Industrie 4.0: Quelle neuer Wertschöpfung?

Die technologischen Voraussetzungen für eine reale Industrie 4.0 werden stetig besser.  Immer mehr Geräte und Maschinen sind so gestaltet, dass sie sich für das Industrial Internet of Things (IIoT) eignen und werden Teil einer durchgehend vernetzten Wertschöpfungskette.  Welchen Mehrwert haben Unternehmen davon?

Die Digitalisierung der Wirtschaft ist mehr als ein Trend. Sie ist ein grundlegender Wandel, der zunächst in den Büros den Bildschirm zum Dreh- und Angelpunkt gemacht hat. Mit der Industrie 4.0 richten sich auch Produktion, Logistik und Kundendienst nach der digitalen Technologie aus. Durch die Vernetzung aller Komponenten in einem industriellen Internet der Dinge (IIoT) entsteht eine durchgehend vernetzte Liefer- und Wertschöpfungskette. Dies schafft Flexibilität, schlankere Prozesse und macht ein Unternehmen agiler. Künstliche Intelligenz (KI) ist den Forschungslaboren entwachsen. Die Software kann nun selbständig dazulernen. Sie übernimmt immer anspruchsvollere Aufgaben und kann die Produktion weiter optimieren. So lassen sich Abläufe beschleunigen, Fehler verringern und Kosten sparen. Schlussendlich macht eine moderne Software Geräte und Maschinen selbst intelligenter, wodurch diese innerhalb des Betriebsablaufs autonom agieren können. Auch das kann Kosten sparen und Abläufe flexibler machen.

Umsatz steigern mit digitaler Wertschöpfung

IDC, das unabhängige Marktforschungs- und Beratungsunternehmen für Informationstechnologie und Telekommunikation rechnet damit, dass bereits 2021 mindestens die Hälfte der Wertschöpfung weltweit digitalisiert sein wird. Für kleine und mittelgroße Unternehmen bedeutet der frühe Einstieg in die Industrie 4.0, dass sie ihre Wettbewerbsfähigkeit erhalten und kompatibel bleiben zur Wertschöpfungskette von morgen. Unternehmen, die sich digital transformieren, treiben die Vernetzung voran und stellen die anfallenden Daten in den Mittelpunkt ihrer Prozesse.

IDC hat drei Bereiche identifiziert, in die sich die Anwendungsfelder der Industrie 4.0 einordnen lassen. Ihre Ausgestaltung entscheidet mit über die künftige Wertschöpfung.

Smart Manufacturing – die leistungsfähigere Produktion

Smart Manufacturing zielt darauf ab, den Durchsatz zu erhöhen, die Qualität zu verbessern und die Auslastung der Anlagen zu verbessern.

Drei Produktivitätsfaktoren spielen die Schlüsselrollen:

  • Automation: Produktionsschritte und -abläufe werden so weit wie möglich automatisiert. Vernetzte Roboter – Advanced Robotic genannt – können hierzu viel beitragen.
  • Betriebsdaten: Mit der Automation steigt auch die Zahl der Sensoren in den Maschinen, Geräten, Logistikfahrzeugen und weiteren Gerätschaften. Sind die Einheiten vernetzt, können die anfallenden Daten aller Sensoren zusammengeführt und untereinander zugänglich gemacht werden.
  • Advanced Analytics: Analysemethoden, die sich auch auf künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen stützen, um tiefgreifende Erkenntnisse aus den im Unternehmen anfallenden Daten zu gewinnen.

In der intelligenten Produktion verbinden sich Maschinen, Anlagen und Arbeitsgeräte über eine Plattform, wodurch sie sich untereinander abstimmen können. Die darauf aufsetzende Software ist beispielsweise in der Lage, anfallende Daten zu bewerten, um Ausfälle vorherzusagen oder Prozesse auf veränderte Produktionsbedingungen selbstständig einzustellen.

Können drohende Maschinenausfälle zuverlässig und früh erkannt werden, kann auf pauschale Regelwartungen verzichtet und zu predictive Maintenance übergegangen werden. Nötige Wartungen lassen sich rechtzeitig einplanen, unnötige vermeiden.

Intelligente Arbeitsgeräte erhöhen die Qualität und senken die Fehlerquote, zum Beispiel ein Akkuschrauber, der sein Drehmoment selbständig auf die aktuelle Position innerhalb der Fertigung und damit auf den Fertigungskontext einstellt.

Ziel ist es, die Produktivität entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu erhöhen, indem die aufbereiteten Daten das System transparent machen. Im Kontext mit dem jeweiligen Prozess und jeweiligen Produkt stehen die Daten damit zur richtigen Zeit den richtigen Akteuren zur Verfügung, die dann optimal handeln können.

Untereinander abgestimmt – die Connected Supply Chain

Die vernetzte Lieferkette bildet den zweiten Bereich. In der Industrie 4.0 bleibt die Vernetzung nicht auf die Produktion im eigenen Haus beschränkt.  Sie erfasst auch die anderen Bereiche des Unternehmens, vom Marketing und dem Vertrieb über das Personalwesen bis zum Kundendienst. Insbesondere vernetzt sich ein digitales Unternehmen auch mit seinen Zulieferern auf der einen und den Abnehmern auf der anderen Seite.

Je weiter die Lieferkette nach draußen vernetzt ist, desto besser lassen sich ein- und ausgehende Vorgänge koordinieren. Auf Ereignisse und Anforderungen kann schneller und nahezu in Echtzeit reagiert werden. Steigende Bedarfe können rascher gedeckt, Lieferengpässe zügiger ausgeglichen werden, wenn Zulieferer direkteren Zugang auf ihre Bestände und Kapazitäten gewähren. Gleiches gilt für die Kunden des digitalen Unternehmens. Sie können auch kurzfristig noch Änderungen an ihren Aufträgen vornehmen, sei es im Volumen oder der Produktgestaltung. Für alle Beteiligten nimmt die Transparenz in der Lieferkette zu und Aufträge können leichter nachverfolgt werden.

Durch eine bessere und automatisierte Abstimmung wird die Produktion agiler. Leerläufe werden verringert, Durchlaufzeiten verkürzen sich und Terminzusagen werden zuverlässiger.

Vertrieb und Kundendienst profitieren von der Möglichkeit, schnellere und zuverlässigere Aussagen zu Preis und Liefertermin zu machen.

Mit Connected Products mehr erfahren

Den dritten großen Bereich bilden die vernetzten Produkte. Sofern vom Kunden gewünscht oder akzeptiert, lassen sich vernetzte Produkte aus der Ferne steuern, konfigurieren und überwachen.

Wenn Maschinen und Geräte durch Kombination mit Software intelligenter werden und über passende Sensoren verfügen, „wissen sie Bescheid“ über ihren eigenen Zustand. Sie können sich selbst zur Wartung anmelden, wenn Betriebsstunden oder Lastzyklen bald eine vorbeugende Wartung nötig machen (preventive maintenance) oder Sensoren konkreten Wartungsbedarf melden (predictive maintenance, siehe oben).

Advanced Robotik bedeutet, dass Roboter zunehmend autonom agieren können. Sie erkennen ein Werkstück, lesen an ihm den Fertigungsauftrag aus und beziehen dafür nötige Ablaufpläne und Materialien selbständig. Ähnliches gilt für intelligente 3D-Drucker, die nötige Druckvorlagen innerhalb des Firmennetzes anfordern oder online bei einem Drittanbieter einkaufen.

Darüber hinaus bietet die Vernetzung der eigenen Produkte dem Unternehmen die Chance, mehr darüber zu erfahren, wie sie eingesetzt werden. Dadurch sind neue Vertriebsmodelle möglich. Kunden kaufen das Produkt nicht, sie bezahlen stattdessen nach tatsächlicher Nutzung.  Des Weiteren können Kunden neue Services angeboten werden, wie beispielsweise die automatische Versorgung mit fehlenden Verbrauchsmaterialien oder – wie im Fall des 3D-Druckers – mit passenden Druckvorlagen.

Schneller zur eigenen Industrie-4.0-Strategie

All dies ist längst mehr als eine Vision und wird in einigen Jahren industrielle Normalität sein. Deshalb sollte sich jedes Unternehmen tiefer in die konkreten Möglichkeiten der Industrie 4.0 einarbeiten. Schnell geht das mit dem Ratgeber „Digitalisierung im Mittelstand – Industrie 4.0 erfolgreich gestalten“ von IDC. 

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