Viele Experten bezeichnen den aktuellen Umbruch in der industriellen Fertigung als nächste Stufe der industriellen Revolution. Bezeichnet als Industrie 4.0 geht es hierbei um die Digitalisierung der Industrie und ihrer Geschäftsmodelle. Um diese Digitalisierung erfolgreich zu ermöglichen, müssen die konventionellen Strukturen der produzierenden Unternehmen aufgebrochen werden. In der Vergangenheit spielte die IT- Infrastruktur innerhalb der Produktionshallen eine untergeordnete Rolle. Das Konzept der Automatisierungspyramide setzte in den unteren Schichten, sprich der Shopfloorebene ,auf gekapselte Übertragungstechnologien und Protokolle. Diese Seminararbeit soll aufzeigen, dass die IT-Infrastruktur eine Schlüsselrolle in der Industrie von morgen spielen wird und forciert einige relevanten Begrifflichkeiten in diesem Kontext.
Inhaltsverzeichnis
1 Grundlagen
1.1 Entwicklungsphasen der industriellen Produktion
1.1.1 Die erste industrielle Revolution
1.1.2 Die zweite industrielle Revolution
1.1.3 Die dritte Industrielle Revolution
1.2 Industrie 4.0
1.2.1 Definition
1.2.2 Wertschöpfung
1.2.3 Vertikale Integration
1.2.4 Horizontale Integration
1.2.5 Cyper-Physical Systems
1.2.6 Industrial Internet of Things
2 Industrielle IT-Infrastruktur
2.1 Anforderungen
2.2 Datenverarbeitung Edge Computing vs. Cloud
2.3 Übertragungstechnologien
2.3.1 Radio Frequency Identification
2.3.2 Wireless Local Area Network
2.3.3 Low Power Wide Area Network
2.3.4 5G Netz
3 Industrie 4.0 in der Praxis
3.1 Pick-by-Vison-Lösung bei Volkswagen AG
3.2 ”Floor Care Zukunft”bei Alfred Kärcher GmbH und Co. KG
3.3 Echtzeitlokalisierung mit Kinexon
4 Fazit
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die zentrale Bedeutung der IT-Infrastruktur als Befähiger für die Industrie 4.0. Dabei wird analysiert, wie moderne Technologien wie Cyber-Physical Systems, Edge Computing und spezialisierte Drahtlosnetze die bisherigen, separierten Automatisierungspyramiden transformieren müssen, um eine durchgängige und effiziente Wertschöpfung zu ermöglichen.
- Evolution der industriellen Fertigung von der Dampfmaschine bis hin zu Industrie 4.0.
- Analyse der IT-Infrastruktur und ihrer sicherheitskritischen Rolle in der modernen Produktion.
- Vergleich und Einordnung von Edge Computing gegenüber cloudbasierten Ansätzen.
- Evaluierung drahtloser Übertragungstechnologien wie RFID, WLAN, LPWAN und 5G für industrielle Anwendungen.
- Praxisbeispiele für die digitale Transformation in der Automobil- und Gerätefertigung.
Auszug aus dem Buch
1.2.1 Definition
Zweifelsohne sind die Entwicklungsstufen der industriellen Fertigung und die damit verbunden gesellschaftlichen Auswirkungen Ereignisse von geschichtlicher Relevanz. Viele Experten erkennen in den aktuellen Entwicklungen Tendenzen mit ähnlich revolutionären Auswirkungen wie in den vergangen drei Entwicklungsstufen der industriellen Revolution. Naheliegend ist also, von einer vierten Stufe der industriellen Revolution zu sprechen. Dies sah offenkundig auch die Bundesregierung im Jahr 2011 so und initiierte ein Zukunftsprojekt mit dem Titel „Industrie 4.0“.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Grundlagen: Dieses Kapitel erläutert die geschichtliche Entwicklung industrieller Revolutionen und führt in die theoretischen Konzepte von Industrie 4.0, Wertschöpfungsketten und Cyber-Physical Systems ein.
2 Industrielle IT-Infrastruktur: Hier wird die klassische Automatisierungspyramide kritisch hinterfragt und die wachsende Bedeutung einer IT-Infrastruktur aufgezeigt, die Echtzeitfähigkeit, Edge Computing und moderne Funkstandards integriert.
3 Industrie 4.0 in der Praxis: Dieses Kapitel stellt konkrete Anwendungsfälle bei Volkswagen, Kärcher und Kinexon vor, um die Notwendigkeit und Umsetzung einer integrierten IT-Infrastruktur in der Praxis zu demonstrieren.
4 Fazit: Das Fazit unterstreicht die existenzielle Bedeutung der Digitalisierung für den Industriestandort Deutschland und fordert ein Umdenken bei der Kooperation zwischen IT- und Automatisierungsexperten.
Schlüsselwörter
Industrie 4.0, IT-Infrastruktur, Automatisierungspyramide, Cyber-Physical Systems, Edge Computing, IIoT, Wertschöpfungskette, RFID, WLAN, LPWAN, 5G, Echtzeitlokalisierung, Digitale Transformation, Vernetzung, Smart Object
Häufig gestellte Fragen
Was ist das Hauptanliegen dieser Arbeit?
Die Arbeit beleuchtet die entscheidende Rolle der IT-Infrastruktur beim Übergang zur vernetzten Produktion (Industrie 4.0).
Welche zentralen Themen werden behandelt?
Die Schwerpunkte liegen auf theoretischen Grundlagen, Anforderungen an IT-Systeme in Produktionshallen sowie dem Praxiseinsatz von Funktechnologien und vernetzten Systemen.
Was ist die Kernforschungsfrage?
Wie verändern sich die Anforderungen an die IT-Infrastruktur eines Unternehmens durch das Konzept der vierten industriellen Revolution?
Welche wissenschaftliche Methodik wurde angewandt?
Es handelt sich um eine theoretische Auseinandersetzung anhand von Fachliteratur sowie eine Analyse spezifischer Fallbeispiele in der industriellen Praxis.
Was steht im inhaltlichen Fokus des Hauptteils?
Der Hauptteil analysiert die Überwindung der traditionellen hierarchischen Automatisierungspyramide durch neue Netzwerk- und Computing-Lösungen wie Edge Computing und 5G.
Wodurch lässt sich diese Arbeit charakterisieren?
Die Arbeit zeichnet sich durch die Verknüpfung von technologischem Grundlagenwissen mit realen, aktuellen Implementierungen führender Industrieunternehmen aus.
Warum ist eine Cloud-Lösung in der Produktion oft schwierig?
Problematisch sind vor allem die Latenzzeiten und Sicherheitsbedenken bei echtzeitkritischen Prozessen, weshalb stattdessen oft Edge-Computing-Ansätze bevorzugt werden.
Welche Rolle spielt 5G für die Industrie?
5G wird als elementare Basis für industrielle Anwendungen gesehen, da es hohe Datenraten mit extrem niedrigen Latenzzeiten und lokaler Datensicherheit kombiniert.
- Quote paper
- Tobias Neurath (Author), 2020, Entwicklung industrieller IT-Infrastruktur unter dem Einfluss von Industrie 4.0, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1239956
