Industrie 4.0: Die wichtigsten Fakten für Qualitätsmanager

Es dürfte wohl kaum ein Thema geben, dass Qualitäter so stark beunruhigt wie der Begriff „Industrie 4.0“. Diese Reaktion ist berechtigt – kaum einer zweifelt daran, dass Industrie 4.0 unsere bisherige Form der industriellen Fertigungsprozesse und damit auch das Qualitätsmanagement revolutionieren wird. Der nachfolgende Beitrag soll Ihnen den Gesamtkontext aufzeigen, in dem wir uns in Zukunft bewegen werden.

Es dürften in Deutschland aktuell mehr als 200 Definitionen kursieren, was unter Industrie 4.0 eigentlich zu verstehen ist. Der Begriff wird im Grunde aus den drei vorangegangenen großen industriegeschichtlichen Revolutionen abgeleitet:

1. Revolution: Nutzung von Wasser- und Dampfkraft ab dem 18. Jahrhundert
2. Revolution: Fließband- und Massengüterfertigung ab dem 20. Jahrhundert
3. Revolution: Einsatz des Computers (70er-Jahre des 20. Jahrhunderts)

Im Prinzip baut Industrie 4.0 (Digitalisierung der Produktion) auf der 3. Revolution auf. Sie bedeutet in erster Linie die Vernetzung der realen mit der virtuellen Fertigungswelt. Produktionsprozesse sollen mit modernsten Informationstechnologien verschmolzen und zum sogenannten Internet der Dinge (internet of things) führen. Dazu ist notwendig, dass Disziplinen wie bspw. der Maschinenbau, die Logistik und die Dienstleistungen miteinander kommunizieren müssen.

Smart Factory ist ein Kernziel

Unsere Fertigungsanlagen sollen damit intelligenter, die „smart factory“ Realität werden. Konkret stellt dies für den gesamten industriellen Sektor einen großen Einschnitt dar und soll u.a. erreichen, dass

• Produktionszyklen immer kürzer werden,
• Kundenbedürfnisse in Echtzeit in die Produktion einfließen,
• Wartung und Instandhaltung sich vor allem eigenständig regeln und
• im Einzelfall Aufträge automatisch in der richtigen Reihenfolge ablaufen.

Industrie 4.0 als industriepolitische Herausforderung

Die produzierende Wirtschaft in Deutschland bietet direkt und indirekt aktuell rund 15 Millionen Arbeitsplätze. Da ist es verständlich, dass die Bundesregierung die enormen Potenziale von Industrie 4.0 für den Wirtschaftsstandort Deutschland nutzen will. Industrie 4.0 bildet daher einen zentralen Baustein der Digitalen Agenda der Bundesregierung. Mit den beiden Förderprogrammen – „Autonomik für Industrie 4.0“ und – „Smart Service Welt“ stellt das Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) rund 100 Millionen Euro bereit, um Forschung und Entwicklung für Innovationen in diesem Bereich voranzubringen.

Vom Arbeitskreis zur Plattform Industrie 4.0

Ein im Rahmen der Forschungsunion Wirtschaft – Wissenschaft (BMBF) eingesetzter Arbeitskreis Industrie 4.0 erstellte 2012 einen Grundlagenbericht mit dem Titel „Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0“. Die Verbände Bitkom, VDMA und ZVEI (mehr als 6.000 Mitgliedsunternehmen) kamen der Aufforderung zur Fortführung und Weiterentwicklung des Projekts nach. Sie schlossen im April 2013 eine Kooperationsvereinbarung in Form einer ideellen thematischen Zusammenarbeit über Verbandsgrenzen hinweg. In diesem Rahmen kam es zur Gründung der Plattform Industrie 4.0. Der Start wurde offiziell auf der Hannover Messe 2013 bekannt gegeben. Im April 2015 wurde sie ausgebaut, weitere Akteure aus Unternehmen, Verbänden, Gewerkschaften, Wissenschaft und Politik sind mittlerweile hinzugekommen.

Weitere nützliche Informationen zur Plattform Industrie 4.0 erhalten Sie unter www.plattform-i40.de.

Die Schlüsselthemen der Arbeitsgruppen

In thematischen Arbeitsgruppen der Plattform erarbeiten die Beteiligten seitdem operative Lösungsansätze und Handlungsempfehlungen zu den Themen

• Standardisierung und Normung,
• Sicherheit vernetzter Systeme,
• rechtliche Rahmenbedingungen,
• Forschung sowie
• Aus- und Weiterbildung.

Außerdem werden aussagekräftige Anwendungsbeispiele (Best Practice) identifiziert, die die erfolgreiche Anwendung von Industrie 4.0 veranschaulichen helfen. Der zuständige Lenkungskreis mit Unternehmensvertretern ist für die Strategie zur technischen Umsetzung der Arbeitsgruppenergebnisse verantwortlich, der Strategiekreis mit Vertretern aus Politik, Industrieverbänden, Wissenschaft und Gewerkschaften ist für die politische Steuerung zuständig und bildet den Multiplikator für die gesellschaftspolitische Diskussion zu den Effekten von Industrie 4.0.

Internationale Zusammenarbeit ist unverzichtbar

Industrie 4.0 ist selbstverständlich kein ausschließlich „deutsches“ Thema. Die Fragen einheitlicher Normen und Standards sowie der Interoperabilität der Systeme bei globalen Wertschöpfungsketten sind auch international von immenser Bedeutung. Daher wurden und werden sukzessive Partnerschaften mit entsprechenden Plattformen anderer Länder aufgebaut.

So konnte bspw. das BMWi mit dem chinesischen Ministerium für Industrie- und Informationstechnologie (MIIT) schon 2015 eine Absprache zur Kooperation beider Länder im Bereich Industrie 4.0 treffen. Im März 2016 verständigte sich die Plattform Industrie 4.0 dann auf eine Zusammenarbeit mit dem US-amerikanischen Industrial Internet Consortium (IIC). Kurz darauf schloss das BMWi auch mit dem japanischen Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI) eine Vereinbarung zur Kooperation im Bereich Internet der Dinge/Industrie 4.0.

Wichtige Kooperationen gibt es auch zwischen Deutschland und Frankreich. Die damaligen Wirtschaftsminister Gabriel und Macron verständigten sich schon 2016 auf einen gemeinsamen Aktionsplan für die Plattform Industrie 4.0 und dem französischen Pendant Alliance Industrie du Futur. Dort wurden vier Felder der Zusammenarbeit festgeschrieben – u.a. sollen Anwendungsszenarien entwickelt werden, die sich speziell an den Anforderungen von Kunden ausrichten. Außerdem sind gemeinsam genutzte internationale Testzentren geplant.

DIN/DKE treiben Normung bei Industrie 4.0 voran

Im Rahmen der Digitalisierung der industriellen Produktion ist es zwingend notwendig, dass die unterschiedlichsten Systeme verschiedener Hersteller verlässlich und effizient zusammenwirken. Global agierende Anwender erwarten zu Recht, dass sie überall auf der Welt auf ihre gewohnten Produkte und Lösungen zurückgreifen können.

Damit die entsprechende Einsatzfähigkeit, aber auch eine systemübergreifende Durchgängigkeit, gewährleistet werden kann, wurde und wird gerade im Bereich der industriellen Automation die internationale Normung nachhaltig vorangetrieben. Der hier federführende DIN und die DKE (Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik) beabsichtigen daher, die entsprechenden Potenziale, die sich aus

• der massiven Nutzung des Internets,
• der Integration von technischen Prozessen und Geschäftsprozessen,
• der digitalen Abbildung und Virtualisierung der realen Welt und
• der Möglichkeit „intelligenter“ Produkte und Produktionsmittel

ergeben, offensiv zu nutzen. Dazu ist nach Angaben der Normungsorganisationen die Entwicklung einer Vielzahl von neuen Konzepten und Technologien notwendig. Die Umsetzung dieser neuen Konzepte und Technologien in die industrielle Praxis könne jedoch nur gelingen, wenn sie durch konsensbasierte Normen und Standards abgesichert wird.

Um die Normungsthematik aufzugreifen, wurde deshalb schon frühzeitig der DIN/DKE-Steuerkreis Industrie 4.0 gegründet. Dessen wesentliche Aufgabe ist es, das Thema Industrie 4.0 aus Sicht der Normung strategisch, konzeptionell und organisatorisch weiterzuentwickeln.

Normungs-Roadmap 4.0 als Grundlage

Bereits im November 2013 veröffentlichten DIN und DKE die erste Ausgabe einer Normungs-Roadmap Industrie 4.0. Diese dient als Bestandsaufnahme, Wegweiser und Mittel der Kommunikation zwischen den beteiligten Akteuren aus

• Automatisierungstechnik,
• Informations-/Kommunikationstechnik und
• Produktionstechnik.

Seit 2014 bearbeiten vier Arbeitskreise von DIN und DKE wichtige Teilaspekte der Industrie 4.0 – u.a. Funktechnik, Normungsprozesse, Anwendungsszenarien und nicht zuletzt die Weiterentwicklung der Normungs-Roadmap. Darüber hinaus haben DIN und DKE das Thema Industrie 4.0 auf die internationale Ebene bei den Normungsorganisationen ISO und IEC gehoben.

Version 2 der Normungs-Roadmap 4.0 verabschiedet

Die Normungs-Roadmap 4.0 wurde mittlerweile in der zweiten Auflage veröffentlicht. Ziel bleibt weiterhin, allen Akteuren eine Übersicht über die relevanten Normen und Standards im Bereich von Industrie 4.0 zu geben sowie das aktuelle Umfeld aufzuzeigen. Darüber hinaus enthält die neue Version der Roadmap konkrete Handlungsempfehlungen und skizziert die künftigen Normungsbedürfnisse. Inhaltliche Schwerpunkte der Normungs- Roadmap Industrie 4.0 sind die Themen „Mensch in der Industrie 4.0“, „Kommunikation“ und „Sicherheit“.

Die Normungs-Roadmap 4.0 in der aktuellen Version finden Sie unter https://tinyurl.com/ydb3eknj.

Die Roadmap Industrie 4.0 wird von DIN und DKE als „lebendes“ Dokument betrachtet, dass kontinuierlich weiterentwickelt wird. Wenn Sie am Thema Industrie 4.0 interessiert sind, werden Sie herzlich eingeladen, sich dort einzubringen.