Die dritte Industrielle Revolution war seit Mitte des 20. Jahrhunderts im Wesentlichen durch die „Computerisierung“ der Wirtschaft geprägt. Nun, im Zeitalter der vierten Industriellen Revolution verbinden sich die Konzepte der klassischen Informationstechnik mit sehr schnellen und disruptiven Technologieentwicklungen Beispiele dafür sind das Internet der Dinge, das industrielle Internet, Prozessautomationen mithilfe von Robotern, sich autonom bewegende Fahrzeuge, künstliche Intelligenz, 3D-Drucker, cyber-physikalische Systeme und sogenannte „Wearables“, die untereinander vernetzt sind. Indem diese Technologien beginnen zusammenzuwachsen, sind immer mehr Branchen und Unternehmen von der vierten Industriellen Revolution betroffen.
Dies führt zunächst zu einiger Verwirrung, denn Unternehmen und ihren einzelnen Bereichen stellen sich viele neue und grundlegende Fragen. Welche Unternehmensbereiche sind also betroffen und wie wirkt sich die vierte Industrielle Revolution auf sie aus?
Forschung & Entwicklung
Egal ob in der Medizin oder bei Mobilitätsdienstleistungen – Kunden verlangen nach Personalisierung. Selbst bei Massenprodukten wird eine individuelle Ansprache erwartet. So hat zum Beispiel ein Hersteller von Kaffeemaschinen einen Web-Konfigurator programmiert. Dieser sammelt reale Verkaufsdaten und analysiert sie hinsichtlich der Bereitschaft, wofür Kunden bereit sind mehr zu zahlen. Die Ergebnisse führen dann zu einer stärkeren Anpassung der Produkte an diese Kundenbedürfnisse – mithilfe von 3D-Druckern.
Auch lassen sich angefeuert durch Big Data und eine individualisierbare Massenfertigung aus Kundenpräferenzen neue Produkte und Services generieren. Unternehmen müssen diese neue Art des Denkens in alle Aspekte ihrer Forschung und Produktentwicklung einfließen lassen – sei es bei internen Teams oder bei externen Partnern. In der Tat ist dabei Selbstentwickeln und Selbstmachen nicht immer die richtige Option. Oft müssen externes Know-how und externe Dienstleistungen zugekauft werden, um früher als der Mitbewerb am Markt zu sein. Der richtige Mix aus eigenen Ressourcen und externen Partnern ist deshalb oft erfolgskritisch.
Engineering
In komplexen und miteinander verbundenen Produktionsnetzwerken ist ein bereichsübergreifender und gemeinschaftlicher Engineering-Ansatz ein Muss. Das auf seiner Basis formierte Ökosystem verläuft sowohl entlang der Wertschöpfungskette, als auch quer durch die verschiedenen Produkt- und Kundenlebenszyklen. Da sich Rollen und Schnittstellen der Designer, Service-Provider, Lieferanten und Kunden fortlaufend ändern, wird das Engineering zukünftig nahtlos mit dem Design, der Entwicklung und der Herstellung neuer Produkte und Services verknüpft sein.
Der unmittelbare Austausch wird neue Synergien zwischen der Produktentwicklung und den Produktionssystemen schaffen. Aus technischer Sicht setzt das neue Zusammenarbeitsmodell voraus, dass alle produktionsbezogenen Daten und Informationen jederzeit im gesamten Produktlebenszyklus verfügbar sind.
- Wie smarte Produkte Unternehmen verändern
Auf Basis der unendlichen Datenströme, die vernetzte Produkte und Maschinen liefern, entstehen auch neue Geschäftsmodelle. Hier einige Beispiele. - Tesla Motors
Bei vernetzten Produkten wird eine kontinuierliche Weiterentwicklung auch nach Verkauf möglich. Der E-Autohersteller Tesla z.B. will seine Autopilotfunktionen im Laufe der Zeit mit Softwareupdates ausbauen. Die gegenwärtige Software-Version 7.1 fügt die Lenkautomatik und die Parallel-Einparkautomatik hinzu. Im Bild der hochauflösende 17-Zoll-Touchscreen, der als Kommandozentrale für die meisten Fahrzeugfunktionen dient. - Bosch Güterwaggons
Bosch ist eines der deutschen Unternehmen, die beim Thema IoT ‚vorn dabei‘ sind. Eine neue Lösung zur intelligenten, vernetzten Echtzeit-Zustandsüberwachung von Güterwagen geht Mitte 2016 in Serie. Sie bietet Funktionen wie eine exakte Lokalisierung der Waggons, Informationen über die Transportbedingungen der Ladung, das Erkennen von Erschütterungen beim Rangieren und das Aufzeichnen der gefahrenen Kilometer eines Waggons für eine kilometerabhängige und zustandsbasierte Wartung. - CIIT 3D-Montageanleitung
Cyberbrillen sind ‚von gestern‘: Bei den Augmented Reality-Lösungen gibt es eine erste an Holografie erinnernde mobile Projektion, entwickelt vom Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) der Hochschule OWL und IOSB-INA/Fraunhofer, bei der alle (3D-) Informationen, die der Monteur benötigt, einfach auf seinen Arbeitsplatz projiziert werden. - GE Turbine Brilliant Factory
General Electric stattet im Rahmen seiner ‚Brilliant-Factories‘-Initiative die Maschinen mit vernetzten Sensoren aus. Die Rückmeldedaten werden ausgewertet, um Stillstandzeiten zu verringern bzw. die Effizienz zu erhöhen. Einem der Werke sei es damit gelungen, die Produktion fehlerfreier Einheiten zu verdoppeln. Im Bild der Bau von Turbinen in der Brilliant Factory. - John Deere
Vernetzte Produkte lassen sich kostengünstig variieren: Der Landmaschinenhersteller John Deere stellt nur noch eine Standardgröße seiner smarten Motoren her. Die PS-Zahl wird dann je nach Bedarf per Software eingestellt. - Smoove
Mit der IoT-Plattform ThingWorx von PTC erstellte die französische Firma Smoove ein Fahrrad-Verleihsystem für Clermont-Ferrand in der Auvergne. Da die vernetzten Räder bei diesem Dienstleistungsmodell im Besitz von Smoove bleiben, wurde der Konstruktionsprozess angepasst und besonders auf Langlebigkeit und Diebstahlschutz geachtet. Die Räder kommen u.a. ohne eine Kette aus, haben pannensichere Reifen und diebstahlsichere Schrauben. - KTM - Reparatur mit Augmented Reality
PTC hat die IoT-Plattform ThingWorx mit der Augmented-Reality-Plattform Vuforia erweitert. Damit erhält dann ein Techniker, dem über ThingWorx ein Problem vom KTM-Motorrad gemeldet wird, die dazu passenden einzelnen Reparaturschritte visuell auf sein Tablet oder seine Datenbrille.
Fertigung
Um eine nachhaltige Fertigung zu erzielen, verbinden Unternehmen ihre virtuelle und reale Produktion mithilfe von innovativer Software, Automatisierung und Datenintegration. Dies gilt sowohl für die Produktion als auch für Dienstleistungen entlang der Wertschöpfungskette. Die Produktionsprozesse und Produktionsautomatisierungen werden als integrierte Prozesse in enger Zusammenarbeit mit den Lieferanten und Partnern gestaltet und in Auftrag gegeben. Eine Erhöhung der Produktionsflexibilität, die wirtschaftliche Produktion kleiner Losgrößen, eine automatisierte Logistik sowie intelligente Maschinen und Produkte helfen dabei, die Markteinführungszeit zu reduzieren und damit Wettbewerbsvorteile zu sichern.
Auch können zum Beispiel Pumpenhersteller oder andere Maschinenbauer virtuelle Werkzeuge einsetzen, um Produktionsprozesse und den aktuellen Standort einzelner Bauteile kontinuierlich transparent zu machen. Dies wiederum ermöglicht kürzere Lagerzeiten und eine höhere Produktivität.