Die Vision von Industrie 4.0

Der Begriff "Industrie 4.0" beschreibt die Hightech-Strategie der deutschen Bundesregierung und wird als die Vierte Industrielle Revolution verstanden, die im Allgemeinen die ganzheitliche Digitalisierung der Industrie beschreibt. Diese zielt insbesondere auf digitalisierte Prozessketten in Produktion und Logistik ab, die eine dezentrale Selbstorganisation von Prozessschritten ermöglichen sowie einen optimalen Ressourceneinsatz unterstützen sollen.

Für diese Durchdringung der physikalischen Welt mit IT und die daraus resultierende Verschmelzung von physikalischer und digitaler Welt werden Industrieunternehmen in den nächsten zehn Jahren cyber-physische Systeme (Cyber-Physical-Systems, CPS) flächendeckend einsetzen. CPS basieren auf eingebetteten Systemen (Embedded Systems), die dezentral verteilt sind, autonom agieren und über globale Datennetze verbunden sind, um so zum Beispiel mittels Sensoren Daten der physischen Umwelt aufzunehmen, zu verarbeiten und durch Aktoren die Umwelt zu beeinflussen.

Die Digitalisierung lässt viele neue Geschäftsmodelle entstehen, die klassische Industrieunternehmen zu digitalen Dienstleistern transformieren. Die Vielzahl an Einsatzmöglichkeiten ist dabei enorm. Im Wesentlichen können dabei zwei Integrationsdimensionen unterschieden werden.

Vertikale Integration: Die Intelligente Fabrik - Der Wandel von einer zentralen Steuerung von Fertigungsabläufen hin zu sich selbst organisierenden, dezentralen Steuerungsansätzen in den digitalisierten Fabriken bedeutet einen grundlegenden Paradigmenwechsel.

Die Intelligente Fabrik ermöglicht einen Austausch von relevanten Informationen über die Hierarchieebenen im Unternehmen hinweg, um beispielsweise die Fertigung bei optimalem Ressourceneinsatz in nahezu Echtzeit zu automatisieren.

Die Kernfähigkeit einer Intelligenten Fabrik ist die Möglichkeit, in Form dezentraler Einheiten selbstorganisierend agil und flexibel Produktionsprozesse auf den situativen Bedarf, zum Beispiel durch Lieferengpässe, hin anzupassen und neu zu konfigurieren. Diese Selbstorganisation und Flexibilität der Produktion ermöglicht dabei immer kürzere Produktinnovationszyklen, die sich als Konsequenz in den nächsten Jahren den Innovationszyklen der IT-Branche annähern werden.

Horizontale Integration: Vernetzte Unternehmen - Die Vernetzung aller an der Fertigung beteiligten und unterstützenden Unternehmen hin zur dynamischen Bildung von Wertschöpfungsnetzwerken wird als horizontale Integration verstanden. Exemplarisch genannt sei hier der Zusammenschluss mehrerer Software-, Logistik- und Automatisierungsunternehmen zu einem multinationalen Unternehmensnetzwerk, wodurch komplexe Produkte wie Wartungsroboter gefertigt und vertrieben werden können. Im Wesentlichen bestehen die Vorteile für die horizontale Integration von Unternehmen in der Flexibilisierung und Ressourcenoptimierung. Dabei lassen sich durch die Bildung von (insbesondere branchenübergreifenden) Wertschöpfungsnetzwerken innovative Geschäftsmodelle realisieren, die - frühzeitig umgesetzt - ein hohes Maß an Differenzierung erlauben und somit einen klaren Wettbewerbsvorteil darstellen.