Die wichtigsten Herausforderungen auf dem Weg zu Industrie 4.0

Hersteller müssen sich mit ständig wachsenden Stapeln von Informationen befassen, sowohl in strukturierten als auch in unstrukturierten Formaten. Die zum Speichern dieser Informationen verwendeten Datenbanken sind nicht immer miteinander verbunden, was den Geschäftswert und die Kundenerwartungen erheblich verringert. Um Innovation, Individualisierung und effiziente Produktion zu erreichen, müssten isolierte Informationen als Ganzes analysiert werden. Industrie 4.0 verspricht dies durch Technologien wie IoT, Cloud-Computing und Big Data, jedoch verhindert eine Reihe von Herausforderungen seine Umsetzung in der Fertigungswelt.

Bewusstsein

Industrie 4.0 ist zweifellos ein heißes Thema in allen Forschungsecken der Welt. Dennoch gibt es Hersteller, die sich der Möglichkeiten von Industrie 4.0 nicht bewusst sind. Auch wenn sie sich der Idee und ihrer Angebote bewusst sind, sind sie sich der Kosten, Komplexität und Risiken bewusst.

Menschen

Industrie 4.0 wird die aktuellen Geschäftsmodelle, Prozesse und Praktiken auf beispiellose Weise stören. Vernetzte Produkte und Dienstleistungen werden zur Norm und verändern die Arbeitsweise der Mitarbeiter. Um Industrie 4.0-Lösungen erfolgreich einzusetzen und zu warten, müssten sich die Hersteller die neuen Mitarbeiter und Fähigkeiten aneignen.

Die Art der bestehenden Arbeitsplätze wird sich ändern, während einige überflüssig werden würden. So werden beispielsweise Lagerarbeiter bereits durch autonome Roboter ersetzt. Dieser Trend wird sich nur beschleunigen, wenn weitere technologische Durchbrüche im Bereich KI und Sensoren erzielt werden. Dadurch entstehen aber auch neue Rollen wie die des „Robotics Coordinator“ und des „Data Scientist“. Ein Robotikkoordinator würde die Roboter in der Fabrik beaufsichtigen, auf Ausfälle reagieren und die erforderlichen Wartungsarbeiten durchführen. Ein Data Scientist würde Daten sammeln und analysieren, um Einblicke in Herstellungsprozesse und Produkte zu erhalten.

Dies bedeutet, dass Industriearbeiter eine flexible Denkweise annehmen und Veränderungen akzeptieren müssten. Die Menschen haben bereits damit begonnen, neue Rollen und Arbeitsumgebungen einzunehmen. Bediener überwachen mehrere Maschinen und Prozesse gleichzeitig, während Techniker von Augmented-Reality-Technologien unterstützt werden. Die Implementierung von Industrie 4.0 wird eine größere Flexibilität innerhalb der KPIs erfordern , höhere IT-Kompetenz und Kenntnisse in mehreren Disziplinen. Solche Anforderungen rufen bei Arbeitnehmern oft Widerstand gegen Veränderungen hervor. Früher oder später müssten Unternehmen Strategien entwickeln, um ihre Belegschaft zu motivieren und zu schulen, um neue Produkte, Dienstleistungen und Prozesse bereitzustellen, um die Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten.

Cybersicherheit

Traditionelle IT-Sicherheit reicht nicht mehr aus, um moderne und aufstrebende digitale Fabriken und Wertschöpfungsketten zu schützen. Die gesamte Sicherheit und Stabilität eines Unternehmens kann bereits durch die geringste Unkenntnis der Sicherheitsrichtlinien gefährdet werden. Je mehr Fertigungsunternehmen sich auf den Weg zur Innovation begeben, desto größer wird ihre „Anhaftungsfläche“ und sie werden anfälliger. Stellen Sie sich vor, was passieren würde, wenn ein einzelnes Kraftwerk aufgrund einer Cybersicherheitsverletzung für einen Tag abgeschaltet würde. Abgesehen von Millionen von Dollar an Umsatzeinbußen wird es die Kunden des Unternehmens treffen und seinen Ruf ruinieren. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Produktion in einem „sicheren“ Bereich gehalten und Innovationen auf Eis gelegt werden müssen. Stattdessen müssten Cybersicherheitsrisiken gemindert werden. IoT-Geräte und -Prozesse müssten per Design das höchste Sicherheitsniveau aufrechterhalten und sich in bestehende Automatisierungssysteme integrieren, um böswilligen Einheiten sogar einen Einblick in die Architektur zu geben.

Es besteht immer die Möglichkeit eines Zero-Day-Angriffs, aber das bleibt mit fast jeder Branche verbunden und wirkt sich auf die besten Unternehmen aus. Um darauf zu reagieren, müssten mehrere Ebenen von Sicherheitsmechanismen eingerichtet werden, um Prozesse widerstandsfähig zu machen.

Investition

Industrie 4.0-Lösungen sind nicht billig. Für diese Implementierungen und die Schaffung robuster, sicherer Netzwerke, die sie mit Strom versorgen können, sind erhebliche Investitionen erforderlich. Sicherlich ist ein höherer ROI ein attraktives Argument, aber um enorme Investitionen zu rechtfertigen, müsste eine umfassende Kosten-Nutzen-Analyse durchgeführt werden.

Zusammenarbeit

Die Fertigungsindustrie ist facettenreich. Kein einzelner Anbieter kann die Anforderungen an eine Industrie 4.0-Lösung erfüllen, und es ist eine Zusammenarbeit erforderlich, um ein Höchstmaß an Qualität zu gewährleisten. Die Bereitstellung von Industrie 4.0-Lösungen müsste in einem Ökosystem ermöglicht werden, das einen fließenden Rahmen für IT-Anbieter, OT-Anbieter, Sis- und IoT-Startups bietet.

Standardisierung

Da immer mehr Geräte und Systeme miteinander verbunden werden und engmaschig arbeiten, reichen bestehende Fertigungsstandards nicht mehr aus, um die technischen, architektonischen und geschäftlichen Anforderungen zu erfüllen. Herkömmlicherweise und sogar heute gibt es zahlreiche Geräte, die proprietäre Kommunikationsprotokolle verwenden, was zu Datensilos führt. Dies macht es außerordentlich schwierig, Daten aus verschiedenen Quellen zu verknüpfen und sinnvoll zu nutzen. In den letzten Jahren hat sich OPC UA als vielversprechend erwiesen, aber es wurde immer noch nicht vollständig als universeller Standard akzeptiert. Dies ist eine besondere Herausforderung für Unternehmen, deren Fertigungsbereich von mehreren Architekturen, Standards und Protokollen abhängig ist.

IT-Modernisierung

Aktuelle industrielle Automatisierungssysteme sind eine Komplikation proprietärer Technologien und Netzwerke. Im Laufe der Zeit würde es einen zwingenden Bedarf geben, Fertigungsbetriebsmanagementlösungen, Geschäftsplanung, Logistiklösungen, industrielle Steuerungssysteme, Steuerungen (SPS) miteinander zu verbinden und HMIs . Prozesse würden nicht mehr von RTUs gesteuert, sondern serviceorientierte, dezentrale Steuerungssysteme kaufen, die aus Mikrocontrollern bestehen, die über Internetstandards zusammenarbeiten. Hybride IT-Umgebungen kombinieren bereits traditionelle Infrastruktur mit Cloud Computing, um flexible, effiziente und nachhaltige Lösungen bereitzustellen. Ein solcher Ansatz müsste auch für Industrie 4.0-Implementierungen verfolgt werden, da sonst die Vorteile immer durch die Komplexität veralteter IT-Techniken eingeengt würden.

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