Industrie 4.0

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Industrie 4.0

 

Bei der aktuellen Entwicklung in der Produktionstechnik in Deutschland ist der Begriff „Industrie 4.0“ nicht mehr wegzudenken. Dabei wird mit diesem Synonym die vierte industrielle Revolution beschrieben. Die vergangenen drei industriellen Revolutionen haben in den letzten Jahrhunderten stets verschiedene technische Disziplinen vereint bzw. verknüpft und somit in der Produktion für technologische Sprünge gesorgt (s. Abb. 1).

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Ende des 18. Jahrhunderts wurde mit der Erfindung der Dampfmaschine durch Thomas Newcomon und der Weiterentwicklung durch James Watt die erste industrielle Revolution eingeläutet. Auslöser und Notwendigkeit dieser Erfindung war ein schlagartiges Bevölkerungswachstum und der damit verbundene Energiebedarf [Lan83]. Grunddisziplinen dabei waren und sind die Mechanik sowie die Thermodynamik.

Die zweite Industrielle Revolution kann zu Beginn des 20. Jahrhunderts, mit der Verknüpfung zwischen der Mechanik und der Betriebswirtschaftslehre bzw. der Arbeitswissenschaft, verzeichnet werden. Bereits zum Ende des 18. Jahrhunderts wird von Adam Smith eine Arbeitsteilung bei der Nagelproduktion eingeführt [Smi76]. Später wird dieser Gedanke von Frederick W. Taylor aufgegriffen und der Taylorismus nimmt Einzug in der Produktion. Dabei werden Arbeitsschritte in die kleinste Einheit zerlegt und bearbeitet. Bekanntestes Beispiel ist dabei die Fließbandfertigung von Ford, wodurch die Massenproduktion bei geringen Kosten ermöglicht wurde.

Um den ständig steigenden Bedarf an Güter zu Stillen, werden permanent neue Arbeitskräfte benötigt. Eben diese Arbeitskräfte waren zu Beginn der 70er Jahre auf dem Weltmarkt nicht mehr verfügbar. In diesem Zusammenhang wird die dritte industrielle Revolution genannt. Dabei wird die Mechanik mit elektronischen und steuerungstechnischen Komponenten vereint. Dies ermöglichte die Entwicklung der ersten SPS sowie die Einführung auf Leistungshalbleitern basierende Antriebsregler. Aufbauend auf den drei Technologien, Sensorik und Aktorik, Steuerungstechnik und Kommunikation, ist im Zuge dieser Revolution die Automation sehr stark in den Fokus der Produktionstechnik gerückt [Tis08].

Durch steigende Komplexitäten in der Produktion und einer gleichbleibenden Mitarbeiterqualifikation, ist in der heutigen Produktion ein Handlungsbedarf entstanden. Die steigende Variantenvielfalt führt zu einem exponentiellen Wachstum an Informationen die verarbeitet werden müssen. Um genau diese Informationsflüsse zu kontrollieren wird im Rahmen der vierten industriellen Revolution (Industrie 4.0) die Verknüpfung zwischen der Mechanik und der Informatik angestrebt. Zentraler Aspekt dieser Revolution ist das Einbringen von Intelligenz in die Produktion, sowohl in die Produkte als auch in die produktionsbeteiligten Komponenten, und die Vernetzung der gesamten Produktionskette. Kernelemente dabei bilden die „Smart Factory“, das Internet der Dinge und die CPS [Kag12].

 
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[Kag12]

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Quellen

[Kag12] Kagermann, H., Wahlster, W., & Helbig, J. (2012). Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0–Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0. Forschungsunion im Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft. Berlin.
[Tis08] Tisken, Die dritte industrielle Revolution wird erkennbar, A&D, 2008
[Smi76] Adam Smith, An Inquiry into the Nature and Causes of the Wealth of Nations, Book V, Of the Expences of the Souvereign or Commonwealth, 1776
[Lan83] David S. Landes, Der entfesselte Prometheus – Technologischer Wandel und Entwicklung in Westeuropa von 1750 bis zu Gegenwart, Deutscher Taschenbuchverlag Gmbh &Co. KG, München, 1983
 

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