IoT und Industrie 4.0: Wie die vierte industrielle Revolution die Fertigung prägt

Die vierte industrielle Revolution, Industry 4.0 und Industrie 4.0

Wie das Internet der Dinge industrielle Betriebsabläufe umgestaltet.

Das Internet der Dinge (IoT) wird Beschaffung, Verarbeitung und Distribution über Sektoren hinweg transformieren – von Bergbau und Schifffahrt bis zu Elektronik, Automobil und Petrochemie. Intelligente Sensoren, missionskritische Kommunikation, Automatisierung und Robotik treiben Effizienzen voran, die vor einem Jahrzehnt unvorstellbar waren. Dieser Megatrend, oft als vierte industrielle Revolution bezeichnet, ist nicht synonym mit Industry 4.0, obwohl die Konzepte sich überschneiden. Lassen Sie uns beide betrachten.

Historischer Kontext der industriellen Revolutionen

Die erste industrielle Revolution (ca. 1760‑1840) begann in Großbritannien, mit dem Übergang von Handwerkzeugen zu Maschinen, Dampfkraft und Fabriksystem. Zentralisierte Produktion, Arbeitsteilung und austauschbare Teile ebneten den Weg für Massenproduktion von Stahl, Chemikalien und Erdöl.

Die zweite industrielle Revolution entstand im frühen 20. Jahrhundert, getrieben durch die Fließbandfertigung, die Henry Ford und andere vorantrieben. Dieser Durchbruch beschleunigte massenproduzierte Güter und veränderte die globale Fertigung.

Die dritte industrielle Revolution, definiert von Ökonom Jeremy Rifkin, fokussiert auf die Konvergenz fortschrittlicher Telekommunikation, erneuerbarer Energien und Globalisierung, die ökonomische und politische Landschaften umgestaltet.

IoT und die vierte industrielle Revolution

Mit IoTs explosivem Wachstum entfaltet sich die vierte industrielle Revolution. Auf der IEEE Wireless Communications and Networking Conference in San Francisco stellte Marcus Weldon, Präsident von Bell Labs und Nokia CTO, fest: „Wir stehen an der Schwelle einer neuen industriellen Revolution… getrieben durch industrielle Transformation, die letztlich Konsumenten nützt.“ Er zitierte Wearables, die medizinisch relevante Daten liefern, und illustrierte, wie Konsumgeräte zu industriellen Diensten werden können.

Industry 4.0

McKinsey & Company unterscheidet Industry 4.0 von der breiteren vierten industriellen Revolution. Laut McKinsey ist Industry 4.0 „die nächste Phase der Digitalisierung der Fertigung, getrieben durch vier Disruptionen: das Aufkommen von Datenvolumen, Rechenleistung und Konnektivität; das Entstehen von Analytics und Business Intelligence; neue Mensch-Maschine-Interaktionen wie AR und Touch-Interfaces; und verbesserte Übertragung digitaler Anweisungen in die physische Welt durch fortschrittliche Robotik und 3‑D-Druck.“

McKinsey führt Industry 4.0 auf Lean Manufacturing (Toyota), globales Outsourcing und Fertigungsautomatisierung in den 2000ern zurück.

Industrie 4.0

Die High-Tech-Strategie 2020 der deutschen Regierung fördert Industrie 4.0, um Deutschland als führenden Anbieter fortschrittlicher Fertigungslösungen zu etablieren. Germany Trade & Invest beschreibt es als „strategische Initiative, Deutschland als Leitmarkt und Anbieter fortschrittlicher Fertigungslösungen zu positionieren. Industrie 4.0 stellt einen Paradigmenwechsel von zentralisierter zu dezentraler intelligenter Fertigung dar, wo intelligente IKT-basierte Maschinen, Systeme und Netzwerke autonom Informationen austauschen und darauf reagieren.“

Erhebliche öffentliche und private Investitionen unterstützen akademische Forschung, industrielle Versuche und Partnerschaften. Bundeskanzlerin Angela Merkel betonte die Dringlichkeit, digitale und industrielle Welten zu verschmelzen, auf dem Weltwirtschaftsforum 2015 und der Hannover Messe 2024 und warnte, dass Führer im digitalen Raum das Tempo der industriellen Produktion bestimmen werden.

Deutschlands Fertigungsriesen – Audi, Daimler, Bosch, Siemens, Bayer, ThyssenKrupp, Adidas und andere – nutzen Industrie 4.0, um ihren Wettbewerbsvorteil zu sichern und Wirtschaftswachstum zu treiben. Die Initiative zieht auch globale Tech-Führer an.

Im März eröffnete Microsoft ein neues IoT- und AI-Insider-Lab in München, ergänzend zu Standorten in Redmond und Shenzhen. Die Labs beherbergen „resident experts“, die Kunden bei Hardware-Design, Treiber-Debugging, Applikationssupport und großskaliger Gerätekonnektivität helfen. Sie unterstützen auch Kleinserienfertigung.

Ciscos openBerlin Innovationszentrum fokussiert auf Rapid Prototyping und Co-Innovation für Fertigung, Logistik und Transport, unter Prinzipien, die Zeitpläne beschleunigen, den Fokus vom Konzern auf den Markt verlagern und von geschlossenen zu offenen Ökosystemen wechseln.

IBMs IoT-Hauptquartier in München – ein 200 Mio. $ Collaboratory – vereint über 1.000 IBM-Mitarbeiter und Partner zur Entwicklung von KI- und IoT-Lösungen. IBMs Watson-Plattform treibt Machine-Learning-Anwendungen branchenübergreifend an.