Industrie 4.0
In der heutigen Zeit dreht sich alles um intelligente Vernetzung. Mensch und Maschine sind über Smartphone und Co. bereits umfassend mit ihrer Umwelt vernetzt, aber da geht noch mehr. Derzeit befinden wir uns noch am Anfang der vierten industriellen Revolution: der Industrie 4.0. Künftig soll intelligente Vernetzung dazu beitragen, die Industrie flexibler, ressourcenschonender und kundenzentrierter zu gestalten.
Das trifft auch auf die Energiebranche zu. Sie profitiert nicht nur von umfassender Vernetzung. Im Rahmen der Energiewende und der fluktuierenden Stromerzeugung mit erneuerbaren Energien ist sie auch darauf angewiesen.
Inhalt
Was waren die ersten 3 Revolutionen?
Industrie 4.0 wird auch als vierte industrielle Revolution bezeichnet. Ihr gingen also bereits drei weitere Revolutions-Stufen voraus.
Industrie 1.0
Die erste industrielle Revolution stand unter dem Motto „Mechanik“. Sie brachte Innovationen wie mechanische Webstühle hervor. Diese ermöglichten im frühen 19. Jhd. erstmals von Menschen angetriebene Massenproduktion. Wasser und Dampf lösten den Menschen später als zentrale Antriebskraft ab. Sie ermöglichten bahnbrechende Erfindungen wie Eisenbahnen, Dampfschiffe, den Kohleabbau und vieles mehr.
Industrie 2.0
Knapp ein Jahrhundert später läutete die Erfindung der Elektrizität ein neues Zeitalter ein. Das Fließband ermöglichte in dieser Zeit erste Automatisierungen in der Produktion. Automobile, Telefonate und Telegramme veränderten den Alltag der Menschen enorm.
Industrie 3.0
Es dauerte ein weiteres Jahrhundert, bis der erste funktionsfähige Computer entwickelt wurde. In der dritten industriellen Revolution erleichterten bald auch Personal-Computer den Arbeitsalltag der Menschen. Computer und IT prägten diese Phase nachhaltig.
Im Hier und Jetzt: Industrie 4.0
Die vierte industrielle Revolution bringt uns zurück in die Gegenwart. Industrie 4.0 ist geprägt von intelligenter Vernetzung durch das Internet. In den 1970ern zogen erstmals moderne Informationstechnologien in Unternehmen ein. Desktop PCs, Office-IT wie SAP-Programme und erste computergestützte Automatisierungen markierten ein neues Zeitalter. Die umfassende Vernetzung von Mensch und Maschine mit ihrer Umwelt und die Digitalisierung ehemals analoger Technologien stehen im Fokus von Industrie 4.0.
Innovationen, die die Industrie 4.0 kennzeichnen
Die vierte industrielle Revolution hat einige Innovationen mitgebracht, die sämtliche Bereiche des öffentlichen und privaten Lebens sowie der Wirtschaft nachhaltig beeinflussen.
Flexible Just-in-time Produktion
An der Herstellung eines Produktes sind in der Regel viele verschiedene Unternehmen beteiligt, die jeweils einen Schritt der Produktion übernehmen. So ist an der Herstellung eines Autos beispielsweise ein Unternehmen beteiligt, das die Teile für die Karosserie fertigt, eines, das das Navigationssystem entwickelt, eines, dass das Fahrzeug lackiert und viele weitere.
Damit die Produktion reibungslos und effizient ablaufen kann, müssen alle Beteiligten ständig miteinander kommunizieren – das funktioniert am besten über digitale Vernetzung. Die einzelnen Schritte lassen sich so beschleunigen und leichter koordinieren. Diese Zeit- und Kosteneinsparungen ermöglichen effiziente Abläufe und Just-in-time-Produktionen (Produktionen auf Bestellung anstatt auf Lager) und Sonderanfertigungen. So lassen sich auch Einzelstücke zum Preis von Massenware anbieten.
Optimierte Logistik
In der Industrie 4.0 berechnen intelligente Algorithmen optimale Lieferwege, um Lieferketten effizienter zu gestalten. Maschinen geben selbstständig Bescheid, wenn sie neues Material benötigen. Smarte Vernetzungen ermöglichen einen optimalen Warenfluss. Nach dem gleichen Prinzip können Maschinen, die einen Defekt feststellen, diesen eigenständig an eine Reparatur-Stelle melden.
Ressourcenschonende Kreislaufwirtschaft
In der vierten industriellen Revolution steht der sparsame Einsatz von Ressourcen im Vordergrund. Verschwendung soll weitestgehend vermieden werden. Aus diesem Grund machen sich Verantwortliche bereits während des Designprozesses eines Produktes Gedanken darüber, in welcher Form Materialien wiederverwendet werden können.
Datengestützte Produktion
Eine große Rolle spielt in der Industrie 4.0 außerdem das Industrial Internet of Things (IoT). Es vernetzt alle mit Sensoren versehenen Gegenstände und Maschinen miteinander. Die von Sensoren gesammelten Daten werden in der Cloud gespeichert. Sie können dort analysiert werden und lassen Rückschlüsse auf logistisches Optimierungspotenzial zu.
In einigen Produkten sind Sensoren integriert, die auch nach dem Kauf noch Daten sammeln. Diese liefern Informationen über das Nutzverhalten des Kunden. So können Unternehmen beispielsweise herausfinden, wie sie ihr Produkt weiter optimieren und an Kundenanforderungen anpassen können.
Was ist noch zu tun auf dem Weg zur Industrie 4.0?
Die Industrie 4.0 vollständig umzusetzen, ist sehr komplex. Mit der zunehmenden Digitalisierung wirtschaftlicher Abläufe, entstehen auch immer mehr Schnittstellen zwischen den verschiedenen Systemen und Akteuren. Damit die Menschen unternehmensübergreifend ohne technische Barrieren miteinander kommunizieren können, sind einheitliche Standards für die Industriesektoren notwendig. Zudem müssen geeignete Vorkehrungen getroffen werden, um IT-Sicherheit und Datenschutz sicherzustellen. Je mehr Daten im Rahmen des IoT gesammelt werden, desto gewichtiger wird dieser Punkt. Die Daten müssen in der Cloud vor dem Zugriff unbefugter Dritter geschützt sein.
Umfassende Vernetzung in der Energiebranche: Energie 4.0
Gerade in der Energiebranche sind Digitalisierungsvorgänge und Vernetzung notwendig, um die Herausforderung erneuerbare Energien bestreiten zu können. Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien unterliegt starken Schwankungen, da Wind- und Solarenergie wetterabhängig sind. Dieser besondere Umstand stellt neue Anforderungen an das Stromversorgungssystem: es muss sehr flexibel sein und ausreichende Kapazitäten bieten, um Schwankungen in der Stromproduktion ausgleichen zu können. Das erreichen Stromversorger durch Konzepte wie das Smart Grid. In dem intelligenten Stromnetz kommunizieren Versorger, Verbraucher und sogar smarte Verbrauchsgeräte miteinander. Sie stellen so gemeinsam sicher, dass die vorhandene Energie immer dort ankommt, wo sie benötigt wird und dass nichts verschwendet und Überschüsse gespeichert werden. In Smart Grids werden Kommunikation und intelligente Vernetzung der einzelnen Akteure also zu einer Grundanforderung.
Damit sich die Energiebranche auch ein „4.0“ auf die Fahne schreiben kann, müssen zudem folgende Voraussetzungen gegeben sein:
- leistungsfähige und vor allem sichere Kommunikationsinfrastrukturen
- Standards, um Datenschutz und -sicherheit und Interoperabilität der Systeme gewährleisten
Fazit
Die Industrie 4.0 wird auch als vierte industrielle Revolution bezeichnet. Ihr gehen also noch drei weitere Revolutionen voraus. Diese brachten Mechanik, Elektrizität und schließlich Computer hervor. Die Industrie 4.0 kennzeichnet vor allem das Internet und die damit einhergehende umfassende Vernetzung aller Dinge: das Internet of Things. Es ermöglicht flexible und individuelle just-in-time-Produktion, optimierte Logistik sowie ressourcenschonende Kreislaufwirtschaft. In der Energiebranche wird die intelligente Vernetzung der Beteiligten sowie deren Kommunikation untereinander zu einer notwendigen Voraussetzung für die Umsetzung der Energiewende.
Haben Sie Fragen zum Thema Industrie oder Energie 4.0? In einem unverbindlichen Gespräch beraten wir Sie gerne.
FAQ
Was zeichnet die Industrie 4.0 aus?
Bei der Industrie 4.0 dreht sich alles um die Digitalisierung der industriellen Produktion. Durch intelligente Vernetzung soll dazu beigetragen werden, die Industrie flexibler, ressourcenschonender und kundenzentrierter zu gestalten.
Welche Phasen der industriellen Revolution gab es schon?
Der vierten industriellen Revolution gingen drei weitere Revolutions-Stufen voraus. Die erste Revolution befasste sich mit der Mechanik. Sie brachte Innovationen, wie den mechanischen Webstuhl. In der zweiten Revolution, knapp ein Jahrhundert später, wurde die Elektrizität in die Industrie implementiert. Fließbandproduktion wurde so möglich. Die dritte industrielle Revolution erlaubte es den Menschen, durch den Einsatz von Computern, Prozesse zu optimieren.
Welche Innovationen zeichnet die Industrie 4.0 aus?
Die Industrie 4.0 hat einige Innovationen mitgebracht. Beispielsweise:
- Flexible Just-in-time Produktion
- Optimierte Logistik
- Ressourcenschonende Kreislaufwirtschaft
- Datengeschützte Produktion
Warum ist die Industrie 4.0 wichtig?
Die Industrie 4.0 ist der Start in die Digitalisierung der Industrie. Durch sie können Prozesse voll-automatisiert ablaufen und die gesamte Wertschöpfungskette vernetzt werden. Sie ermöglicht eine flexiblere Produktion durch die ganzheitliche Vernetzung.
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