Industrie 4.0 ist ein neuer Trendbegriff, der von dem deutschen Wirtschaftswissenschaftler Klaus Martin Schwab populär gemacht und erklärt wurde. Obwohl viele solcher Schlagworte (im Klartext: 'Modebegriffe') keine Grundlage in der Realität haben, ist die vierte industrielle Revolution etwas, das wir gerade erleben.
Und das schon seit vielen Jahren - dank neuer Technologien, der Entstehung und Entwicklung des Internets, der Verlagerung vieler Dienstleistungen ins Internet oder der Entstehung des Internets der Dinge (" Internet der Dinge ", IoT) im weiteren Sinne. Wie beeinflusst die Industrie 4.0 unser tägliches Leben und warum sind ihre Erfolge für die Menschen unserer Zeit unbemerkt geblieben?
Was ist Industrie 4.0 und welche Technologien gehören dazu?
Industrie 4.0 kann als ein technologischer Umbruch definiert werden, der das Leben der Menschen, die Industrie und damit die Struktur der Gesellschaft zu Beginn des 21. Jahrhunderts tatsächlich und erheblich beeinflusst.
Dies bedeutet das Aufkommen zahlreicher Lösungen, die einerseits die Alltagsarbeit erleichtern und andererseits die Realität um ein Vielfaches erweitern, indem sie eine bessere Nutzung von Ressourcen und eine schnellere Verarbeitung von Daten durch IT-Systeme ermöglichen und nicht zuletzt eine echte Verbesserung der Lebensqualität bewirken.
Die vierte industrielle Revolution wäre ohne die Entwicklung des Internets, der Algorithmen der künstlichen Intelligenz, des maschinellen Lernens, der Robotik oder eines besseren Verständnisses des menschlichen Genoms nicht möglich gewesen.
Mit diesem Wissen wird es möglich sein, Prozesse effektiv zu automatisieren, die Arbeit in Fertigungsbetrieben zu vereinfachen, indem man die Beteiligung des Menschen am Ausführungsprozess reduziert (z.B. indem man eine numerisch gesteuerte Maschine so programmiert, dass sie eine Reihe identischer Teile einer bestimmten Form herstellt), oder Algorithmen der künstlichen Intelligenz im Design einzusetzen.
Auch wenn dies wie eine Theorie klingt, die direkt aus Neil Stephensons Blizzard (einem Buch aus... 1992) stammt, ist es eine Realität, die sich jeden Tag manifestiert, und Unternehmen wie Radmot, das sich mit CNC-Bearbeitung beschäftigt, nutzen die Errungenschaften in ihrer täglichen Arbeit.
Die wichtigsten Ideen von Industrie 4.0 sind:
- die Verbindung / Korrelation (Interconnection - dieser Begriff lässt sich nur schwer ins Polnische übersetzen) zwischen Geräten - ermöglicht es Maschinen, Steuerungen usw., über eine gemeinsame Software zu interagieren. Dies ermöglicht es beiden Geräten, effektiv miteinander zu arbeiten und mit Menschen zu interagieren; dieser Bereich legt auch den Schwerpunkt auf die Leichtigkeit der menschlichen Kommunikation,
- Informations-Transparenz (Informationstransparenz) - der Zugang zu möglichst vielen Informationen ermöglicht es den Anwendern, die richtigen Entscheidungen zu treffen, Probleme früher zu erkennen und in fast jeder Arbeitsphase nach Verbesserungen zu suchen (sehr wichtig in vielen Bereichen, z.B. in der Automobilindustrie),
- Technologische Unterstützung - für die Endbenutzer, d.h. die Betreiber der Anlagen, und zur Unterstützung der Entscheidungsfindung und Prozessoptimierung,
- Dezentralisierung von Entscheidungen - was sich direkt in der Autonomie von Geräten niederschlägt, die bestimmte Entscheidungen auf der Grundlage von Eingabedaten treffen können und damit - das Risiko kleinerer oder größerer Fehler beim Betrieb von Systemen verringern (z.B. trifft die CNC-Maschinensteuerung auf der Grundlage von Daten von Sensoren, die sich im Bereich des Fräsers und des Kopfes befinden, eine Entscheidung über die Notwendigkeit, den Betrieb der Frässpindel zu optimieren), ohne dass der Bediener eingreifen muss.
Das klingt zwar wie ein Science-Fiction-Film, aber solche Optimierungssysteme sind unsere tägliche Realität.
Spurassistenten in neueren Autos, Algorithmen in 3D-Druckern oder automatische Programme in Öfen sind Beispiele für einfache Lösungen, die Teil der Industrie 4.0 sind und durch diese technologische Revolution ermöglicht wurden.
Die andere Seite dieser fortschrittlichen Lösungen sind autonome Autos, intelligente Prothesen, die Kombination von Mensch und Maschine (" Mensch-Maschine ") oder Roboter-Fließbänder sowie intelligente Fabriken, Städte, Häuser und vieles mehr.
Als Maßstab sollten Sie sich drei frühere Revolutionen und Meilensteine vor Augen führen:
- die industrielle Revolution oder das "Dampfzeitalter" - Ende des 18. Jahrhunderts; als Meilenstein gilt die Erfindung des mechanischen Webstuhles, der die Produktion von Textilien beschleunigte, aber auch eine der ersten so bedeutenden Möglichkeiten war, die Produktion mit Dampfmaschinen zu automatisieren (d.h.: zu beschleunigen),
- die industrielle Revolution oder das Zeitalter der Elektrizität - die Jahrhundertwende zum 20. Jahrhundert; sowohl die Entwicklung des Konzepts der Fertigungsstraße als auch die Entdeckung einer Möglichkeit, Elektrizität zu erzeugen und damit Maschinen anzutreiben, gelten als Meilensteine,
- die industrielle Revolution oder das Zeitalter der Computer - 1970er Jahre; der Meilenstein war die Erfindung von Logikschaltungen, die den automatischen Betrieb von Maschinen ermöglichten,
- die industrielle Revolution, oder... was wir heute beobachten.
Diese Veränderung ist so wichtig, dass viele Unternehmen ihre Geschäftsmodelle auf das Konzept der Industrie 4.0 stützen und Lösungen implementieren, die sich realistisch in Prozessoptimierung umsetzen lassen.
Und zwar dank maschinellem Lernen, Big Data oder Algorithmen der künstlichen Intelligenz.
Wie sehen die Veränderungen in Richtung Industrie 4.0 aus und welche Auswirkungen haben sie auf die Produktion?
Die Auswirkungen der Vierten Industriellen Revolution auf die Produktion sind enorm und eine Beschreibung in wenigen Sätzen wird dem Ausmaß des Phänomens nicht gerecht.
Eines steht fest: Die Automatisierung von Prozessen sorgt für eine schnellere und präzisere Produktion, eine Reduzierung der Einzelkosten und folglich für eine größere Verfügbarkeit vieler Artikel, die bis vor kurzem noch als Luxusgüter galten.
Beispielsweise hat die Reduzierung der Kosten für die Herstellung von Flugzeugkomponenten und die Flugzeugwartung (Ersatzteile sind billiger) zu einer höheren Verfügbarkeit von Billigflügen geführt.
Die geringeren Kosten für die Herstellung integrierter Schaltkreise (hochautomatisierte Prozesse) bei gleichzeitig viel höherer Präzision sorgen für eine längere Lebensdauer, geringere Ausfallquoten und darüber hinaus für eine wirkliche Reduzierung des Preises für das Endprodukt.
Diese Veränderung lässt sich gut am Beispiel der Fertigung auf numerisch gesteuerten Maschinen veranschaulichen.
Die manuelle Herstellung von 1.000 Teilen auf einem Drehautomaten ist zeit-, arbeits- und kostenaufwändig.
Die Folge sind hohe Einzelkosten, die sich in einem höheren Preis für das Endprodukt niederschlagen, und die Toleranzen der Komponenten (die sich auf die Lebensdauer auswirken) sind viel höher.
Durch die Automatisierung des Drehprozesses mit CNC ist es möglich, die Toleranzen der gefertigten Teile und den Preis (ab einer gewissen Größenordnung) deutlich zu reduzieren.
Und obwohl es sich hierbei um eine Technologie handelt, die an der Schwelle zur 3. und 4. industriellen Revolution steht (bei dieser wurden viele Elemente der Autonomie eingeführt), zeigt sie doch recht gut die Möglichkeiten sowie die Perspektiven dieser Veränderung.
Die Einführung von Geräten, die die Produktionsabläufe steuern, verringert den Bedarf an menschlicher Bedienung und reduziert gleichzeitig das Fehlerrisiko dank intelligenter Sensoren und Algorithmen, die Probleme erkennen.
Einige Technologien und Lösungen, die Industrie 4.0 zum Teil definieren, sind in diesem Zusammenhang relevant:
- 3D-Druck - Verbesserung der Produktion (nicht nur von Polymerteilen, sondern auch von Metall),
- intelligente Sensoren, die Informationen sammeln und auf der Grundlage von Algorithmen analysieren, was sich in,
- die vorausschauende Instandhaltung (ein weiterer Begriff, der sich nur schwer ins Polnische übersetzen lässt), die es ermöglicht, Probleme in verschiedenen Phasen der Produktion schneller zu erkennen,
- Verbesserung des Zugangs zu Nahrungsmitteln und Optimierung der Ernten - das Problem des Hungers in der Welt ist nach wie vor akut und die von der Industrie 4.0 eingeführten Lösungen könnten eine der Abhilfen sein (z.B. Big-Data-Analysen von Ernten oder deren Optimierung auf der Grundlage großer Mengen von Eingangsdaten).
Die Nachteile und die Bedenken von Industrie 4.0
Die größte Sorge im Zusammenhang mit Industrie 4.0 ist die Verdrängung der Rolle des Menschen im Fertigungsprozess und damit: der Verlust von Arbeitsplätzen.
Das stimmt nicht, und Analysen und Prognosen bestätigen diese Aussage. Solche Befürchtungen haben im Übrigen jede der vorherigen 3 Revolutionen begleitet.
Die vierte industrielle Revolution verändert, wie die drei vorangegangenen, die Sozialstruktur und damit auch die Beschäftigung, verstanden als 'neue Berufe'.
Bis vor wenigen Jahrzehnten gab es keine Berufe wie den des CNC-Fräsmaschinenführers: das lag daran, dass es keine numerisch gesteuerten Maschinen gab.
Sicherlich: Der mit der neuen industriellen Revolution verbundene Umbruch bringt die Notwendigkeit mit sich, neue Kompetenzen bei den Arbeitskräften zu entwickeln, und darüber gibt es tatsächlich viele Bedenken.
Allerdings haben frühere Revolutionen - trotz ähnlicher Befürchtungen - zu Verbesserungen in der Gesellschaft im Allgemeinen und, was die beruflichen Bereiche betrifft, zur Entwicklung neuer Positionen geführt, die diejenigen einschlossen, die die Veränderung miterlebt haben.
Darüber hinaus haben Science-Fiction-Autoren jahrelang das, was wir heute als vierte industrielle Revolution bezeichnen, als Gelegenheit für eine Revolte der Maschinen (eine Vision aus der Terminator-Serie) oder eine Perspektive dargestellt, in der der Mensch keine Rolle mehr spielen wird.
Dies trägt nicht dazu bei, besser zu verstehen, wie die Veränderungen der 4. industriellen Revolution die Lebensqualität und die sozialen Bedingungen verbessern.
Schnellere und stetigere wirtschaftliche Entwicklung, neue Arbeitsplätze (im wahrsten Sinne des Wortes: neue Arbeitsplätze, die es vorher nicht gab), einfachere Nahrungsmittelproduktion oder schnellere Vermeidung von Fehlern, die noch vor etwa einem Jahrzehnt die Gesundheit und das Leben der Menschen hätten beeinträchtigen können - das sind nur einige Bereiche, für die die Industrie 4.0 verantwortlich ist.
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