Integration effizient zu nutzen, müssen alle beteiligten Faktoren über ein IT System miteinander vernetzt sein.

 

Chancen und Risiken von Industrie 4.0

Neue Entwicklungen und Trends bringen auch immer Chancen mit sich, solange Unternehmen diese richtig nutzen. Dennoch sollte nicht vergessen werden, dass es bei neuen Dingen auch oft Risiken gibt, die man im Blick behalten sollte. 

 

Chancen

Durch die Lösungen der Industrie 4.0 haben Unternehmen die Möglichkeit auch die Produktion von analog auf digital umzustellen. Eine digitale Vernetzung der Fertigungsschritte erlaubt, dass die einzelnen Schritte besser aufeinander abgestimmt sind und resultiert am Ende in einer höheren Produktivität. 

Eine kundenzentrierte Ausrichtung wird immer wichtiger für den langfristigen Erfolg eines Unternehmens. Modular aufgebaute Produktionen ermöglichen es Unternehmen, flexibel individuelle Kundenwünsche zu erfüllen. Dies führt im optimalen Fall zu einer Steigerung der Kundenzufriedenheit. Dafür notwendig sind gesammelte Kundendaten, die dann in den Produktionsprozess einfließen und eine zielgruppenspezifische Fertigung bis zur Losgröße 1 ermöglichen. 

Warenketten werden mit Hilfe von Algorithmen erstellt. Dies führt dazu, dass eine effizientere Auslieferung in der Logistik erfolgen kann. Die Daten der Maschinen werden durch eine Echtzeit-Messung stetig erfasst. Dadurch kann eine präventive Instandhaltung gewährleistet werden, sowie eine lange Lebenszeit der Maschine und eine ressourcenschonende Planung. 

 

Risiken

Um langfristig erfolgreich am Markt zu bleiben, müssen Unternehmen die eigenen Geschäftsmodelle auf die Möglichkeiten der Industrie 4.0 anpassen. Die komplexe Herausforderung bedarf eines guten Managements sowie fähiger Mitarbeiter. 

Die Einführung digitaler Prozesse ist oftmals mit hohen Investitionen verbunden. Gerade für kleine und mittelständische Unternehmen kann dieser Umstand zu einer großen wirtschaftlichen Herausforderung werden. Außerdem besteht die Gefahr, dass es bei automatisierten Prozessen zu falschen Interpretationen kommt, die dann falsche Entscheidungen mit sich ziehen. Hier kommen Schlagwörter ins Spiel wie Soziale Robotik und Maschinenethik. 

Die Digitalisierung und damit einhergehend auch Industrie 4.0 bringt ein nie dagewesenes Ausmaß an Daten mit. Diese sensiblen Daten und auch vernetzte System müssen jederzeit sicher vor Cyberangriffen geschützt werden.  

Fehlende Akzeptanz: Teilweise reagieren Mitarbeiter eher negativ auf bevorstehende Änderungen, auch im Bereich Industrie 4.0. Oftmals fehlt die nötige Aufklärung und Kommunikation, um zu vermitteln, welche Vorteile und Chancen sich durch die Nutzung neuer Technologien ergeben. 

 

Investitionen in das Internet der Dinge erforderlich

Industrie 4.0. erfordert nicht nur Investitionen in intelligente Maschinen und Anwendungen, sondern auch in neue IT Infrastruktur und Geschäftsprozesse. Die Stellung des Chief Information Officers (CIO) wird sich radikal ändern.
Die Zeiten, in denen die IT­ Leiter reine Technikspezialisten waren, gehören der Vergangenheit an. Das Wissen über effiziente Geschäftsprozesse, agiles IT­-Projektmanagement oder schnelle Big Data­-Analysen gehört mittlerweile zum Tagesgeschäft in den IT­ Abteilungen. Finanzmittel für Investitionen sind erforderlich, damit die Projektteams effizient und koordiniert arbeiten können.

 

Vorteile Industrie 4.0

Die Möglichkeiten und Lösungen der Industrie 4.0 scheinen schier unbegrenzt. Unternehmen können vielfältig davon profitieren, indem sie zum Beispiel die digitale Supply Chain umgestalten, die Produktion effizienter aufstellen,  kundenzentrierter handeln und das Unternehmen vernetzen. Hier sind einige Vorteile, die Unternehmen aus der vierten industriellen Revolution ziehen können. 

 

Smarte Produkte:

Produkte sind nicht länger nur Produkte. Produkte sind heute in der Lage, Informationen über den eigenen Zustand, den Standort, den Nutzungsgrad und die Lagerbedingungen zu geben. Durch eine Vernetzung können die Daten dieser intelligenten Produkte dazu dienen, Prozesse zu optimieren. Diese wiederum können sich positiv auf die Produktqualität auswirken, sowie auf andere Bereiche wie zum Beispiel Kundenservice oder auch Logistik.  

 

Smart Factories: 

Durch digitalisierte und weitgehend autonome Anlagen kann ein Unternehmen die Chancen der Industrie 4.0 vollumfänglich nutzen. Durch den Einsatz von Technologien wie Big Data, Robotik oder auch künstliche Intelligenz wird die Produktion kostengünstiger und ermöglicht mehr Flexibilität bei kundenindividuellen Anfertigungen. 

 

Intelligente Anlagen: 

Durch den Einsatz von Sensoren und entsprechenden IoT- und Analysefunktionen wird das Enterprise Asset Management in einem Unternehmen optimiert. Durch diese intelligenten Maschinen ist es den Mitarbeitern möglich, die Anlagenleistung jederzeit live zu überwachen und Risiken eines Ausfalls zu minimieren. 

 

Mitarbeiterqualifizierung: 

Anlagen und Maschinen werden immer selbstständiger und intelligenter. Dennoch bedarf es immer qualifiziertem Fachpersonal, um die Vorteile der Industrie 4.0 auch effizient und optimal nutzen zu können. Daher sollte mit einer Modernisierung der Anlagen auch die entsprechende Qualifizierung des Fachpersonals einhergehen. Durch qualifizierte Datenanalysen können im Bereich der Fertigung bei Bedarf schnelle Entscheidungen getroffen werden, um Probleme zu lösen oder direkt vorab zu vermeiden. 

Durch den Einsatz von Industrie 4.0 entstehen in den produzierenden Unternehmen neue Handlungsfelder, aus denen sich auch neue Karrierechancen für die Mitarbeiter ergeben. 

 

Steigerung Produktivität/Automatisierung: 

Durch das Sammeln, Analysieren und Auswerten von Daten sind Unternehmen nun in der Lage, datengestützte Entscheidungen zu treffen. Prognosen können somit genauer getroffen werden, Bestellungen pünktlich ausgeliefert und gewinnoptimierte Unternehmenspläne erstellt werden.  

Eine Automatisierung von Prozessen kann die Produktion vereinfachen, da zum Beispiel die Bestellung von Teilen automatisch ausgelöst werden kann. Als Resultat erfolgt eine höhere Effizienz. Nicht nur für die eigene Produktivität des Unternehmens bringt es Vorteile mit sich, sondern auch für ein ressourcenschonendes und nachhaltiges Wirtschaften. 

 

Wettbewerbsfähigkeit: 

Durch einen effizienten Einsatz von Industrie 4.0 Lösungen können Unternehmen Kosten signifikant senken. Automatisierungen ermöglichen eine effizientere und schnellere Produktion. Daraus resultiert eine Steigerung der Kundenzufriedenheit. Außerdem wird die eigene Markteffizienz verbessert und die Supply Chain optimiert. 

 

Nachhaltigkeit: 

Durch Automatisierungen und intelligente Fabriken kann ressourcenschonender produziert werden. Viele Kunden achten bereits darauf, wie nachhaltig ein Unternehmen wirtschaftet, von dem ein Produkt bezogen werden soll. 

 

Umsetzung: 

Die Herausforderungen, die eine Umstellung auf Industrie 4.0 mit sich bringen, sind vor allem für kleine und mittelständische Unternehmen groß. Doch gerade für diese Unternehmen bietet Industrie 4.0, durch Vernetzung und daraus entstehende Flexibilität, große Potenziale.

Vor der Einführung sollte immer eine Bestandsaufnahme der aktuellen Produktionsabläufe etc. durchgeführt werden. Welche Prozesse werden gerade genutzt, welche Probleme treten immer wieder auf. Damit einhergehend sollten auch alle Daten und Informationen protokolliert und analysiert werden. Es geht darum zu bewerten, welche Möglichkeiten die Industrie 4.0 für das aktuelle und eventuell auch für ein zukünftiges Geschäftsmodell bieten kann. 

Ziel sollte es sein, die neuen Industrie 4.0 Technologien in das bestehende System zu integrieren. Denn je komplexer eine Produktion ist, desto mehr Schnittstellen zu anderen Prozessen etc. entstehen. Einhergehend mit der Industrie 4.0 können Unternehmen noch weitere Veränderungen und Verbesserungen in Betracht ziehen, wie zum Beispiel die Digitalisierung und/oder Nachhaltigkeit.

Im Fokus der Optimierungen steht immer das Vernetzen und Automatisieren von Prozessen und Systemen. Hier sollte allerdings nicht nur auf die Chancen und Vorteile geschaut werden, sondern auch die Risiken beachtet werden, um diese wo immer möglich zu minimieren. Hier kann eine externe Beratung unterstützen, die genaue Vorgehensweisen anwendet, um alle Faktoren gleichermaßen zu betrachten und zu bewerten. 

 

So werden Sie zu einem Industrie 4.0 ­Unternehmen 

Die Berater von Dreher Consulting fokussieren auf die Verbesserung der Datenqualität und die Genauigkeit der Produktionsteuerung, die heute ­ trotz ePPS, ERP und PPS oftmals noch auf Annahmen und Ungenauigkeiten beruht. Damit reduzieren Sie Ihr Unternehmensrisiko und verbessern Ihre Wettbewerbsfähigkeit deutlich. Die von der Dreher Consulting entwickelten Checklisten, Vorgehensmodelle und Frameworks helfen Ihnen auf dem Weg zu einem zukunftsfähigen Industrie 4.0­ Unternehmen.

 

Wie geht es weiter mit dem Internet der Dinge?

Sehr vieles ist noch neu, vor allem die Verknüpfung von Systemen, Maschinen und mobilen Geräten. Lassen Sie sich nicht täuschen! Beim Thema Internet 4.0 handelt es sich nicht um einen Marketing Hype oder eine Modeerscheinung. Die digitale Vernetzung wird immer wichtiger. Gehören Sie zu den Vorreitern diesen Trends und lassen Sie uns gemeinsam zukunftsfähige Konzepte erarbeiten.

 

Fazit

Durch den Einsatz von Industrie 4.0 können Unternehmen schneller und flexibler produzieren. Besonders in Zeiten der Digitalisierung sind diese beiden Faktoren sehr wichtig geworden, da sich die Kundenwünsche und - bedürfnisse den Möglichkeiten der Digitalisierung anpassen. Indem sich Unternehmen noch kundenzentrierter ausrichten, können sie es schaffen, auch in der Zukunft wettbewerbsfähig zu bleiben. 

Für ein Unternehmen ergibt sich daraus die Herausforderung, die neuen Technologien effizient einzusetzen und die hohen Mengen an Daten zu bewältigen und in Big Data zu integrieren. An diesem Punkt entsteht der Bedarf nach einem neuen Geschäftsmodell und neuen Fachkräften, die für die Themen der Industrie 4.0 qualifiziert und geschult sind. 

FAQ

 

Was ist Industrie 4.0?

Industrie 4.0 wird als vierte industrielle Revolution definiert. Sie umfasst die digitale Vernetzung der gesamten Wertschöpfungskette, wie zum Beispiel die Digitalisierung und intelligente Vernetzung industrieller Prozessketten, um Faktoren wie Automatisierung, Effizienz und Flexibilität zu verbessern. 

 

Was sind Beispiele für Industrie 4.0?

Beispiele für Industrie 4.0 sind unter anderem: automatisierte Transportwagen, Ferndiagnosesysteme und eine cloud basierte Zustandsüberwachung von Maschinen. 

 

Welche Technologien spielen eine Rolle bei der Umsetzung von Industrie 4.0?

Cloud Computing, Big Data, Künstliche Intelligenz, Cyber-physische Systeme (CPS), Internet of Things (I)IoT sind nur einige wichtige Technologien, die bei der Industrie 4.0 eine wichtige Rolle spielen. 

 

Warum ist Industrie 4.0 wichtig?

Die Auswirkungen der Industrie 4.0 betreffen nicht nur Prozesse und Arbeitsplätze, sondern wirken sich auf die ganze Gesellschaft aus, da sich die Bedürfnisse stetig ändern. Kunden fordern unter anderem Flexibilität, Individualisierung und Schnelligkeit. Wollen Unternehmen weiterhin langfristig erfolgreich bleiben, müssen sie eine Transformation anstreben, in dem sie ihre Geschäftsmodelle anpassen, um die Kundenbedürfnisse zu erfüllen. 

 

 

 

Buchen Sie ein 30-minütiges Beratungsgespräch – kostenlos & unverbindlich.
Kontaktieren Sie uns
Digitalisierung

10 wirksame Techniken für das Risikomanagement

Digitalisierung

Was ist Virtual Reality: Eine Einführung in die VR-Technologie

Digitalisierung

Wie Sie eine Plattformstrategie für Ihr Unternehmen in 2024 umsetzen

Wir hoffen, diese Publikation ist nützlich für Sie. Wenn Sie weitere Fragen zu diesem Thema haben, freuen wir uns, von Ihnen zu hören." - Dr Harald Dreher