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Chancen durch Industrie 4.0 

Industrie 4.0
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Die Verknüpfung der Industrie und damit die Vernetzung der Fertigungsprozesse und der Logistik wird diese in den nächsten Jahren massiv verändern. Industrie 4.0 steht dabei für die vierte industrielle Revolution, wodurch vor allem die Steuerung und Regelung über die gesamte Wertschöpfungskette und den Lebenszyklus des Produktes ausgeweitet wird. Das heißt es umfasst alle Phasen, von der Idee, der Entwicklung, Fertigung und Auslieferung, bis hin zum Recycling des Produktes. Dabei werden alle relevanten Informationen der Wertschöpfungskette in Echtzeit mit allen beteiligten Instanzen geteilt und diese vernetzt.

Als Resultat steht dann eine flexibles, wandlungsfähiges und sich selbst organisierendes Wertschöpfungsnetzwerk, das sich nach verschiedensten Parametern optimieren lässt. Aus unserem Alltag kennen wir schon das Internet der Dinge (IoT), dass also die verschiedensten Geräte an das Internet angeschlossen sind und von uns drahtlos gesteuert werden können. Genau diese Entwicklung zeigt sich auch bei der Industrie 4.0.

Smart Factory

Als Basis für die intelligente Vernetzung der einzelnen Produktionsschritte und der dabei beteiligten Anlagen ist die Ausstattung mit Mikrocontrollern, Kommunikationssystemen, Sensoren und Aktoren. Daraus resultieren dann Embedded Systeme. Dabei werden Daten der Sensoren und Identifikatoren benutzt, um Objekte zu identifizieren und mithilfe der Aktoren dann zu bewegen, oder Informationen weiterzugeben. Das heißt Maschinen können dadurch eigenständig Werkzeuge auswählen, Produkte greifen und weiterverarbeiten, ohne dass der Mensch eingreifen muss, während durchgehend Daten über Produktion, Geschwindigkeit und Güte weitergegeben werden.  Werden all diese Objekte miteinander vernetzt, also Mensch, Maschine, Produkte und Anlagenobjekte, spricht man von einem cyber-physischen System oder kurz CPS.

Die Vernetzung dieser Systeme in Produktion und Logistik führt dann zu der Smart-Factory. Dabei tauschen die Maschinen auch untereinander Informationen aus und Ziel ist dann das Erreichen eines Gesamtoptimums bei den Kriterien Qualität, Auslastung und Durchlaufzeit.

Industrie 4.0 und der Mensch

Ingenieure und Dienstleister legen diese Projekte im IT-Bereich und die Lösungen für Anlagen aus. Maschinen übernehmen die Produktionsschritte, bei der vor allem monotone, gefährliche oder körperlich aufwendige Arbeit anfällt. Dadurch fallen Arbeitsplätze weg, die eine niedrige Qualifikation benötigen, es werden aber vor allem neue Arbeitsplätze geschaffen, die mit einer Nicht-Routine-Tätigkeit einhergehen. Eine aktuelle Studie des Instituts für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung (IAB) geht davon aus, dass durch den digitalen Wandel 430.000 neue Arbeitsplätze entstehen, während rund 490.000 Arbeitsplätze verloren gehen. Um diese neuen Arbeitsplätze zu besetzen, ist es nötig umfangreiche Weiterbildungsmaßnahmen bereitzustellen, um so bestehende Arbeitskräfte auch in den neuen Tätigkeitsfeldern einsetzen zu können. Enzo Weber, Mitautor der Studie, sagt dazu: „Es kommt zu einer deutlichen Umschichtung von Arbeitsplätzen. Dabei werden vor allem Beschäftigte, die heute Maschinen und Anlagen bedienen, betroffen sein.“ Das führt auf lange Sicht zu weniger monotonen Arbeitsplätzen und durch die höhere Qualifikation auch zu erhöhten Löhnen.

Chancen durch Industrie 4.0

Der Maschinen- und Anlagenbau hat für die Bruttowertschöpfung in Deutschland einen Anteil von 15,3 Prozent im verarbeitenden Gewerbe und 3,3 Prozent an der Bruttowertschöpfung in Deutschland. Der Umsatz der Branche liegt bei etwa 177 Milliarden Euro und ca. 951.000 Mitarbeiter sind dort beschäftigt. Die Vernetzung durch Industrie 4.0 führt laut wissenschaftlichen Prognosen zu einer erwarteten Produktivitätssteigerung von 30 Prozent bis in das Jahr 2025. Dadurch wird eine Wertschöpfung von 23,04 Milliarden Euro erwirtschaftet. Ähnlich sieht die Situation in der chemischen Industrie aus. Gerade dieser Zweig der Industrie ist jetzt schon hoch automatisiert.

Durch die Vernetzung dieser automatisierten Fertigungsschritte soll primär die Qualität der Produkte und die Effizienz der Prozesse weiter gesteigert werden. Gerade die Chemieindustrie ist geprägt von einer hohen Flexibilität in der Produktion. Dabei wird die aktuelle Produktion auf die Auftragslage hin optimiert und durch die höhere Vernetzung kann die Einstellung der Anlagen auf die neue Auftragslage wesentlich schneller und gezielter eingerichtet werden. Lieferzeiten und Produktivität werden damit optimiert, was gerade in dieser schnellen Industrie ein Schlüsselbereich darstellt. Der Gesamtumsatz dieser Sparte liegt in Deutschland bei 136 Milliarden Euro und auch hier kann mit steigenden Produktivitätszahlen um die 30 Prozent gerechnet werden. Dadurch wird eine Bruttowertschöpfung von zusätzlich 12,02 Milliarden Euro erzielt.

Die Zukunft der Industrie

Industrie 4.0 ermöglicht die Prozesse in diversen Bereichen zu optimieren und das Mögliche weiter auszureizen. Um in unserer globalen Welt wettbewerbsfähig zu bleiben, wird kein Industriezweig ohne Industrie 4.0 auskommen. Die Investitionen für neue Anlagen oder das Nachrüsten bestehender Anlagen mit Embedded Systems stehen einer deutlichen Erhöhung der Produktivitätszahlen von bis zu 30 Prozent gegenüber.

Schnellere Reaktionen durch Veränderungen am Markt und die Umwelt lassen die Industrie robuster durch Krisen kommen. Der Verlagerung von Arbeitsplätzen in neue Tätigkeitbereiche, oder aber auch dem Wegfall mancher Arbeitsplätze, muss durch gezielte Weiterbildungsmaßnahmen begegnet werden. Dadurch fallen vor allem auch monotone und körperlich schwer ausführbare Tätigkeiten weg. Der Wandel für Arbeitsplätze ist also auch eine Chance, die Arbeitsqualität signifikant zu erhöhen.

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