Was ist Industrie 4.0? Vollständiger Leitfaden

Schnelle technologische Fortschritte wie künstliche Intelligenz, 5G-Konnektivität und Robotik katapultieren die Industrie in eine neue Ära. Tatsächlich sind diese Fortschritte so tiefgreifend, dass sie als vierte industrielle Revolution bezeichnet wurden — Industrie 4.0. Sie haben wahrscheinlich davon gehört. Aber was genau ist Industrie 4.0?

Dieser technologische Wandel verändert die Art und Weise, wie Unternehmen arbeiten. Sie sind produktiver, effizienter und sicherer und senken gleichzeitig die Kosten. Unternehmen, die sich schnell anpassen, verschaffen sich einen Wettbewerbsvorteil, aber Unternehmen, die sich nur langsam anpassen, laufen Gefahr, ins Hintertreffen zu geraten.

Dieser Leitfaden hilft Ihrem Unternehmen, sich auf die Zukunft vorzubereiten. Wir erklären, was Industrie 4.0 ist, wie neue Technologien derzeit eingesetzt werden und wie sich Ihr Unternehmen auf die bevorstehenden Veränderungen vorbereiten kann.

Wenig Zeit? Hier ist ein kurzer Überblick

• Industrie 4.0 umfasst vier Kernkonzepte: Digitalisierung physischer Systeme, erhöhte Konnektivität zwischen industriellen Geräten, Big-Data-Analyse und fortschrittliche Automatisierung.
• Technologien wie das Internet der Dinge (IoT), künstliche Intelligenz (KI) und digitale Zwillinge treiben Industrie 4.0 voran. Zu den Anwendungen gehören die Optimierung von Lieferketten und die Verbesserung der Automatisierung.
• Der Übergang zur Industrie 4.0 kann Unternehmen helfen, trotz Herausforderungen und Risiken zu expandieren.
  Die Vorbereitung auf Industrie 4.0 ist von entscheidender Bedeutung.
• Die Vorbereitung auf Industrie 4.0 ist von entscheidender Bedeutung.

Die Kernkonzepte von Industrie 4.0

Industrie 4.0 ist der nächste Schritt in einer langen Geschichte industrieller Fortschritte. Sie baut auf früheren Schritten zur Automatisierung und Digitalisierung auf und wird hauptsächlich durch Fortschritte in vier Schlüsselbereichen vorangetrieben.

Digitalisierung physischer Systeme

Physikalische Maschinen werden zunehmend in digitale Systeme integriert, wodurch neue Möglichkeiten zur Steuerung und Überwachung von Geräten geschaffen werden. Heute verfügen einzelne Geräte über eine weitaus höhere Rechenleistung als Großrechner während der Industrie 3.0.

Drahtlose Konnektivität
Geräte, die in der Fertigung, im Gesundheitswesen, in der Energieerzeugung, im Bergbau und in anderen Branchen eingesetzt werden, zentralisieren Systeme und andere Maschinen über drahtlose Netzwerke. Es ermöglicht die Fernüberwachung und -steuerung von Geräten, die Datenerfassung in Echtzeit und den Datenaustausch zwischen Geräten.

Analyse großer Datenmengen
Unternehmen können jetzt enorme Mengen digitaler Informationen über ihre Geräte und Prozesse sammeln und analysieren. Diese Informationen ermöglichen es ihnen, fundiertere Entscheidungen zu treffen, und sind die Grundlage für neue Techniken wie prädiktive Analysen.

Fortgeschrittene Automatisierung
Die Automatisierung ist heute weitaus weiter fortgeschritten als die Automatisierung in Industrie 3.0. Anlagen können durch eine Kombination aus Sensoren, Robotern und KI-gestützten Entscheidungstools automatisch gesteuert werden.

Die Technologien, die Industrie 4.0 vorantreiben

Technologische Fortschritte, die noch vor 10 oder 20 Jahren fast undenkbar waren, treiben die grundlegenden Veränderungen voran, die Industrie 4.0 kennzeichnen. Schauen wir uns einige dieser Schlüsseltechnologien genauer an:

• Internet der Dinge (IoT): Beim IoT werden physische Geräte — wie Maschinen und Sensoren — drahtlos miteinander verbunden, um Daten auszutauschen. IoT ermöglicht es vernetzten Geräten auch, Daten mit zentralisierten Computersystemen auszutauschen, was für die Erfassung und Analyse riesiger Datenmengen von entscheidender Bedeutung ist.
• Cloud-Computing: Das Internet hat die Speicherung und Verarbeitung von Daten in der Cloud ermöglicht — externe Server, die in einem Rechenzentrum gehostet und von einem anderen Unternehmen verwaltet werden. Cloud Computing ermöglicht es Unternehmen, Daten kostengünstig zu speichern und zu verarbeiten, und bietet die Flexibilität, ihre Computerressourcen nach Bedarf zu skalieren.
• KI: KI ermöglicht es Unternehmen, alle von ihnen gesammelten Daten zu analysieren. Sie ist entscheidend für die Automatisierung der Steuerung industrieller Systeme, die Optimierung von Betriebsabläufen, Robotik und vieles mehr.
• Digitale Zwillinge: Digitale Zwillinge sind virtuelle Darstellungen einer Ausrüstung oder eines Herstellungsprozesses, die kontinuierlich mit Echtzeitdaten aktualisiert werden können. Das Erstellen und Experimentieren mit digitalen Zwillingen ist eine kostengünstige Methode zur Optimierung von Prozessen und Produkten.
• Edge-Computing: Beim Edge-Computing werden Daten auf demselben Gerät verarbeitet, auf dem sie gesammelt wurden. Es reduziert die Verarbeitungszeit, sodass automatisierte Geräte Änderungen in Echtzeit verwalten können.
• Robotik: Industrieroboter haben erheblich an Präzision und Flexibilität gewonnen, was teilweise durch KI und Edge-Computing unterstützt wird. Der Einsatz von Robotern kann die Arbeitskosten senken, Fabriken sicherer machen und die Produktqualität verbessern.

Prominente Anwendungen der Industrie 4.0

Die neuesten Technologien ermöglichen viele Innovationen in Fertigung, Logistik und anderen Sektoren. Schauen wir uns vier Beispiele an, die zeigen, wie sich Industrie 4.0 bereits auswirkt.

Optimierung der Lieferkette
Unternehmen nutzen IoT, Cloud Computing und KI, um ihre Lieferketten besser zu verwalten. Hersteller können beispielsweise vernetzte Sensoren verwenden, um die Produktion von Rohstoffen für eine Produktlinie zu überwachen, und KI, um diese Daten im Zusammenhang mit der Produktnachfrage zu analysieren. Die Analyse ermöglicht es Herstellern, Materialengpässe oder -überschüsse vorherzusagen und ihre Betriebsabläufe entsprechend anzupassen.

Prädiktive Wartung
Unternehmen können KI und IoT auch verwenden, um vorherzusagen, wann Geräte gewartet werden müssen. Mit dem Internet verbundene Sensoren liefern Daten über die Temperatur, Schwingungsmuster, akustische Signale und mehr einer Maschine. Die KI analysiert diese Daten, um Musteränderungen zu erkennen, die auf ein Problem hinweisen.

Autonome Systeme
Unternehmen haben ihre Systeme zunehmend automatisiert, teilweise sogar so weit, dass sie Handarbeit ersetzt haben. Amazon-Lagerhäuser verwenden jetzt beispielsweise Roboter, um Pakete zu kommissionieren, wodurch die Notwendigkeit reduziert wird, dass Menschen diese zeitaufwändige, mühsame Aufgabe ausführen müssen. Darüber hinaus setzt das verarbeitende Gewerbe Roboter ein, um gefährliche Prozesse zu übernehmen reduziert die Nachfrage nach Arbeitskräften.

Die Vorteile der Einführung von Industrie 4.0

Industrie 4.0 kommt eindeutig Unternehmen zugute, die sich auf den Wandel einstellen und neue Technologien nutzen.

Erstens kann Automatisierung dramatisch Verbesserung der betrieblichen Effizienz. Unternehmen können den Personalbedarf reduzieren, die Produktivität steigern und sicherstellen, dass die Prozesse jederzeit optimal funktionieren.

Datenanalysen in Echtzeit helfen Unternehmen, bessere Entscheidungen über den täglichen Betrieb zu treffen und die Effizienz weiter zu steigern. KI kann auch potenzielle Folgen größerer Veränderungen vorhersagen, sodass Manager und Führungskräfte mehr Informationen erhalten, wenn sie vor schwierigen Entscheidungen stehen.

Ein weiterer wichtiger Vorteil von Industrie 4.0 ist die Fähigkeit, vorausschauende Wartungssysteme zu implementieren. Erste Ergebnisse in der Fertigung zeigen, dass vorausschauende Wartung Folgendes kann reduzieren Sie die Wartungskosten für Geräte um bis zu 25% und Reduzieren Sie die Ausfallzeiten Ihrer Geräte um bis zu 50%. Prädiktive Wartung kann auch die Sicherheit erhöhen und die Produktqualität verbessern.

Die Einführung von Industrie 4.0 kann sogar neue Geschäftsbereiche eröffnen. Die Flexibilität der Robotik und die schnellere Datenverarbeitung ermöglichen es Unternehmen beispielsweise, mehr Anpassungsmöglichkeiten anzubieten oder kleine Produktlinien zu betreiben, was ihnen wiederum hilft, die Bedürfnisse der Kunden besser zu erfüllen.

Die Herausforderungen, vor denen Unternehmen bei der Einführung von Industrie 4.0 stehen

Industrie 4.0 ist zwar vielversprechend, aber der Übergang in diese neue Ära kann für Unternehmen, die auf Industrie-3.0-Technologien aufbauen, eine Herausforderung sein. Zu den wichtigsten Herausforderungen gehören:

• Kosten: Die Aufrüstung vorhandener Technologien oder der Kauf neuer Geräte und Software können teuer sein.
• Integration vorhandener Geräte: Bestehende Geräte sind oft nicht für die Schnittstelle mit moderner Software konzipiert. Eine Integration ist in der Regel möglich, kann jedoch eine intensive Entwicklung erfordern, die zu Betriebsunterbrechungen führen kann.
• Cybersicherheitsrisiken: Hochgradig vernetzte industrielle Systeme sind anfällig für digitale Angriffe. Um diese Risiken zu mindern, müssen Unternehmen in Cybersicherheitssysteme investieren und Mitarbeiter in digitalen Best Practices schulen.

Wie sich Unternehmen auf Industrie 4.0 vorbereiten können

Sie können Ihr Unternehmen auf verschiedene Arten auf die Umstellung auf Industrie 4.0 vorbereiten.

Beurteilen Sie Ihre digitale Bereitschaft

Der erste Schritt ist die Durchführung einer Bewertung der digitalen Bereitschaft. Prüfen Sie Ihre bestehenden Systeme, um den Entwicklungsstand zu ermitteln, der für die Integration von Industrie 4.0-Technologien erforderlich ist. Ist ein Gerät beispielsweise problemlos mit IoT-Sensoren kompatibel, oder ist eine maßgeschneiderte Integrationslösung erforderlich?

Diese Bewertung kann Ihnen helfen, kostengünstige Möglichkeiten für die Digitalisierung zu identifizieren. Wenn Sie Ihren Übergang zur Industrie 4.0 mit relativ einfachen Projekten beginnen, kann dies als Machbarkeitsnachweis dienen und Ihre Belegschaft auf den Wandel vorbereiten.

Investieren Sie in Low-Code-Software

Low-Code-Software ist eine Entwicklungsplattform, die den Bedarf an Codierung für die Erstellung benutzerdefinierter Integrationen und Automatisierungen drastisch reduziert. Sie verwendet Vorlagen, Drag-and-Drop-Schnittstellen und vorgefertigte Softwarekomponenten, um es auch Mitarbeitern ohne technischen Hintergrund zu ermöglichen, bestehende Systeme zu digitalisieren.

Low-Code-Software kann die Kosten und den Zeitaufwand für den Übergang zur Industrie 4.0 erheblich reduzieren. Darüber hinaus ermöglicht es bestehenden Mitarbeitern, die notwendigen Integrationen und Softwaretools zu entwickeln, um sicherzustellen, dass sie an der Transformation Ihres Unternehmens beteiligt sind.

Arbeiten Sie mit Experten zusammen

Die Zusammenarbeit mit Experten, die die spezifischen Bedürfnisse Ihrer Branche und die Vorteile neuer Technologien verstehen, ist der Schlüssel zur Maximierung des Werts der digitalen Transformation. Experten helfen Ihnen dabei, die wertvollsten Möglichkeiten der Digitalisierung zu identifizieren und unterstützen Sie bei der Entwicklung von Lösungen, die auf Ihr Unternehmen zugeschnitten sind.

Mitarbeiter weiterbilden

Die Schulung Ihrer Mitarbeiter in neuen Technologien stellt sicher, dass Ihr Unternehmen unterbrechungsfrei arbeiten kann, wenn Industrie 4.0-Systeme online gehen. Schulungen geben den Mitarbeitern auch das Gefühl, in den Übergangsprozess einbezogen zu werden, und fördern die Mitarbeiterbindung.

Letzte Gedanken

Industrie 4.0 ist die nächste Ära der Industrialisierung, und Technologien wie IoT, KI, Robotik und Cloud Computing treiben sie voran. Sie verspricht, die Unternehmensabläufe zu verändern, die Produktivität zu steigern und Türen zu neuen Wachstumschancen zu öffnen. Der Übergang zur Industrie 4.0 kann jedoch für viele Unternehmen aufgrund der Kosten und der Komplexität eine Herausforderung darstellen.

Die Implementierung von Low-Code-Software mit einem erfahrenen Partner wie CLEVR kann Ihrem Unternehmen helfen, den Wandel zu meistern und sich als führendes Unternehmen im Bereich Industrie 4.0 zu etablieren. Schauen Sie sich unsere an Low-Code-Lösungen um mehr zu erfahren.