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Yigit Sür, Stefan Georg
Die industrielle Revolution bis
hin zur Industrie 4.0
2
I. Inhaltsverzeichnis
I. Inhaltsverzeichnis .................................................................................................. 2
1 Industrie 4.0 – Die große Unbekannte.................................................................... 3
2 Die bisherigen industriellen Revolutionen .............................................................. 4
2.1 Die erste industrielle Revolution (ca. 1780–1880) ........................................... 4
2.2 Die zweite industrielle Revolution (ca.1880–1914) .......................................... 6
2.3 Die dritte industrielle Revolution (ca.1969–2014) ............................................ 7
3 Industrie 4.0 ......................................................................................................... 10
3.1 Aktuelle Trends in der Industrie ..................................................................... 10
3.2 Definition und Erläuterung des Begriffs Industrie 4.0 ..................................... 12
II. Literaturverzeichnis .............................................................................................. 15
Anhang A .................................................................................................................... 21
3
1 Industrie 4.0 – Die große Unbekannte
Industrie 4.0 – dieses Modewort ist in aller Munde. Täglich erscheinen in
Fachzeitschriften und Zeitungen Berichte unter diesem Schlagwort. Auf Messen,
Kongressen und Tagungen der Wirtschaft geht es nahezu ausschließlich um Industrie
4.0. Selbst die Politik zeigt großes Interesse an dem Thema. Doch was verbirgt sich
hinter diesem Modewort? Die unklare Informationslage rund um Industrie 4.0 führt
dazu, dass kaum ein Begriff mehr polarisiert. Während viele Industrie 4.0 als Synonym
für die vierte industrielle Revolution sehen, erkennen Kritiker darin nur einen künstlich
aufgewerteten Hype. Ziel dieses ebooks ist es, das Konzept Industrie 4.0 in einen
allgemeinverständlichen Gesamtzusammenhang der industriellen Revolutionen
einzuordnen. Darüber wird geklärt, ob diese Entwicklung tatsächlich eine Revolution
darstellt oder nur eine vorübergehende Modeerscheinung ist.
Lernen Sie zunächst die industrielle Entwicklung von der ersten, zweiten und dritten
industriellen Revolution mit Blick auf die allgemeingeschichtlichen Informationen rund
um diese Prozesse wie auch auf die Auswirkungen der jeweiligen Revolution auf die
Gesellschaft kennen.
4
2 Die bisherigen industriellen Revolutionen
Mit dem Begriff der Revolutionen verbinden wir eine grundlegende Neuerung von
althergebrachten Systemen. Einem Europäer fällt in diesem Zusammenhang als erstes
wohl die Französische Revolution (1789–1799) ein. Doch Revolutionen müssen nicht
unbedingt politisch motiviert sein. Es gibt auch Revolutionen im ökonomischen Sinne –
bekannt als industrielle Revolutionen. Laut dem Gabler Wirtschaftslexikon bezeichnen
industrielle Revolutionen „[…] einen raschen Wandel von Produktionstechniken und,
daraus abgeleitet, von wirtschaftlich-gesellschaftlichen Strukturen […]“1. Demnach
handelt es sich bei industriellen Revolutionen um technisch beschaffene Umbrüche im
Rahmen der Produktion mit weitreichenden Auswirkungen auf Wirtschaft und
Gesellschaft. Wie industrielle Revolutionen im Detail entstehen und wann sie beginnen,
ist nicht vollständig bekannt.2 Als gesichert gilt, dass allein neue technische
Erfindungen keine industrielle Revolution auslösen. Technische Neuerungen sind in
diesem Zusammenhang zwar elementar und dienen als Treiber einer industriellen
Revolution, vorausgehen muss dieser Entwicklung aber eine erkennbare Nachfrage
nach einem Produkt, welches erst die Entwicklung neuer technischer Erfindungen
ermöglicht.3 Und vor allem sind mit industriellen Revolutionen immer wieder
Kosteneffekte verbunden, die sich häufig in einem Degressionseffekt ausdrücken.
2.1 Die erste industrielle Revolution (ca. 1780–1880)
Die erste industrielle Revolution wird mit der Sesshaftwerdung der Menschen im
Neolithikum gleichgesetzt. Mitunter liegt das daran, dass dieser erste industrielle
Umbruch die Entwicklung sämtlicher Menschen und Nationen betraf.4 Die erste
industrielle Revolution kann man als einen „[…] rapiden und sozial spannungsreichen
Übergang von der Agrar- zur Industriegesellschaft. […]“5 bezeichnen. Ausgangspunkt
der Revolution war im späten 18. Jahrhundert England. Von dort aus breitete sie sich
bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts in Kontinentaleuropa und später weltweit aus.
Voraussetzung für diese Revolution war ein Umbruch in der Landwirtschaft. So konnte
1 Springer Gabler GmbH (o.J.). Onlinequelle. Gabler Wirtschaftslexikon: industrielle Revolution.
Abruf am 30.03.2016, http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Archiv/73533/35/Archiv/73533/industrielle-revolution-v4.html 2 Vgl. Kiesewetter, H. (2004). S.29. Industrielle Revolution in Deutschland: Regionen als
Wachstumsmotoren. Stuttgart: Franz Steiner Verlag 3 Vgl. Ziegler, D. (2009). S.1. Geschichte Kompakt: Die industrielle Revolution. 2. Auflage.
Darmstadt: WBG 4 Vgl. Ziegler, D. (2009). S.1. Geschichte Kompakt: Die industrielle Revolution. 2. Auflage.
Darmstadt: WBG 5 Bundeszentrale für politische Bildung (o.J.). Onlinequelle. Industrielle Revolution. Abruf am
30.03.2016, http://www.bpb.de/nachschlagen/lexika/politiklexikon/17631/industrielle-revolution
5
durch die Verwendung neuer Techniken, beispielsweise der Fruchtwechselwirtschaft,
eine dauerhafte Nutzung der Anbauflächen ermöglicht werden. Durch den Einsatz von
Düngern konnte die Qualität der Produkte erhöht und damit der Ertrag gesteigert
werden. Der Umbruch in der Landwirtschaft und die damit verbundene bessere
Versorgung der Bevölkerung hatte eine rasante Bevölkerungszunahme zur Folge,
welche den Bedarf und die Nachfrage nach Produkten und insbesondere Textilien
steigerte.6 Diese Zunahme der Nachfrage führte zu einem Umdenken und resultierte in
der Entwicklung neuer technischer Maschinen, den Treibern dieser Revolution. Die
berühmtesten Erfindungen dieser Zeit waren die Spinn-/Webmaschine („Spinning
Jenny“ 1764) sowie die Dampfmaschine (1765), welche zukünftig als Antrieb in Spinn-
/Webmaschinen sowie Lokomotiven eingesetzt werden konnte.7 Die Erfindung der
Dampfmaschine ermöglichte den ortsungebundenen Bau von Fabriken, da man nicht
mehr auf natürliche Energiequellen wie Flüsse (Wasserrad) oder den Wind (Windrad)
angewiesen war. Durch diese und darauffolgende Erfindungen, welche immer mehr in
neu gegründeten Fabriken Verwendung fanden, konnte auf mechanisierte Weise in
größeren Mengen produziert werden.8 Die in den Städten errichteten Fabriken zogen
immer mehr Menschen an, sodass langsam eine Entwicklung von einer Agrar- zur
Industriegesellschaft vollzogen wurde.
Die Produktivitätssteigerung durch die Mechanisierung war die größte Errungenschaft
der ersten industriellen Revolution. Die Kehrseite war das Elend der Arbeiter: Dieser
Teil der Bevölkerung war in den Städten Wohnungsmangel und schlechten
hygienischen Zuständen ausgesetzt bzw. musste lange Arbeitszeiten, wenig
Beschäftigungssicherheit und geringe Löhne hinnehmen.9 Gewinner der
Industrialisierung waren vor allem England und mitteleuropäische Staaten, welche sich
wirtschaftlich gegenüber anderen Staaten absetzen konnten. Teile Süd- und
Osteuropas und auch andere Teile der Welt, welche den Schritt der Industrialisierung
verpassten, fielen wirtschaftlich gesehen zurück. Diese Länder waren nunmehr
Lieferanten von Agrargütern und Rohstoffen für die bereits industrialisierten Länder.10
6 Vgl. Görtemaker, M. (2002). S.26ff. Geschichte Europas 1850-1918.Stuttgart: Verlag W.
Kohlhammer 7 Vgl. Ziegler, D. (2009). S.1. Geschichte Kompakt: Die industrielle Revolution. 2. Auflage.
Darmstadt: WBG 8 Vgl. Schäfer S. (2015). S.2. Industrie 4.0- Ein historischer Aus-und Rückblick, in: Schäfer, S./
Pinnow, C. Industrie 4.0: Grundlagen und Anwendungen-Branchentreff der Berliner Wissenschaft und Industrie. Berlin: Beuth Verlag GmbH 9 Vgl. Görtemaker, M. (2002). S.37. Geschichte Europas 1850-1918.Stuttgart: Verlag W.
Kohlhammer 10
Vgl. Buchheim, C. (1997). S.18. Einführung in die Wirtschaftsgeschichte. München: C. H. Beck
6
2.2 Die zweite industrielle Revolution (ca.1880–1914)
Die zweite industrielle Revolution begann um etwa 1870; sie betraf vor allem West-
und Mitteleuropa und die USA. Im Vergleich zur ersten industriellen Revolution wurden
aber auch Teile Süd- und Osteuropas von diesem Umbruch tangiert. Treiber dieser
Revolution waren die Stahlindustrie, die chemische Industrie, die Elektrizitätsindustrie
sowie die Automobilindustrie. Die Erfindung des „Bessemer-Verfahrens“ im Jahre
1856, welches die Stahlherstellung ermöglichte, legte den Grundstein für diesen
Umbruch. Kostengünstig hergestellter Stahl ermöglichte den Bau von schnelleren und
stabileren Handelsschiffen und ermöglichte neue Konstruktionsmöglichkeiten beim Bau
von Maschinen. Mit der Erfindung der Glühbirne im Jahre 1879 durch Thomas Edison
erhielt die Entwicklung elektrischer Anlagen Auftrieb. Es wurde begonnen, die
Elektrizität als Kraftquelle zu nutzen. Vor allem in Fabriken und kleineren Manufakturen
konnte die Elektrizität alternative Energiequellen wie Kohle, Gas oder Dampfkraft
verdrängen. Mit der zunehmenden Elektrifizierung entwickelte sich der Industriezweig
der Elektroindustrie. Vor allem in Deutschland wurden elektrische Haushaltsgeräte, wie
Staubsauger oder Kühlschränke hergestellt.11 Wichtige deutsche Unternehmen, wie die
Bau-Anstalt von Siemens & Halske (heute: Siemens AG) oder die Deutsche Edison-
Gesellschaft für angewandte Elektrizität (heute: AEG AG) gingen aus dieser
Entwicklung hervor.12 Entscheidend war zu dieser Zeit auch die Erfindung des
Benzinmotors durch Karl Benz im Jahre 1885, was die Erfindung des ersten
Automobils im darauffolgenden Jahr ermöglichte. Die Einführung der
Fließbandproduktion für Automobile durch Henry Ford im Jahre 1903 („T-Model“)
konnte die Produktionskosten so weit senken, dass Automobile auch für einfache
Arbeiter erschwinglich wurden.13 Dabei ist die Idee der Arbeitsteilung mittels
Transportbänder eher auf die Schlachthöfe von Cincinnati zurückzuführen, welche
bereits um das Jahr 1870 Förderbänder nutzten, um die zu bearbeitenden Tiere von
einem Bearbeitungsprozess zum nächsten weiterzugeben.14
Eine Folge der zweiten industriellen Revolution war die stark zunehmende
Urbanisierung. Gab es im Jahre 1870 acht deutsche Großstädte mit mehr als 100.000
11
Vgl. Görtemaker, M. (2002). S.199ff. Geschichte Europas 1850-1918.Stuttgart: Verlag W. Kohlhammer 12
Vgl. Schäfer S. (2015). S.4. Industrie 4.0- Ein historischer Aus-und Rückblick, in: Schäfer, S./ Pinnow, C. Industrie 4.0: Grundlagen und Anwendungen-Branchentreff der Berliner Wissenschaft und Industrie. Berlin: Beuth Verlag GmbH 13
Vgl. Görtemaker, M. (2002). S.199ff. Geschichte Europas 1850-1918.Stuttgart: Verlag W. Kohlhammer 14
Vgl. Schäfer S. (2015). S.4. Industrie 4.0- Ein historischer Aus-und Rückblick, in: Schäfer, S./ Pinnow, C. Industrie 4.0: Grundlagen und Anwendungen-Branchentreff der Berliner Wissenschaft und Industrie. Berlin: Beuth Verlag GmbH
7
Einwohnern, so lag deren Anzahl im Jahre 1900 bei etwa 40.15 Die Lohnarbeit nahm in
diesem Zusammenhang zu, und es bildete sich die soziale Gruppe der Proletarier.
Zahlenmäßig war diese Arbeiterklasse die größte. Sie verrichteten nur einfache und
immer wiederkehrende Aufgaben in Fabriken, die keine besondere Ausbildung
voraussetzten. Neu war, dass sich das Angestelltenwesen herausbildete. In diesem
Kontext sind insbesondere die Ingenieure zu nennen, welche für den reibungslosen
Ablauf und die Organisation der einzelnen Arbeitsschritte verantwortlich waren.
Nennenswert ist auch die Arbeiterbewegung, die sich aus der zweiten industriellen
Revolution heraus entwickelte. Geringe Löhne, wenig Mitbestimmungsrecht, lange
Arbeitszeiten und schlechte Arbeitsbedingungen führten dazu, dass sich die Arbeiter
und Angestellten in Gewerkschaften organisierten, um ihre Interessen
durchzusetzen.16 Großer Gewinner der zweiten industriellen Revolution waren
wirtschaftlich gesehen vor allem Deutschland und die USA. Insbesondere im Hinblick
auf die Stahlproduktion und die Elektroindustrie konnten diese Länder
Konkurrenzstaaten wie England oder Frankreich hinter sich lassen. Letztere konnten
aufgrund der veralteten Techniken ihrer Anlagen und Betriebe, welche noch aus Zeiten
der ersten industriellen Revolution stammen, das Potenzial des Umschwungs nicht
vollständig für sich nutzen.17
2.3 Die dritte industrielle Revolution (ca.1969–2014)
Die dritte industrielle Revolution steht im Zeichen der Computer-, Informations- und
Kommunikationstechnologie wie auch des Internets. Ausgehend von
speicherprogrammierbaren Steuerungssystemen, den sogenannten SPS, konnten im
Zusammenspiel mit der sich stetig entwickelnden Informations- und
Kommunikationstechnologie eigenständige Werkzeugmaschinen entwickelt werden.
Auf dieser Basis konnten mittels Großrechnern automatisierte Produktionsprozesse
realisiert werden. Während der zweiten industriellen Revolution hatte man zwar in
Serie produziert, wie im vorausgehenden Kapitel mit dem Beispiel des Ford-T Model
aufgezeigt, allerdings beschränkte sich dies nur auf die Produktion einer
Modellvariante. Die Errungenschaften der dritten industriellen Revolution ermöglichten
15
Vgl. Görtemaker, M. (2002). S.203. Geschichte Europas 1850-1918.Stuttgart: Verlag W. Kohlhammer 16
Vgl. Görtemaker, M. (2002). S.206ff. Geschichte Europas 1850-1918.Stuttgart: Verlag W. Kohlhammer 17
Vgl. Görtemaker, M. (2002). S.202. Geschichte Europas 1850-1918.Stuttgart: Verlag W. Kohlhammer
8
indes die Produktion mehrerer Varianten in Serie.18 Deutlich erkennbar ist diese
Entwicklung bei den deutschen Automobilunternehmen. Diese weisen aktuell hunderte
von Modelvarianten auf, welche in Serie produziert werden können. Interessant ist die
Entwicklung im Bereich der Computertechnologie, welches die dritte industrielle
Revolution erst ermöglichte, im Hinblick auf die damalige zurückhaltende
Erwartungshaltung. Man rechnete insgesamt nicht damit, dass sich die
Computertechnologie breitflächig durchsetzen würde. Die damalige Erwartungshaltung
erscheint weniger zutreffend, wenn man bedenkt, dass heutzutage der Großteil der
Bevölkerung mit einem Personal Computer (PC) ausgestattet ist.19
Eine Folge der dritten industriellen Revolution war ökonomisch gesehen die
Rationalisierung. In manchen Bereichen wurde daher die menschliche Arbeitskraft
durch automatisierte Maschinen ersetzt. Die damit verbundene höhere Produktivität
sorgte dafür, dass die Grundbedürfnisse der Industriegesellschaften mehr als gedeckt
werden konnten. Aus dieser Entwicklung heraus ergab sich eine individuellere
Nachfrage der Verbraucher, wie aus heutiger Sicht immer noch gegeben ist. Die
Produzenten kommen dieser individuellen Nachfrage aktuell mit der variantenreichen
Serienproduktion entgegen. Weiterhin sind durch die Vernetzung von (Groß-)Rechnern
im sogenannten Internet Informationen weltweit für jedermann zu jedem beliebigen
Zeitpunkt abrufbar. Die Vorteile der Informationsverknüpfung liegen dabei nicht nur im
privaten Bereich, sondern auch im geschäftlichen Umfeld. So hat sich aus dieser
Entwicklung eine besondere Art der Produktion entwickelt. Dabei wird ein komplexes
Produkt nicht mehr an einem Standort produziert, sondern durch die Teilhabe mehrerer
Teileproduzenten beziehungsweise Teilelieferanten in einem globalen Netz. Die
beschriebenen Entwicklungen und die Folgen der dritten industriellen Revolution mit all
ihren technischen Errungenschaften können unter dem Begriff „Globalisierung“
zusammengefasst werden. Aus heutiger Sicht befinden wir uns immer noch in Zeiten
der Globalisierung, wobei der weltweite Informationsaustausch stetig steigt und die
globale Vernetzung von Unternehmen zu einer zunehmenden Internationalisierung des
Wertschöpfungsprozesses eines Produktes führt.20
Um einen generellen Überblick über die vergangenen industriellen Revolutionen zu
ermöglichen, bevor im nächsten Kapitel die vierte industrielle Revolution thematisiert
18
Vgl. Bauernhansl, T. (2014). S.7. Die vierte industrielle Revolution-Der Weg in ein wertschaffendes Produktionsparadigma, in: Bauernhansl, T./ Ten Hompel, M./ Vogel-Heuser, B. Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik. Wiesbaden: Springer Vieweg 19
Vgl. Schäfer S. (2015). S.5. Industrie 4.0- Ein historischer Aus-und Rückblick, in: Schäfer, S./ Pinnow, C. Industrie 4.0: Grundlagen und Anwendungen-Branchentreff der Berliner Wissenschaft und Industrie. Berlin: Beuth Verlag GmbH 20
Vgl. Bauernhansl, T. (2014). S.7. Die vierte industrielle Revolution-Der Weg in ein wertschaffendes Produktionsparadigma, in: Bauernhansl, T. / Ten Hompel, M. / Vogel-Heuser, B. Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik. Wiesbaden: Springer Vieweg
9
wird, ist nachfolgend eine Zusammenfassung von Thomas Bauernhansl (Fraunhofer-
Institut für Produktionstechnik und Automatisierung) wiedergegeben. Dieser umreißt
die vorangehenden drei industriellen Revolutionen wie folgt:
1. „Arbeits- und Kraftmaschinen ermöglichen die Industrialisierung und verhindern
Hungerkatastrophen.“
2. „Wohlstand durch arbeitsteilige Massenproduktion mit Hilfe elektronischer
Energie.“
3. „Elektronik und IT ermöglichen automatisierungsgetriebene Rationalisierung
sowie die variantenreiche Serienproduktion.“21
21
Bauernhansl, T. (2014). S.6. Die vierte industrielle Revolution-Der Weg in ein wertschaffendes Produktionsparadigma, in: Bauernhansl, T./ Ten Hompel, M./ Vogel-Heuser, B. Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik. Wiesbaden: Springer Vieweg
10
3 Industrie 4.0
3.1 Aktuelle Trends in der Industrie
Die Industrie steht seit vielen Jahren unter dem Einfluss der stetigen Globalisierung
und Vernetzung. Christian Manzei (Geschäftsführer der Think Company) nennt die
folgenden allgemeinen Tendenzen, welche sich aus aktueller Sicht auf die
Unternehmen und ihre Prozesse auswirken:
„Effizienzsteigerung“
„Time to Market“
„Schonung von Ressourcen“
„Flexibilität“
„lückenlose Dokumentation“22
Unternehmen stehen aktuell unter einem hohen Preisdruck, welcher insbesondere auf
die große Anzahl an Konkurrenten auf dem Markt zurückzuführen ist. Um qualitativ
hochwertige Produkte noch kostengünstiger herstellen zu können, bedarf es weiterer
Effizienzsteigerungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette eines
Unternehmens. Die Globalisierung und die steigende Konkurrenz erfordert auch eine
schnellere Implementierung neuer Produkte auf dem Markt. Die damit
zusammenhängende Verkürzung der Zeit von der ersten Idee bis zur Marktfähigkeit
eines Produktes (Time to Market) setzt voraus, dass die eigenen Prozesse innerhalb
des Unternehmens informationstechnisch optimal aufeinander abgestimmt werden, um
den Entwicklungs- und den Produktionsprozess des neuen Produktes unmittelbar und
flexibel im Unternehmen umsetzen zu können. Für Unternehmen wird auch die
Schonung von Ressourcen immer wichtiger. Dabei stehen nicht unbedingt
umwelttechnische Aspekte, sondern vielmehr ökonomische Ziele im Mittelpunkt. So
können beispielsweise durch einen optimierten Fertigungsprozess nicht nur Energie
gespart und Abfälle vermieden, sondern auch die unmittelbar mit den Abfällen und dem
Energieverbrauch in Zusammenhang stehenden Kosten gesenkt werden. Eine weitere
Entwicklung ist hinsichtlich der zunehmenden Flexibilisierung der Produktion zu
erkennen. Bereits heute produzieren Automobilhersteller Fahrzeuge in verschiedenen
Varianten per Massenfertigung. Diese bis zu einem bestimmten Maß individualisierte
Fertigung wird nun auch von Produzenten einfacher Produkte angestrebt,
22
Manzei C. (2016). S.11f. Noch mehr Anforderungen an die Produktion, in: Manzei, C./ Schleupner, L./ Heinze, R. [Hrsg.] Industrie 4.0 im internationalen Kontext: Kernkonzepte, Ergebnisse, Trends. Berlin [u.a.]: VDE Verlag & Beuth Verlag
11
beispielsweise von Lebensmittelproduzenten. Hinter dieser Entwicklung steht die
wachsende Nachfrage nach individualisierten Produkten der Konsumenten.
Erwähnenswert ist auch der Trend in Richtung einer lückenlosen Dokumentation. Im
Pharmazie- bzw. Lebensmittelbereich wird diese bereits heute rund um die Herstellung
eines Produktes gefordert. Dieser Aspekt wird aufgrund neuer Gesetze aktuell auch in
anderen Branchen immer wichtiger. Einer lückenlosen Dokumentation kann nur dann
nachgekommen werden, wenn die komplexen Prozesse entlang der kompletten
Wertschöpfungskette verstanden und gänzlich überblickt werden.23
Um den oben angeführten Trends und Entwicklungen nachzukommen, müssen im
Unternehmen Optimierungsmaßnahmen angesetzt werden. Dies erscheint aus
heutiger Sicht jedoch durchweg schwierig. Gängige Maßnahmen und Methoden wie
beispielsweise die Optimierung der Durchlaufzeiten oder die Vermeidung von
Verschwendung sind in ihren Potenzialen beschränkt. Um neue Potenziale zu
generieren, ist die Entwicklung hin zu digitalisierten Prozessen zu erkennen. Bereits
heute sind viele rechnergesteuerte Produktionsanlagen mit intelligenten Sensoren und
Aktoren versehen. Im Zusammenspiel mit der immer grösser werdenden
Rechenleistung (und damit schnelleren Datenverarbeitung) eröffnen sich hier komplett
neue Möglichkeiten, entsprechende Prozesse zu definieren und abzubilden.24 Beachtet
man in diesem Kontext auch den immensen Einfluss des Internets auf diese
Entwicklung, wobei bis zum Jahr 2020 mit einer Anbindung von bis zu 50 Milliarden
Objekten mit dem Internet (u.a. Geräte, Anlagen, Menschen, Prozesse, Daten)
gerechnet wird, lassen sich bestimmte Elemente einer anstehenden neuen
industriellen Revolution erkennen.25 Die notwendige Voraussetzung einer industriellen
Revolution, wie sie in Kapitel 2 erörtert wurde, wird aktuell durch die hohe Nachfrage
nach individuelleren Produkten erfüllt. Ausgehend von dieser Nachfrage wird unter
Zuhilfenahme der steigenden Rechner- bzw. Prozessorleistung und des Internets auf
neue technische Komponenten und Systeme (Kapitel 4) hingearbeitet. Diese
Komponenten und Systeme können in diesem Rahmen als Treiber einer neuen
industriellen Revolution angesehen werden, sodass zusammenfassend derselben
ausgegangen werden kann.
23
Vgl. Manzei C. (2016). S.11f. Noch mehr Anforderungen an die Produktion, in: Manzei, C./ Schleupner, L./ Heinze, R. [Hrsg.] Industrie 4.0 im internationalen Kontext: Kernkonzepte, Ergebnisse, Trends. Berlin [u.a.]: VDE Verlag & Beuth Verlag 24
Vgl. Manzei C. (2016). S.12. Noch mehr Anforderungen an die Produktion, in: Manzei, C./ Schleupner, L./ Heinze, R. [Hrsg.] Industrie 4.0 im internationalen Kontext: Kernkonzepte, Ergebnisse, Trends. Berlin [u.a.]: VDE Verlag & Beuth Verlag 25
Vgl. Bauer W. et al. (2014). S.17. Industrie 4.0-Volkswirtschaftliches Potenzial für Deutschland: Studie. Berlin; Stuttgart: BITKOM-Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. & Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO
12
3.2 Definition und Erläuterung des Begriffs Industrie 4.0
Erstmals erwähnt wurde der Begriff Industrie 4.0 auf der Hannover-Messe
(Industriemesse) im Jahre 2011.26 Seither wird der Begriff vielfältig interpretiert, da es
keine allgemeingültige Definition von Industrie 4.0 gibt. Um dennoch einen Überblick
über die Thematik und die wichtigsten Aspekte von Industrie 4.0 zu erhalten, werden
folgend verschiedene Definitionen aufgeführt:
„Industrie 4.0 steht für die vollständige Digitalisierung und Integration der industriellen
Wertschöpfungskette. Die Verbindung von Informations- und
Kommunikationstechnologie mit der Automatisierungstechnik zum Internet der Dinge
und Dienste ermöglicht immer höhere Grade der Vernetzung in und zwischen
Produktionsanlagen, vom Lieferanten bis hin zum Kunden. Damit einher geht die
Digitalisierung des Produkt- und Service-Angebots, die neue Geschäftsmodelle
ermöglicht. Letztendlich ist Industrie 4.0 die Verwirklichung der smarten Fabrik im
digitalen Wertschöpfungsnetzwerk. “27
„Das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 zielt darauf ab, die deutsche Industrie in die Lage zu
versetzen, für die Zukunft der Produktion gerüstet zu sein. Sie ist gekennzeichnet
durch eine starke Individualisierung der Produkte unter den Bedingungen einer hoch
flexibilisierten (Großserien-) Produktion. Kunden und Geschäftspartner sind direkt in
Geschäfts- und Wertschöpfungsprozesse eingebunden. Die Produktion wird mit
hochwertigen Dienstleitungen verbunden. Mit intelligenteren Monitoring- und
Entscheidungsprozessen sollen Unternehmen und ganze Wertschöpfungsnetzwerke in
nahezu Echtzeit gesteuert und optimiert werden können.“ 28
Die erste Ausführung ist zurückzuführen auf den Zentralverband Elektrotechnik- und
Elektroindustrie e.V. und daher technisch geprägt. Dieser Definition können die
technischen Aspekte, welche der Industrie 4.0 zugrunde liegen, entnommen werden.
Industrie 4.0 steht demnach für die Digitalisierung der gesamten Wertschöpfungskette,
der Produkte und der Service-Angebote. Dabei soll die Digitalisierung durch die
Synthese der Automatisierungstechnik mit der Informations- und
26
Vgl. Bundesministerium für Bildung und Forschung (o.J.). Onlinequelle. Zukunftsprojekt Industrie 4.0. Abruf am 07.04.2016, https://www.bmbf.de/de/zukunftsprojekt-industrie-4-0-848.html 27
ZVEI-Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V. (o.J.). Onlinequelle. Industrie 4.0 schafft Wertschöpfungsnetzwerke. Abruf am 07.04.2016, http://www.zvei.org/themen/industrie40/Seiten/default.aspx 28
Bundesministerium für Bildung und Forschung (o.J.). Onlinequelle. Zukunftsprojekt Industrie 4.0. Abruf am 07.04.2016, https://www.bmbf.de/de/zukunftsprojekt-industrie-4-0-848.html
13
Kommunikationstechnologie vollbracht werden und in der sogenannten Smart Factory
(intelligenten Fabrik) münden. Erwähnenswert ist in diesem Zusammenhang die
Entwicklung der neuen technischen Komponente Internet der Dinge und Dienste und
die Herausbildung neuer Geschäftsmodelle aus dieser Entwicklung heraus.
Die zweite Ausführung stellt die Definition des Bundesministeriums für Bildung und
Forschung dar und bietet einen generellen Überblick über die Thematik. Aus dieser
umfassenden Definition geht hervor, dass rund um die Industrie 4.0 das Ziel verfolgt
wird, eine hochflexibilisierte Produktion beziehungsweise einen entsprechenden
Wertschöpfungsprozess zu ermöglichen, um individualisierte Produkte in Serie fertigen
zu können, wobei sämtliche Akteure rund um die Wertschöpfungskette in diese
Prozesse eingebunden sind. Zu erwähnen ist auch die Entwicklung neuer
Geschäftsprozesse im Rahmen neuartiger Dienstleistungen rund um die Produktion.
Darüber hinaus kann dieser Definition entnommen werden, dass es rund um Industrie
4.0 ein nationales Zukunftsprojekt Industrie 4.0 gibt, welches die deutsche Industrie auf
die Zukunft der Produktion vorbereiten soll.
Ergänzend sollen nachfolgend die erwarteten Veränderungen in der Produktion
dargestellt werden, wie sie der Bundesregierung durch den Arbeitskreis 4.0 vorgelegt
wurden:
„[…] Nach Mechanisierung, Elektrifizierung und Informatisierung der Industrie läutet der
Einzug des Internets der Dinge und Dienste in die Fabrik eine 4. Industrielle Revolution
ein. Unternehmen werden zukünftig ihre Maschinen, Lagersysteme und Betriebsmittel
als Cyber-Physical Systems (CPS) weltweit vernetzen. Diese umfassen in der
Produktion intelligente Maschinen, Lagersysteme und Betriebsmittel, die eigenständig
Informationen austauschen, Aktionen auslösen und sich gegenseitig selbstständig
steuern. So lassen sich industrielle Prozesse in der Produktion, dem Engineering, der
Materialverwendung sowie des Lieferketten- und Lebenszyklusmanagements
grundlegend verbessern. In der neu entstehenden Smart Factory herrscht eine völlig
neue Produktionslogik: Die intelligenten Produkte sind eindeutig identifizierbar, jeder-
zeit lokalisierbar und kennen ihre Historie, ihren aktuellen Zustand sowie alternative
Wege zum Zielzustand. Die eingebetteten Produktionssysteme sind vertikal mit
betriebswirtschaftlichen Prozessen innerhalb von Fabriken und Unternehmen vernetzt
und horizontal zu verteilten, in Echtzeit steuerbaren Wertschöpfungsnetzwerken
verknüpft. […]“.29
29
Kagermann, H./ Wahlster W./ Helbig J.(2013). S.5.Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0: Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0. Berlin:
14
Aus der Erwartungshaltung des Arbeitskreises 4.0 geht hervor, dass sich mit dem
Einzug des Internets der Dinge und Dienste eine vierte industrielle Revolution anbahnt.
So wird erwartet, dass sämtliche Produktionsanlagen inklusive ihrer Peripherie global
in sogenannten Cyber-Physischen Systemen vernetzt werden. Auf Grundlage der
Implementierung des Internets der Dinge und Dienste und von CPS soll sich die
Vorstellung von einer Fabrik grundlegend ändern. Die zukünftige Smart Factory soll
intelligente Produkte vorweisen können, die zu jeder Zeit und jedem Ort eindeutig
bestimmbar sind. Weiter sollen diese intelligenten Produkte adäquat ausgereift sein,
um anhand der ihnen vorliegenden Informationen über den eigenen
Bearbeitungszustand und dem zu erfüllenden Kundenauftrag eigenständig den Weg
durch die Fertigungslinien definieren zu können.
Fasst man die Informationen über Industrie 4.0 zusammen, ergibt sich ein klares Bild:
Demnach steht der Begriff Industrie 4.0 stellvertretend für die vierte industrielle
Revolution im Sinne der vollständigen Digitalisierung der Wertschöpfungskette.
Das Ziel dieser Revolution, die dezentral gesteuerte Smart Factory, welche aus
intelligenten, eigenständigen Produkten und Produktionseinheiten besteht und darüber
hinaus intern sowie extern informationstechnisch vernetzt ist, soll durch die
Verwirklichung neuer technischer Errungenschaften beziehungsweise technischer
Weiterentwicklungen wie beispielsweise das Internet der Dinge und Cyber-Physische
Systeme ermöglicht werden, wobei sich zusätzlich neue Geschäftsmodelle entwickeln
können. Mit dem Begriff Industrie 4.0 eng verbunden, wenngleich hiervon begrifflich
abzugrenzen, ist auch eine nationale Initiative mit staatlicher Förderung, die rund um
diese Entwicklung dem Zweck dient, die deutsche Industrie auf die vierte industrielle
Revolution vorzubereiten (Zukunftsprojekt Industrie 4.0). Im weiteren Fortgang dieser
Arbeit wird der Begriff Industrie 4.0 entsprechend dieser Definition als Synonym für die
vierte industrielle Revolution im Sinne einer vollständigen Digitalisierung eingesetzt.
Promottengruppe Kommunikation der Forschungsunion Wirtschaft - Wissenschaft & acatech-Deutsche Akademie der Technikwissenschaften e.V.
15
II. Literaturverzeichnis
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Volkswirtschaftliches Potenzial für Deutschland: Studie. (BITKOM & Fraunhofer
IAO, Hrsg.) Berlin; Stuttgart: BITKOM-Bundesverband Informationswirtschaft,
Telekommunikation und neue Medien e.V. & Fraunhofer-Institut für
Arbeitswirtschaft und Organisation IAO.
Bauernhansl, T., ten Hompel, M., & Vogel-Heuser, B. (2014). Industrie 4.0 in
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Springer Vieweg.
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16
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Anhang A
Abbildung 1: Die Umsetzungsstrategie der Plattform Industrie 4.030
30
Entnommen aus: Dorst. W et al. (2015). S.15. Umsetzungsstrategie Industrie 4.0: Ergebnisbericht der Plattform Industrie 4.0. Berlin; Frankfurt: BITKOM e.V./ VDMA e.V./ ZVEI e.V.
Impressum: Prof. Dr. Stefan Georg, Yigit Sür HTW des Saarlandes Waldhausweg 14 66123 Saarbrücken [email protected] https://drstefangeorg.wordpress.com Das Foto aus der Titelseite wurde abgerufen unter: https://pixabay.com/de/kommunikation-internet-1439187/
Dieses ebook ist Teil der Veröffentlichung von Yigit Sür und Stefan Georg:
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