Zusammenfassung
Einer der zentralen Trends in der Wirtschaft des 21. Jahrhunderts besteht ganz sicher in der Revolutionierung der Fertigungsindustrie. Diese als vierte industrielle Revolution apostrophierte oder mit dem Schlagwort „Industrie 4.0“ bezeichnete Entwicklung ist Gegenstand des folgenden Kapitels. Zunächst werden mit dem „Internet der Dinge“ und dem „Internet der Dienste“ die beiden wichtigsten Bausteine von Industrie 4.0 sowie mit der Darstellung von „Cyber-Physical Systems“, „Augmented Reality“, „Semantic Web“ und „Robotik/Künstliche Intelligenz“ die technologischen Grundlagen von Industrie 4.0 erläutert. Danach betrachten wir die vielfältigen Anwendungsfelder einschließlich des „Internets der Dienste“ sowie das Konzept der „Smart Factory“. Abschließend gehen wir auf die Chancen und Herausforderungen durch Industrie 4.0 ein.
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Notes
- 1.
Der Begriff Autonomik wird häufig synonym mit Industrie 4.0 verwendet. Einen Überblick gibt z. B. die vom BMWi herausgegebene Broschüre „Autonomik – Autonome und simulationsbasierte Systeme für den Mittelstand“, Berlin 2011.
- 2.
Eine einheitliche Definition von Industrie 4.0 gibt es nicht. Die Deutsche Akademie der Technikwissenschaften, acatech, schlägt folgende Definition vor: „Industrie 4.0 meint im Kern die technische Integration von CPS in die Produktion und Logistik sowie die Anwendung des Internets der Dinge und Dienste in industriellen Prozessen – einschließlich der sich daraus ergebenden Konsequenzen für die Wertschöpfung, die Geschäftsmodelle sowie die nachgelagerten Dienstleistungen und die Arbeitsorganisation.“ acatech (Hrsg.), Cyber-Physical Systems, Berlin (2011).
- 3.
Zu den technologischen Grundlagen von „Augmented Reality“ bzw. „Virtual Reality“ vgl. Dörner et al. (2014).
- 4.
Weitere Informationen zu dem Unternehmen PROFACTOR und dem Projekt ShowMe gibt es unter www.profactor.at. Das Projekt ShowMe wird auch in der Pressemitteilung der PROFACTOR GmbH vom 7.8.2012 beschrieben: „ PROFACTOR entwickelt virtuelle Montageassistenten für BMW“.
- 5.
Einen Einblick in dieses interessante Forschungsgebiet gewährt u.a. Professor Dr. Nassir Navab, Lehrstuhl für Informatikanwendungen in der Medizin & Augmented Reality, Computer Aided Medical Procedures (CAMP), Technische Universität München. (http://campar.in.tum.de/Chair/ResearchGroupCamp), Stand April 2014.
- 6.
Siehe dazu die Informationsbroschüre der Firma Festo „ExoHand“, Esslingen 2012.
- 7.
Das von dem Internetpionier Tim Berners-Lee gegründete W3C-Konsortium ist eine internationale Industrievereinigung, die u. a. am Massachusetts Institute of Technology (MIT) angesiedelt ist. Das World Wide Web Consortium (W3C) fördert Standards für das World Wide Web (WWW) und hat entsprechende Vorschläge für die Weiterentwicklung des Semantic Web erarbeitet. Dazu gehören u. a. eine erweiterte Beschreibungssprache (XML), die es ermöglicht, Informationen nach deren Bedeutung zu sortieren, oder das Resource Description Framework (RDF), mit dessen Hilfe unterschiedliche Daten besser miteinander verknüpft und ausgetauscht werden können, oder auch die Web Ontology Language (OWL), mit deren Hilfe die inhaltlichen Beziehungen von Informationen hergestellt werden können. Weitere Informationen und „Use Cases“ findet man unter www.wc3.org.
- 8.
Detaillierte Produktinformationen findet man unter www.ontonym.de.
- 9.
Zur Anwendung von SemanticGuide vgl.www.semafora-systems.com. Das Unternehmen Semafora Systems GmbH hat das Unternehmen Ontoprise GmbH, das dieses Produkt ursprünglich entwickelt hat, im Jahre 2012 teilweise übernommen. Siehe Pressemitteilung der Semafora Sytems GmbH vom 18.7.2012.
- 10.
Es gibt unterschiedliche Definitionen für einen „Roboter“. Die Definition des RIA (Robot Institute of America) lautet: „a robot is a reprogrammable, multifunctional manipulator designed to move material, parts, tools, or specialized devices through various programmed motions for the performance of avariety of tasks …“.
- 11.
Detaillierte technische Spezifikationen zu den unterschiedlichen Prototypen findet man unter http:\\www.asimo.honda.com.
- 12.
Produktinformationen findet man unter www.care-o-bot.de.
- 13.
Weiter gehende Informationen findet man unter www.davincisurgery.com.
- 14.
Einen Überblick über den derzeitigen Stand der Künstlichen Intelligenz gibt Wahlster (2013).
- 15.
SimTD war ein Gemeinschaftsprojekt führender deutscher Automobilhersteller, Automobilzulieferer, Forschungsinstitute sowie der öffentlichen Hand.
- 16.
ITS steht für „Intelligent Transport Systems“. Vgl. SimTD Fact Sheet 2013.
- 17.
Unter dem Begriff „Multimodaler Verkehr“ wird eine mehrgliedrige Transportkette verstanden, bei der die Beförderung von Personen oder der Transport von Gütern mit zwei oder mehr unterschiedlichen Verkehrsträgern vollzogen wird. Vgl. Baack (2013).
- 18.
Zum Unterschied von Multimodalen und Intermodalen Verkehrssystemen vgl. z. B. Busch (2013).
- 19.
Mehr Informationen zur Integrierten Mobilitätsplattform von Siemens findet man bei Buhl (2013).
- 20.
Einen Überblick zum Forschungsprogramm „Autonomik“ findet man unter www.autonomik.de oder auch in der vom BMWi herausgegebenen Übersichtsbroschüre.
- 21.
Weiter Informationen zu den Anwendungsszenarien findet man unter www.inventairy.de.
- 22.
Die technische Konzeption wird erläutert unter www.smartsite-project.de.
- 23.
Hierzu gehören z. B. die Unternehmen Ladefoxx (www.ladefoxx.de), BELECTRIC Drive (www.belectric.com) oder Ladenetz (www.ladenetz.de).
- 24.
Das Projekt „E-Energy“ gehört zu den „Leuchtturmprojekten“ der Bundesregierung. Siehe auch www.e-energy.de.
- 25.
Ein Verbund von fünf Fraunhofer-Instituten (FIT, IAO, IIS, IBMT, IPMS) hat das mobile Gesundheits-Monitoring-System senSAVE entwickelt. Produktbeschreibungen findet man unter http://www.iis.fraunhofer.de/de/ff/med/proj/sensorik/sensave.
- 26.
SoHo bedeutet hier „Small-Office-/Home-Office“-Anwendungen, siehe BITKOM (2012a)
- 27.
Das vom BMWi geförderte Leuchtturmprojekt THESEUS endete 2012 nach 5-jähriger Laufzeit.
- 28.
Vgl. VDI Richtlinie 4499. Einerseits wird unter der digitalen Fabrik ein Abbild der realen Fabrik verstanden, um die darin ablaufenden Prozesse visualisieren, simulieren und damit besser verstehen zu können. Andererseits wird die digitale Fabrik als die Gesamtheit aller Mitarbeiter, Softwarewerkzeuge und Prozesse, welche zur Erstellung der virtuellen und realen Produktion notwendig sind, definiert.
- 29.
Für eine detaillierte Beschreibung von Funktionalitäten und Anwendungsbereichen von PLM- Softwarelösungen vgl. z. B. Siemens (2011).
- 30.
Das Technologiekonsortium ist als Verein Technologie-Initiative SmartFactoryKL e.V. organisiert. http://smartfactory.dfki.uni-kl.de/
- 31.
Auch dieses Projekt wurde im Rahmen des vom BMWi aufgelegten Programms Autonomik gefördert. Einen vollständigen Überblick über die geförderten Pilotprojekte gibt der Abschlussbericht BMWi 2013.
- 32.
Informationen zum aktuellen Stand der Penetration des IPv6-Standards findet man unter https://www.ipv6council.de.
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Brühl, V. (2015). Industrie 4.0. In: Wirtschaft des 21. Jahrhunderts. Springer Gabler, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-04883-9_4
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