Industrie 4.0

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Industrie 4.0 bezeichnet eine neue industrielle Epoche. Menschen, Maschinen, Produkte und IT-Systeme sind entlang der gesamten Wertschöpfungskette nun digital miteinander verknüpft.

Was ist Industrie 4.0?

Industrie 4.0 wird vielerorts auch als die vierte industrielle Revolution verstanden. Industrie 4.0 basiert im Wesentlichen auf der Verzahnung der industriellen Produktion mit moderner Informations- und Kommunikationstechnologie. Die Grundlage dafür sind die intelligent vernetzten Systeme. Mensch, Maschinen, Logistik und Produkte kommunizieren automatisch miteinander und die selbstorganisierte Produktion entlang der gesamten Wertschöpfungskette wird ermöglicht.

Jede Maschine weiß so beispielsweise, wie viele Bauteile noch im Lager sind und sendet automatisch eine Nachbestellung zum Lieferanten, wenn sich der Bestand dem Ende neigt. Diese intelligente Steuerung sorgt dafür, dass Maschinen eigenständig planen und auch umplanen können. Gibt es beispielsweise in letzter Minute noch eine Anpassung für ein Produkt, lenkt die intelligente Steuerung den Produktionsweg in der Fabrik so um, dass die Anpassung noch vorgenommen wird.

Geschichte der Industrie

Die erste industrielle Revolution begann mit der Mechanisierung (Industrie 1.0). Diese Entwicklung ermöglichte die erste Massenproduktion um circa 1800. Die ersten mechanischen Produktionsanalagen wurden durch Wasser- und Dampfkraft angetrieben.
Die 2. Industrielle Revolution begann mit der Einführung der Elektrizität zum Ende des 19. Jahrhunderts. Die Fabrikhallen produzierten nun automatischer und am Fließband. Zusätzlich begünstigten die Anfänge der Globalisierung die Herstellung von Automobilen, Lebensmitteln oder Kleidung.

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Anfang der 1970er Jahre startete dann die 3. Industrielle Revolution mit der weiteren Automatisierung durch IT und Elektronik. Mit der Einführung des Personal-Computers für Büro und Haushalt begann schließlich die Industrie 3.0 ihren Lauf zu nehmen. Die Automatisierung durch IT (Industrie 3.0) war somit der Vorgänger der Industrie 4.0, die mit dem Einzug des Internet of Things die Industrielandschaft erneut revolutioniert.

Merkmale der Industrie 4.0

Die Industrie 4.0 hat das Ziel eine autonome Produktion zu schaffen, in der Anlagen, Maschinen, Produkte und Mitarbeiter miteinander kommunizieren und somit eine intelligente Fabrik erschaffen.

Die wichtigsten Merkmale der Industrie 4.0 im Überblick

Die vernetzten und digitalisierten Produktionsumgebungen ermöglichen eine besser abgestimmte Produktion und erhöhen die Produktivität.

So genannte modulare Produktionsumgebungen ermöglichen eine flexible Produktion. Eine Produktionsstraße kann somit ein Produkt in vielen verschiedenen und klar definierten Variationen herstellen. Dies erhöht neben der Wirtschaftlichkeit auch die Rentabilität von kleinen Stückzahlen individueller Produktausführungen.

Optimierte Logistiklösungen und Algorithmen sorgen für eine optimierte Warenverkettung von der Nachbestellung im Lager bis zur Auslieferung zum Kunden. Mit einer ressourcenschonenden Produktion wird die Lebenszeit der Produkte so entwickelt, dass diese über den vollen Lebenszyklus hinweg eingesetzt werden können. Es wird auf klare Kundenorientierung gesetzt. Die individuellen Wünsche und Anforderungen von Kunden und Zielgruppen können optimal und effizient angefertigt werden.

Organisationsprinzip

Die Industrie 4.0 baut auf vier grundlegenden Organisationsprinzipien auf:

  • Vernetzung von Maschinen, Geräten und Menschen, die via IoT kommunizieren
  • Erweiterung der Informationssysteme durch Sensordaten, um ein virtuelles Abbild der Realität (Digital Twin) zu erstellen
  • Assistenzsysteme geben visualisierte und hilfreiche Informationen an den Menschen weiter
  • Autonome Aufgabenerledigung durch cyberphysische Systeme, die eigenständige Entscheidungen treffen

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Relevanz Industrie 4.0 für SAP

Die SAP-HANA-Technologie richtet sich an den Herausforderungen der Industrie 4.0 aus. Das Portfolio beinhaltet Service-Lösungen wie SAP Leonardo IoT oder SAP Cloud Platform Internet of Things für die Cloud Foundry-Umgebung.

Somit bietet SAP mit den Lösungen die Möglichkeit, die Anlagen, Maschinen und intelligenten Geräte auf einer Plattform miteinander zu verbinden. Mithilfe der SAP Anwendungen können die Maschinen und deren Sensordaten in Echtzeit analysiert und verschiedene Geschäftsmodelle in den Unternehmen eingeführt und optimiert werden.

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Beschreibung SAP Leonardo IoT

SAP Leonardo IoT besteht aus Anwendungen und Werkzeugen, mit denen Benutzer eine Administrationsumgebung für das Verwalten und Überwachen von Sensordaten anlegen können, die mit technischen Objekten aus dem IoT generiert werden. Außerdem bietet SAP Leonardo IoT eine Vielzahl an Apps, die beim Einstieg in das Internet of Things unterstützen sollen.

SAP Leonardo führt die eigenen Unternehmensdaten mit verschiedenen Technologien wie Blockchain, Big Data, Machine Learning, IoT, Data Intelligence und Analytics zusammen. SAP Leonardo ist somit der Oberbegriff, unter dem eine Vielzahl von SAP-Technologien vereint werden. Die Technologien basieren auf dem Platform-as-a-Service-Angebot der SAP Cloud Platform. SAP Leonardo unterstützt die Unternehmen dabei, die Prozesse zu vereinfachen und zu automatisieren, die Produktivität zu steigern und Wartungskosten durch vorausschauende Analysen zu verringern.

SAP Leonardo IoT Edge

Die einzige IoT-Technologie, die nicht auf der SAP Cloud Platform betrieben wird, ist SAP Leonardo Edge. Dies ist die Schnittstelle zwischen Cloud und Maschine. SAP Leonardo IoT Edge übernimmt dabei, neben den Schnittstellen zwischen den Sensoren und der Cloud, auch die Pufferung und Vorverarbeitung der Daten.

SAP Cloud Platform IoT für Cloud Foundry Umgebung

Der SAP Cloud Platform IoT Service ermöglicht es Kunden und Partnern IoT-Anwendungen in der Cloud zu entwickeln, anzupassen und zu betreiben. Der Service verbindet Geräte mit der Cloud Platform, um eine Geräteverwaltung und Erfassung von IoT-Daten zu ermöglichen. Der Service bietet eine sichere Verbindung zu Remote-Geräten mithilfe einer Vielzahl von IoT-Protokollen.

Industrie 4.0

Der Vorteil für Kunden besteht darin, dass sie keine eigene Hardware-Infrastruktur aufbauen müssen. Damit entfallen auch die Kosten für Wartung, Aufbau und Administration. Der Kunde steuert außerdem die gesamte IoT-Ausstattung (Geräte, Sensoren, Gateways) und verknüpft sie mit den eigenen betrieblichen Abläufen und erhält somit auch einen Gesamtüberblick über die Abläufe im Betrieb.

Vorteile und Herausforderungen von IIoT

Durch den Einsatz von Technologien wie dem IIoT in Unternehmen, ergeben sich einige Vorteile. Aufgrund automatisierter Maschinen entlang der gesamten Produktions- und Lieferkette erhöht sich die Effizienz der gesamten Wertschöpfungskette. Die automatisierten Anlagen und Maschinen können sich bei einer Veränderung im Produktionsbedarf und in der Produktionsmenge selbstständig anpassen. Sogar die Wartung kann selbständig durchgeführt werden.

Der Einsatz von digitalen Technologien ermöglicht eine Vielzahl an neuen, innovativen Produktionsverfahren und Geschäftsmodellen. Außerdem bietet die Industrie 4.0 enorme Potenziale. Nicht nur die Produktionsverfahren und Geschäftsmodelle ändern sich, auch die Arbeitswelt der Beschäftigten wird sich verändern. Rund 15 Millionen Arbeitsplätze hängen direkt oder indirekt an produzierenden Unternehmen.

Die Zukunft liegt in digitalen Technologien

Die zukünftig effiziente und nahtlose Kommunikation zwischen Beschäftigten und Maschinen ermöglichen eine Umorganisation der Arbeit. Die Maschinen können schwere körperliche Arbeiten übernehmen und Mitarbeiter entlasten. Industrie 4.0 beinhaltet neben den Möglichkeiten auch einige Herausforderungen. Die Themen Datensicherheit und Dateneigentum haben hohe Priorität. Außerdem müssen technische Standards und Normen für die Kommunikation zwischen Menschen und Maschine entwickelt werden.

Des Weiteren muss eine praxisnahe Aus- und Weiterbildung für Mitarbeiter in Unternehmen stattfinden. Die Anforderungen an die Mitarbeiter verändern sich, da diese nun in Echtzeit organisieren und steuern müssen.

Zusammenfassung und Fazit

Die Industrie hat in den letzten Jahren einen Wandel erlebt. Die Industrieprozesse verlaufen zunehmend automatisiert und intelligent. Die Industrie 4.0 verändert die Art, wie Menschen und Maschinen miteinander agieren. Zugleich kommunizieren die Maschinen auch miteinander und bilden eigenständige Systeme. Maschinen, Menschen und Prozesse sind untereinander verbunden und alle relevanten Informationen werden nun in Echtzeit verarbeitet. Die Industrie 4.0 löst eine statische, hierarchische Industrie durch eine vernetze Industrie ab. Diese ist dynamisch, flexibel und dezentral organisiert.

Industrie 4.0 ist somit ein Wandlungsprozess, der in vielen Unternehmen bereits stattfindet und viele Vorteile bietet. Immer mehr Unternehmen setzen auf die intelligente Vernetzung von Maschinen und Abläufen mit Hilfe von Informations- und Kommunikationstechnologie. Durch das IoT und die intelligenten, autonomen Produktionsstätten wird auch die globale Vernetzung immer besser. Diese Vernetzung über alle Ländergrenzen hinweg leitet eine weltweite neue industrielle Revolution ein – die Industrie 4.0.

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Swen Deobald

Swen Deobald

Mein Name ist Swen Deobald und ich bin begeisterter SAP Analytics Berater. Als Fachbereichsleiter von Compamind unterstütze ich Sie mit meinem Team bei allen Fragen rund um SAP Analytics, Business Warehouse, BusinessObjects und der SAP Analytics Cloud.

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