Industrie 4.0: Auf dem Weg in neue Sphären

Industrie 4.0 bezeichnet die intelligente Vernetzung von Maschinen und Abläufen in der Industrie mit Hilfe von Informations- und Kommunikationstechnologie. Das Internet der Dinge, Maschine-zu-Maschine-Kommunikation und Produktionsstätten, die immer intelligenter werden, wirken als klassische Treiber weiterhin. Mit Zusatzmodulen wie etwa der Industrieplattform Catena-X erreicht Industrie 4.0 aber neue Sphären.

Der Begriff Industrie 4.0 steht für den vierten großen Umbruch in der Industriegeschichte. Im Zentrum steht hierbei die intelligente Vernetzung von Prozessen und Maschinen mithilfe moderner Kommunikations- und Informationstechnologie. Dazu gehören Technologien wie das Internet der Dinge, Maschine-zu-Maschine-Kommunikation und Produktionsstätten, die immer intelligenter werden. Als neues Schlüsselkonzept hinzugekommen sind digitale Zwillinge. Diese bilden ein Objekt oder System virtuell ab.

Datenschutz und IT-Sicherheit sind herausfordernd

Um weitere Potenziale von Industrie 4.0 europaweit heben zu können, galt es Hemmnisse bei der IT Sicherheit weitestgehend aus dem Weg zu räumen und ein den Anforderungen des Datenschutzes konformes Konzept zu entwickeln. Wegbereiter ist das ambitionierte Projekt Gaia-X zum Aufbau einer leistungs- und wettbewerbsfähigen, sicheren und vertrauenswürdigen Dateninfrastruktur für Europa. Dank Gaia-X ist ein sicherer Datenaustausch und die Aggregation von Informationen über die Wertschöpfungskette hinweg möglich. Aber auch Leitlinien für Governance-Strukturen und Datensouveränität wurden konkretisiert. Nichtsdestotrotz hat das Thema IT-Sicherheit mehr denn je einen hohen Stellenwert, sowohl was die unternehmenseigene Cyber Security angeht als auch jene der Produkte –, denn die hieraus entstehenden Risiken können für das Unternehmen weitreichende Folgen haben.

Quantensprung beim Datenaustausch

Auf diesen europäischen Datenstandards aufbauend ist die neue Industrie 4.0-Funktionalität Catena-X entstanden. Das Datenökosystem ist in der Einführungsphase und auf die Anforderungen der Automobilindustrie ausgerichtet. Primärer Fokus ist die sichere Vernetzung globaler Akteure zu durchgängigen Wertschöpfungsketten mit den Zielen Produktivitätssteigerungen, Kostensenkung, Flexibilisierung der Fertigung und Effizienz. Das Grundkonzept basiert auf der sogenannten Verwaltungsschale bzw. vereinfacht ausgedrückt auf digitalen Zwillingen, mit denen für Produkte und zugeordnete Prozesse relevante Informationen strukturiert gespeichert werden. Die Verwaltungsschale stellt diese Daten zur Weiterverarbeitung bereit.

Produktionsnetze werden noch stärker

Dank der neuen Datenökosysteme unter dem Dach der Plattform Industrie 4.0 werden sich u.E. die Industrie 4.0-Vorreiterunternehmen noch weiter von den „gering digitalisierten“ Betrieben absetzen. Sie profitieren u.a. davon, dass digitale Zwillinge das Datenmanagement und die Datenauswertung in der Fabrik und im Entwicklungsbüro vereinfachen. Dadurch verkürzen sich die Entwicklungs- und Produktionszeiten deutlich. Außerdem werden technische Komponenten immer besser in Simulationsprogrammen abgebildet und sind damit günstiger zu entwickeln. Bestenfalls kann sogar der digitale Prototyp digital getestet und anschließend die Serienproduktion gestartet werden. Nicht zuletzt wird der Zustand der Industrie 4.0-Fabrik, die vor- und nachgelagerten Wertschöpfungsstufen, schneller und besser als je zuvor erfasst und abgestimmt. In Kombination der Echtzeitdaten der Fabrik mit den Produktkonstruktionsdaten können damit auch Reparaturvorgänge mittels einer virtuellen Fabrik- und Anlagendarstellung sowie der Einbindung von künstlicher Intelligenz deutlich beschleunigt werden.