Industrie 4.0. Zukunftsmodell oder digitale Überwachung?

Term Paper , 2020 , 24 Pages , Grade: 3

Computer Sciences - Industry 4.0

In dieser Arbeit wird erörtert, woher Industrie 4.0 kommt, was es bedeutet und wie es sich entwickelt hat. Des Weiteren werden die Etablierung, der momentane Stand und die weitere mögliche Entwicklung betrachtet. Weitere wichtige Punkte sind die möglichen Herausforderungen, Risiken und Erfolgschancen von Industrie 4.0 und wie die Supply Chain in Industrie 4.0 aussehen könnte. Hier stehen große Erfolgschancen, wie smarte Produkte und künstliche Intelligenz, weitreichenden Herausforderungen wie z. B. im Bereich Arbeitswelt, sozialem Umfeld und Sicherheit gegenüber, welche alle berücksichtigt werden müssen, damit Industrie 4.0 sich sicher und wertvoll für die Gesellschaft entwickeln kann und nicht zu einem Risiko wird.

Inhalt

Einleitung

Hauptteil

Schlussfolgerung

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Industrie 4.0 – Zukunftsmodell oder digitale Überwachung?!

Aus Gründen der leichteren Lesbarkeit wird im folgenden Text auf eine geschlechtsspezifische Differenzierung, wie z.B. TeilnehmerInnen verzichtet. Im vorliegenden Text wird durchgängig die männliche Form benutzt. Im Sinne des Gleichbehandlungsgesetzes sind diese Bezeichnungen als nicht geschlechtsspezifisch zu betrachten, sondern schließen beide Formen gleichermaßen mit ein.

Einleitung

Industrie 4.0 – Zukunftsmodell oder digitale Überwachung?!

Im Hauptteil wird erörtert woher Industrie 4.0 kommt, was es bedeutet und wie es sich entwickelt hat. Des Weiteren werden die Etablierung, der momentane Stand und die weitere mögliche Entwicklung betrachtet. Weitere wichtige Punkte sind die möglichen Herausforderungen, Risiken und Erfolgschancen von Industrie 4.0 und wie die Supply Chain in Industrie 4.0 aussehen könnte. Hier stehen große Erfolgschancen, wie smarte Produkte und künstliche Intelligenz, weitreichenden Herausforderungen wie z.B. im Bereich Arbeitswelt, sozialem Umfeld und Sicherheit gegenüber, welche alle berücksichtigt werden müssen, damit Industrie 4.0 sich sicher und wertvoll für die Gesellschaft entwickeln kann und nicht zu einem Risiko wird.

Hauptteil

Industrie 4.0 steht in Deutschland wie auch im europäischen Raum für eine vierte industrielle Revolution und ist erstmals 2011 auf der Messe Hannover aufgetaucht. Während die ersten drei industriellen Revolutionen im Nachhinein festgelegt wurden, geht man bei Industrie 4.0 in eine eher prophezeiende Position und sagt diese voraus (siehe Abb. 1). Während in der ersten industriellen Revolution Ende des 18. Jahrhunderts die Weiterentwicklung der kohlebetriebenen Dampfmaschine für verschiedene Produktionsabläufe zu großen Produktivitätsgewinnen führte, wurden in der zweiten industriellen Revolution Ende des 19. Jahrhunderts durch neue Energien wie Erdöl (z.B. Verbrennungsmotoren für PKW und LKW) und Strom (z.B. zentrale Kraftwerke für die Stromversorgung von Maschinenparks der Industrie) bzw. Kommunikationstechnologien (wie dem Telefon) die Produktions- und Logistikabläufe verbessert (z.B. die Fließbandarbeit, welche von Henry Ford in der Automobilproduktion etabliert wurde). In der dritten industriellen Revolution ab den 1960er-Jahren lag der Schwerpunkt auf Information und Kommunikation, welche durch Computer und Roboter unterstützt wurde und zu weiterer Automatisierung wie Speichermedien, computerunterstützten Arbeiten, Entlastung der Menschen durch Fertigungsrobotern usw. führte. In dieser Phase kam es zu starker Globalisierung und Informationsübernahme in digitale Form. Die nun prophezeite vierte industrielle Revolution wurde mit dem Namen Industrie 4.0 bedacht und stellt eher eine Weiterentwicklung und Kombination der digitalen Revolution dar, da technologisch gesehen am Markt bereits alles vorhanden war (Hardware, Software, Netzwerke). In Industrie 4.0 werden wie erwähnt bestehende Dinge weiterentwickelt und kombiniert und durch Big Data, Internet der Dinge, CPS (cyber-physisches System) usw. geprägt (vgl. Hug, 2018, S. ff).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 - Die vier Stufen industrieller Revolution (Quelle: Schulte, 2017, S. 195 – Erstquelle Schlick u.a. 2012)

Gemäß Günter Wöhe (vgl. 2016, S. 357) steht Industrie 4.0 für die

- auf Digitalisierung basierende
- Vernetzung von

- Werkstoffen
- Produkten
- Betriebsmitteln
- Personen
- Unternehmensübergreifenden Wertschöpfungsketten

- In Echtzeit.

Meine Meinung deckt sich mit Wöhe (2016, S. 358 f), dass Industrie 4.0 noch weitgehend Zukunftsmusik und nur teilweise Realität in europäischen Unternehmen ist, wobei man in einigen Unternehmen natürlich bereits Ansätze (z.B. Automobilindustrie) vorfindet. Industrie 4.0 beinhaltet gemäß Wöhe folgendes:

- Vernetzung: unternehmensübergreifende Kommunikations- und Infrastruktur mit Speicher-, Zugriffs- und Datenverarbeitungsmöglichkeiten
- Digitalisierung: Identifikation von Betriebsmittel und Produkten durch Barcodes oder Funketiketten, Sensoren usw.
- Steuerung: nicht über zentralen Computer, sondern durch viele miteinander vernetzte Geräte und andere Betriebsmittel
- Informationssammlung: Erhebung und Speicherung der Sensor- und Prozessdaten in Echtzeit
- Strukturierte Datenanalyse: Systematische Auswertung der großen Datenmengen (Big Data) mittels immer leistungsfähigerer Hard- und Software

Die Grundlage der vierten industriellen Revolution ist nicht eine einzige disruptive Innovation der letzten Jahre, sondern die benötigten Technologien wie Rechenleistung, Speichergrößen und Netzkapazitäten haben sich permanent weiterentwickelt und wachsen exponentiell bei gegenläufiger Kostendegression. Die Kombination und Zusammenführung verschiedener Technologien, welche nun kostengünstig und flächendeckend zur Verfügung stehen, ermöglichen Industrie 4.0. Eine wichtige Rolle spielen eingebettete Systeme (embedded Systems) = Kleinstcomputer, welche in Gegenstände integriert werden können. Diese eingebetteten Systeme enthalten Sensoren und Aktoren mit welchen sie Daten erfassen, speichern, verarbeiten und diese weiterkommunizieren können und damit ihre Umgebung beeinflussen und werden so zu intelligenten Objekten (smart objects). Bereits heute sind diese smart objects in vielen Produkten enthalten. Auf der anderen Seite werden Internet über Mobilfunk und WLAN weiterentwickelt und es werden Kapazitäten geschaffen, damit diese embedded systems sich untereinander und mit dem Internet vernetzen, Daten austauschen und ihre Fähigkeiten als Dienste im Netz anbieten. Somit werden eingebettete Systeme zu Cyber-Physical-Systems, welche automatisch eine Vielzahl an Daten über die Umgebung und ihre digitalen Prozesse sammeln und zur Verfügung stellen. Da dies automatisiert funktioniert, wird die Fehlerquote der früheren Erfassung per Hand auf den Datenträger stark reduziert. Es wird aufgrund der bereits hochentwickelten Sensorik ein feingranulares Monitoring der Umwelt möglich und ein flächendeckender Einsatz ist damit leicht und billig möglich. Cyber-Physical-Systems sind intelligente Objekte, welche mit dezentraler Steuerung versehen sind und sich selbstständig steuern und mit der physikalischen und digitalen Welt global über das Internet der Daten und Dienste interagieren. Durch Cloud Computing werden jederzeit abrufbare IT-Ressourcen, Softwareanwendungen, Online-Dienste und Geschäftsprozesse ohne Kapitalbindung kostengünstig (bezahlt wird nur was benutzt wird) fast für Jeden flächendeckend zur Speicherung von beliebig vielen Daten zur Verfügung gestellt. Diese riesigen Datenmengen werden mit dem Schlagwort „Big Data“ bezeichnet und lassen sich mit intelligenten Algorithmen analysieren. Daraus werden Informationen gewonnen und zu neuem Wissen verknüpft, somit wird aus Big Data Smart Data. Ein weiterer Bestandteil von Industrie 4.0 und der Digitalisierung ist der Begriff „Internet der Dinge“, welcher im Zuge der RFID basierten Verfolgung von Gütern in der Zulieferkette von Procter&Gamble Eingang in die Logistik fand. Während das Internet auf die rein virtuelle Welt eingeschränkt ist, wird Internet der Dinge um die Vernetzung von und mit Alltagsgegenständen erweitert, welche Informationen wie Ort, Zustand, Infos aus der Umgebung usw. bereitstellen und so die dingliche und virtuelle Welt verbinden (vgl. Schulte, 2017, S. 194 ff).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2 - Konvergierende Technologieentwicklung (Quelle: Schulte, 2017, S. 196 – Erstquelle Kagermann, 2014, S. 604)

Auf der oben beschriebenen Basis haben sich schon viele Unternehmen etabliert, welche keine realen Güter mehr produzieren, sondern Informationsgüter. Diese Unternehmen haben weniger gebundenes Kapital und sind flexibler im Bereich Arbeitskräfte. Diese Unternehmen nutzen für ihr Geschäftsmodell die Digitalisierung, um Güter und Dienstleistungen zu vertreiben. Im Anschluss einige Beispiele:

- Uber: größtes Taxiunternehmen der Welt besitzt keine Fahrzeuge
- Alibaba: der wertvollste Einzelhändler hat keine Lagerbestände
- Airbnb: der weltweit größte Unterkunftsanbieter besitzt keine Immobilien

Diese Bespiele zeigen uns, dass Digitalisierung schon längst Einzug in die Wirtschaft gehalten hat und immer noch sehr großes Potential bietet. Dies sehe ich als große Antriebskraft von Industrie 4.0 und Digitalisierung, denn diese Unternehmen wären aus der aktuellen Welt nicht mehr wegzudenken, da auch der Mensch sich bereits auf die aktuelle Situation und deren Convenience eingestellt hat.

Im Bereich Supply Chain Management sind wir meiner Meinung nach noch am Anfang, es wird viel diskutiert und Digitalisierung ist nicht mehr wegzudenken, wobei in vielen Unternehmen noch Angst vorherrscht den anderen Unternehmen der Wertschöpfungskette die notwendigen Informationen für eine unternehmensübergreifende Supply Chain bereitzustellen. Im Anschluss findet sich eine mögliche Supply Chain, welche bereits an Industrie 4.0 angelehnt ist und das mögliche Potenzial zeigt. Sie bietet durchaus noch sehr viel zusätzliches Potenzial, wenn die möglichen technischen Voraussetzungen in Zukunft entwickelt worden sind bzw. auch die Sicherheit der Daten gewährleistet ist, damit die Unternehmen der Wertschöpfungskette ihre Angst niederlegen. Industrie 4.0 bietet aber nicht nur unternehmensübergreifend Potenzial, sondern bereits auch intern im eigenen Produktionsprozess kann ein Mehrwert erzielt werden.

Dazu möchte ich die vernetzte Supply Chain „Hoch Hinaus AG“ von Wöhe (vgl. 2016, S. 358 ff) heranziehen und noch um ein paar Möglichkeiten erweitern.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3 - Unternehmensübergreifende Wertschöpfungskette bei Industrie 4.0 (Quelle: Wöhe, 2016, S. 359)

Im eigenen Betrieb in der Produktion kommt ein flexibles Fertigungssystem zum Einsatz. Es kommunizieren die Maschinen, die Betriebsmittel und Bauteile miteinander, dazu werden alle mit Funktetiketten, Sensoren und embedded systems ausgestattet. Die benötigten Bauteile werden direkt von den Fertigungsmaschinen angefordert und durch fahrerlose Fördersysteme und –geräte zu den einzelnen Arbeitsplätzen befördert. Durch Datenfernübertragung können die Maschinen gesteuert werden, was auch Kostenvorteile der Massenfertigung in der Einzelfertigung bringt. Zudem könnten externe Transportpartner auf Basis von hinterlegten Rahmenverträgen automatisch angefordert werden, sobald das Produkt in der Fertigungsendphase ist. Bei einem Produktionsproblem kann das System auf Basis hinterlegter Faktoren gleich Lösungsansätze zur Umplanung der Produktion liefern, dies würde das SCM-Personal erheblich unterstützen.

[...]

• College: ( Middlesex University in London )
• Grade: 3
• Author: Markus Jany (Author)
• Publication Year: 2020
• Pages: 24
• Catalog Number: V1159776
• ISBN (PDF): 9783346557674
• ISBN (Book): 9783346557681
• Language: German
• Tags: Industrie 4.0, Digitalisierung, Zukunftsmodell, digitale Überwachung