Industrie 4.0 – Die Studie des Fraunhofer IAO

An die Produktion der Zukunft werden hohe Anforderungen gestellt: Sie soll intelligent, wandelbar, effizient und gleichzeitig nachhaltig sein. Neue Wege, den Herausforderungen der Zukunft gerecht zu werden, verspricht die internetfähige Industrie 4.0.

Fraunhofer Studie »Produktionsarbeit der Zukunft – Industrie 4.0«

Denn die industrielle Fertigung steht vor großen Herausforderungen. Neue Produkte kommen in immer kürzeren Abständen auf den Markt, wobei die Anzahl der Varianten steigt. Denn Kunden stellen Ihre Artikel zunehmend nach eigenen Wünschen zusammen. Gleichzeitig müssen mehr Waren mit immer knapper werdenden Ressourcen gefertigt werden und das möglichst effizient und ökologisch. Um diese Anforderungen zu meistern, setzen Forschung und Industrie auf eine flexible und intelligente Automatisierung.

Die Idee: Maschinen, Werkstücke, Transportmittel und halb fertige Produkte enthalten nicht nur eingebettete Systeme, sprich winzige Rechner, sondern sind auch untereinander und teilweise mit dem Internet vernetzt. So können sie selbständig Informationen austauschen und untereinander sowie mit den Menschen interagieren.

Die Fraunhofer Studie »Produktionsarbeit der Zukunft – Industrie 4.0« wendet sich an Führungskräfte, Fachkräfte und Berater aus dem produzierenden Gewerbe und technologieorientierten Branchen. Mit dieser Leitstudie will das Fraunhofer IAO die Forschung in die Anwendung übertragen.

Aktuell hält das Internet Einzug in die Fabrikhallen. Foto: Bernd Müller, © Fraunhofer IAO

Ausgangslage

Ein intakter und innovativer Produktionssektor ist ein Garant für die stabile Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft. Dies hat nicht zuletzt der Verlauf der letzten Jahre mit der größten Wirtschaftskrise nach dem zweiten Weltkrieg und der anschließenden rasanten wirtschaftlichen Erholung gezeigt. Daher wird es für Deutschland auch zukünftig wichtig sein, seine Produktion konkurrenzfähig und im Land zu halten.

Schnelllebige Absatzmärkte, neue, global agierende Marktteilnehmer, kundenspezifische Produkte und diffizile Produktionsprozesse erfordern jedoch entsprechend flexiblere und reaktionsfähigere Produktionssysteme und -mitarbeiter. Gleichzeitig gilt es, das Niveau der Produktivität und Qualität hoch zu halten.

Aktuelle technische Entwicklungen wie flexible Low Cost Automation, sowie die Nutzung von Mobilgeräten und Social Media im Management und im Produktionsbereich versprechen Lösungen – das Zauberwort heißt Industrie 4.0. Für die Produktionsarbeit bricht eine spannende Zeit an, die Veränderungen mit sich bringen wird.

Die grundsätzliche Diskussion um Arbeitsformen der Zukunft wird heute verstärkt auf dem Gebiet der Wissensarbeit geführt. Hier sind moderne Hilfsmittel wie Computer, Mobilgeräte, Soziale Netzwerke und interaktive Echtzeitabstimmungen schon heute nicht mehr wegzudenken. Innovative und erfolgreiche Unternehmen, aber vor allem Startups setzen im Bürobereich vermehrt solche modernen Hilfsmittel ein.

Auch flexible Arbeitsformen und neue innovative Arbeitskonzepte sind im Büroalltag inzwischen weit verbreitet. Gleiches gilt für die gezielte Nutzung von Echtzeitinformationen zur schnelleren und besseren Problemlösung. Eine reibungslose Integration von Kunden und Lieferanten in die eigene Wertschöpfung ermöglicht schon heute Wettbewerbsvorteile.

In der eigentlichen Produktionsarbeit wurde die Entwicklung der vergangenen Jahrzehnte vor allem durch zwei Bewegungen geprägt. Auf der einen Seite wurden wiederholbare und automatisierbare Aufgaben mit steigender Komplexität automatisiert. Daneben wurden fast flächendeckend robuste und ganzheitliche Produktionskonzepte eingeführt. Beide Entwicklungen – Automatisierung und ganzheitliche Produktionssysteme (GPS) – haben eine hohe Marktdurchdringung erreicht und prägen heute das verarbeitende Gewerbe.

© Fraunhofer IAO

Studienergebnisse im Überblick

Neben dem Einsatz neuer Technologien beeinflussen vor allem gesamtgesellschaftliche Entwicklungen die Produktionsarbeit. Bezogen auf die Produktionsarbeit stellten sich in der Studie drei Punkte als besonders wichtig und dringend heraus:

• Komplexität,
• Innovationsfähigkeit,
• Flexibilität

Aktuell hält das Internet Einzug in die Fabrikhallen. Und auch wenn es heute vielerorts noch schwer vorstellbar ist, dass sich die konventionelle Steuerungskaskade in ein Internet der Dinge und Dienste überführen lässt, zeigen doch die Erfahrungen aus dem Bereich der Wissensarbeit, dass eine echtzeitnahe Verknüpfung vieler Objekte neue Geschäftsmodelle hervorbringen kann.

Noch vor zehn Jahren war es für die Wenigsten vorstellbar, dass Unternehmen wie Apple, Amazon, Facebook und Google mit dem Internet nicht nur Geld verdienen, sondern in ihrem Wert mittlerweile sogar etablierte Firmen weit übertreffen. Heute sind die genannten vier Firmen allein insgesamt über 600 Milliarden Euro wert (Börsenwert am 30.04.2013). Aber auch hier hat es eine Dekade gebraucht, um aus Visionen und Ideen tragfähige Geschäftsmodelle und bares Geld werden zu lassen. Ähnliches kann man für die Nutzung intelligenter Objekte in den Fabriken erwarten.

Die meisten Experten sind sich einig, dass sich eine konkurrenzfähige Produktion – gerade im Hochlohnland Deutschland – zukünftig auf diese neuen Möglichkeiten einstellen und sie intelligent nutzen muss. Die Ausgangsbasis Deutschlands ist gut; Deutschlands Produktionskern ist global konkurrenzfähig und nimmt nicht nur im Bereich eingebetteter Systeme weltweit eine Vorreiterrolle ein.

Nun kommt es darauf an, diesen Innovationsvorsprung weiter auszubauen und das Thema Industrie 4.0 für einen echten Wettbewerbsvorteil zu nutzen. Dabei wird die menschliche Arbeit auch weiterhin – vielleicht sogar mehr denn je - eine zentrale Rolle einnehmen, um Flexibilität und Produktivität zu gewährleisten und Entscheidungen zu treffen. Eine erfolgreiche Produktion beruht also auch zukünftig auf qualifizierten und motivierten Mitarbeitern.

Frank Lindner

weiterführende Links:

- Fraunhofer IAO Blog: Wie sieht die Produktionsarbeit der Zukunft aus?
- Zukunftsvision Industrie 4.0
- Die vierte industrielle Revolution (VDMA-Video)
- Fraunhofer IAO - YouTube Channel
- Fraunhofer IAO - Jahresbericht 2012
- Fraunhofer IAO - Studie Produktionsarbeit der Zukunft "Industrie 4.0"

Das Fraunhofer IAO hat 2013 das »Innovationsnetzwerk Produktionsarbeit 4.0« gestartet, in dem Industrieunternehmen und Forschungspartner gemeinsam an Antworten und Lösungen für die Zukunft der Produktionsarbeit in Deutschland arbeiten.