Was unterscheidet Digitalisierung, Smart Factory und Industrie 4.0?

Im Zuge der digitalen Transformation im Maschinenbausektor ist immer wieder von drei zentralen Begriffen die Rede: Digitalisierung, Smart Factory und Industrie 4.0. Sie werden oft als Bezeichnungen für veränderte Prozesse oder Zukunftsvisionen verwendet – trotz einiger Schnittmengen haben sie jedoch nicht die gleiche Bedeutung.

Inhaltsverzeichnis

1. Digitalisierung im Maschinenbau
2. Verfügbarkeit von Informationen als Plus
3. Cyber-Sicherheit als integraler Bestandteil
4. Was ist eine Smart Factory?
5. Umsetzung der Smart Factory Schritt für Schritt
6. Was beschreibt Industrie 4.0?
7. Kommunikation und Steuerung in Echtzeit
8. Nachhaltigkeit als Ziel
9. Fazit

Die Begriffe Digitalisierung, Smart Factory und Industrie 4.0 lassen sich in ihrer Bedeutung voneinander unterscheiden, sind jedoch eng miteinander verbunden. Grundsätzlich entsteht im Zuge der vierten industriellen Revolution die Smart Factory, welche anhand der Digitalisierung sämtlicher Prozesse im Unternehmen realisiert wird. Die Smart Factory kann somit auch als Zukunftsvision der Industrie 4.0 verstanden werden, für deren Entstehung die Digitalisierung notwendig ist. Um die Zusammenhänge und Unterschiede noch besser verstehen zu können, lohnt es sich, die einzelnen Begriffe genauer unter die Lupe zu nehmen.

Digitalisierung im Maschinenbau

Allgemein beschreibt der Begriff Digitalisierung die Umwandlung von analogen Daten und Vorgängen in eine digitale Form. Unter der Digitalisierung im Maschinen- und Anlagenbau versteht man die digitale Transformation entlang der gesamten Wertschöpfungskette, die Unternehmen angehen sollten, um in Zukunft wettbewerbsfähig zu bleiben.

Unternehmen, die rechtzeitig eine Digitalstrategie entwickeln und die richtigen Investitionsentscheidungen im digitalen Sektor treffen, erhalten viele neue Chancen und Handlungsmöglichkeiten.

Verfügbarkeit von Informationen als Plus

Die Digitalisierung von Unternehmensprozessen bietet einen entscheidenden Vorteil: mehr stetig verfügbare Information. Durch die Vernetzung von Maschinen, Systemen und Anlagen, etwa über Cloud-Plattformen, lassen sich jede Menge Informationen in Form von Daten ermitteln. Anhand der gesammelten Datenmengen werden sämtliche Prozesse analysiert und optimiert. Im optimalen Fall können so alle Schritte entlang der Wertschöpfungskette effizienter gestaltet werden – von Simulationen der Produktion, die den benötigten Ressourceneinsatz und CO2-Ausstoß ermitteln, bis hin zu Einkauf und Vertrieb, wo Datenpools etwa automatisierte Einkaufsprozesse und spezifischere Kundenanalysen ermöglichen.

Was ist ein Digitaler Zwilling?

Wie sinnvoll einzelne Digitalisierungsmaßnahmen sind, hängt dabei besonders von der Endkundenbranche ab, da sich die Kundenbedürfnisse in Bezug auf digitale Services unterscheiden. Eine solche intelligente Nutzung von Daten wird schon jetzt und besonders in Zukunft einen zentralen Wettbewerbsvorteil darstellen.

Cyber-Sicherheit als integraler Bestandteil

Können Unternehmen ihre Strategien nicht ausreichend an den digitalen Wandel anpassen, so laufen sie Gefahr, langfristig vom Markt verdrängt zu werden. Allerdgins bringt die Digitalisierung auch allgemeine Herausforderungen mit sich, die Entscheider nicht außer Acht lassen dürfen. Dazu gehört etwa ein Cyber-Sicherheitskonzept, das jedes Unternehmen braucht, um sich vor Sabotage, Hacker-Angriffen oder technischen Fehlverhalten zu schützen. Auch die Veränderung der Beschäftigung muss mit den Mitarbeitenden klar kommuniziert werden, da im Zuge des digitalen Wandels sowohl Arbeitsplätze hinfällig werden als auch neue entstehen.

Damit die Digitalisierung von den Beschäftigten bestmöglich akzeptiert wird, sollten Veränderungen im Arbeitsablauf von Beginn an transparent kommuniziert werden. Wenn ein Unternehmen alle notwendigen digitalen Lösungen implementiert hat, um die eigenen Produktionsprozesse im cyber-physischen System zu vernetzen, kann es als Smart Factory bezeichnet werden.

Was ist eine Smart Factory?

Unter einer Smart Factory wird grundsätzlich eine vollständige Vernetzung, Automatisierung und Digitalisierung der gesamten Produktion in einem Unternehmen verstanden. Grundlage dieser intelligenten Factory ist eine Big-Data-Infrastruktur, die mit Hilfe des Industrial Internet of Things (IIoT) die reale und virtuelle Welt über Cloud-Plattformen verbindet.

Auf diese Weise kann eine sich selbst organisierende Produktion geschaffen werden, in der die Mitarbeiter vor allem als Kontrollinstanzen der automatisierten Prozesse dienen, am Ablauf dieser Produktion aber immer weniger beteiligt sind. Die große Menge an Daten schafft eine größere Transparenz über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg – von der Bestellung bis zu Auslieferung.

Adaptive Fertigungslinie rückt in den Fokus des Maschinenbaus

Umsetzung der Smart Factory Schritt für Schritt

Durch die Integration von modularen Geräten an den Maschinen können diese untereinander drahtlos kommunizieren und so die gesamten Prozesse im Werk optimieren. In einer Smart Factory kann beispielsweise die Wartung von Geräten vorbeugend ablaufen, so dass sich Defekte frühzeitig erkennen und Fehlerquoten minimieren lassen.

Fertigung und Logistik funktionieren ebenfalls autonom und sorgen dafür, dass der gesamte Produktionsprozess effizienter und auch flexibler gestaltet werden kann, etwa im Hinblick auf die kundenindividuelle Massenproduktion. Auch mit externen Beteiligten, wie Kunden und Lieferanten, werden Daten ausgetauscht, um den Bestellvorgang oder den Service zu optimieren.

Um eine vollständige Vernetzung und Kommunikation des Werks zu ermöglichen, sind enorme Investitionen notwendig. Der Weg hin zu einer Smart Factory wird daher in der Regel schrittweise angegangen, indem immer mehr Teilprozesse digitalisiert werden. Computer- und Steuereinheiten werden in Maschinen integriert, um die Technik überwachen, steuern und in Form von Informationen erfassen zu können. Auf diese Weise können immer mehr Produktionsprozesse digitalisiert und in die komplexe Kommunikationsstruktur eingebunden werden, bis irgendwann sämtliche Maschinen, Geräte und andere technischen Einrichtungen miteinander vernetzt sind und in Echtzeit Informationen austauschen. Um eine Smart Factory zu errichten, ist also die Digitalisierung der gesamten Prozesse notwendig. Dies alles geschieht unter dem Dach der Industrie 4.0 – der Produktion der Zukunft.

Mit_der_Industrie_4.0_rücken_neue_Ökosysteme_in_den_Vordergrund — Die vierte industrielle Revolution ermöglicht mit dem IIoT globale digitale Ökosysteme – und damit ganz neue Arbeitsprozesse in der Industrie.
Bild: Robert Kneschke/stock.adobe.com

Was beschreibt Industrie 4.0?

Allgemein steht Industrie 4.0 für den Innovations- und Transformationsprozess entlang der gesamten industriellen Produktionskette. Nachdem in der dritten industriellen Revolution die Automatisierungstechnik und Computer als zentrale Technologien im Vordergrund standen, spielt in der vierten Revolution nun das IIoT die zentrale Rolle: Es ermöglicht globale digitale Ökosysteme, die ganz neue Arbeitsprozesse in der Industrie hervorbringen.

Grundlage dieser Ökosysteme ist die intelligente Vernetzung von Maschinen, die Unternehmen vielseitig einsetzen können, um ihre Prozesse zu optimieren. Die vierte industrielle Revolution ist somit schon in vollem Gange und Unternehmen müssen sich dieser Herausforderung stellen, um langfristig wettbewerbsfähig zu bleiben.

Kommunikation und Steuerung in Echtzeit

Durch entsprechende Kommunikations- und Informationstechnologien können Unternehmen ihre Produktionszyklen beispielsweise verkürzen und Kundenbedürfnisse in Echtzeit einfließen lassen. Jederzeit ist klar, wo sich welches Bauteil befindet, da die Maschinen und Roboter ständig Daten austauschen. Die Wartung und Instandhaltung kann durch den permanenten Datenaustausch zwischen den Maschinen autonom ablaufen. Auf diese Weise kann die Produktion auch Ressourcen sparen, da die Abläufe bis ins kleinste Detail optimierbar sind.

Offenheit macht Steuerungstechnik fit für die Digitalisierung

Die Modularisierung von Produktionsstraßen ist ebenfalls ein wesentlicher Vorteil in der Industrie 4.0 – wenn die einzelnen Schritte automatisiert werden und damit der Aufwand reduziert, kann die Einzelfertigung im Optimalfall genauso kosteneffizient ablaufen wie die Serienfertigung von Produkten, was für Unternehmen und Kunden einen enormen Mehrwert schafft.

Nachhaltigkeit als Ziel

In der Logistik können Algorithmen die optimalen Lieferketten berechnen und Maschinen melden selbstständig, wenn Material knapp wird, wodurch ein effizienter Warenfluss entsteht. Letztendlich kann der komplette Produktlebenszyklus analysiert werden, wodurch eine ressourcenschonende Kreislaufwirtschaft entsteht, die mögliche Recyclingoptionen schon beim Design des Produktes berücksichtigen kann. Die Umsetzung solcher Maßnahmen ist eine komplexe und individuelle Herausforderung. Es müssen stets Normen und Standards unter den Akteuren der Produktion festgelegt, IT- und Datensicherheit gewährleistet und der gesetzliche Rahmen eingehalten werden.

Fazit

Insgesamt bietet die Industrie 4.0 große Chancen für den Industriestandort Deutschland – rund 15 Millionen Arbeitsplätze sichert die produzierende Wirtschaft derzeit. Um weiterhin ein international führender Standort auf diesem Gebiet zu bleiben, müssen deutsche Unternehmen frühzeitig agieren und eine Digitalstrategie entwerfen, die sie Schritt für Schritt zur Smart Factory macht und so zum Motor und Teil der Industrie 4.0 werden lässt.

Quellen:

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