<h1>Zukunftsbild Industrie 4.0</h1> <h2>Diese Brosch&uuml;re zeigt eine m&ouml;gliche Zukunft der industriellen Produktion aus der Perspektive des Jahres 2025 und blickt zur&uuml;ck auf die Vergangenheit des Jahres 2012... Quelle BMBF</h2> <p>Zukunftsbild Industrie 4.0 Die Industrie im Jahr 2025 Individualisierte Produktion Vernetzte Unternehmen Wettbewerbsvorteile flexibler Wertsch&ouml;pfungsnetzwerke Nebeneinander von offenen und geschlossenen Produktionsnetzwerken Arbeitskomfort durch intelligente Assistenzsysteme Gesch&auml;ftsfelder in der vernetzten Industrie Das Zukunftsbild Industrie 4.0 zeigt eine m&ouml;gliche Zukunft der industriellen Produktion aus der Perspektive des Jahres 2025 und blickt zur&uuml;ck auf die &#039;&#039;Vergangenheit&#039;&#039; des Jahres 2012. Indem es relevante Entwicklungen und Konsequenzen f&uuml;r die Unternehmen und ihre Mitarbeiter anhand konkreter Anwendungsszenarien beschreibt, bietet es eine Grundlage f&uuml;r die breite fachliche und gesellschaftliche Diskussion. Industrieunternehmen aus Deutschland erw&auml;chst in Asien und zunehmend auch in S&uuml;damerika starke Konkurrenz, die mittelfristig ihre internationale Wettbewerbspositionen gef&auml;hrden kann. Unternehmen, etwa aus China, steigern ihre Produktivit&auml;t und Innovationskraft, zugleich beschleunigen sich die Innovationskreisl&auml;ufe in vielen Technologiefeldern, und die M&auml;rkte werden volatiler. Die Unternehmen m&uuml;ssen in Deutschland zus&auml;tzlich auf weitere Herausforderungen Antworten finden: knappere Rohstoffe, steigende Energiepreise oder das zunehmende Durchschnittsalter der Besch&auml;ftigten. Das produzierende Gewerbe ben&ouml;tigt L&ouml;sungen, um auf diese Herausforderungen wirksam zu reagieren. Die Technologie der cyber-physischen Systeme - oder kurz CPS - bietet das Potenzial f&uuml;r solche L&ouml;sungen. CPS sind Netzwerke kleiner mit Sensoren und Aktoren ausgestatteter Computer, die als sogenannte Eingebettete Systeme in Materialien, Gegenst&auml;nde, Ger&auml;te und Maschinenteile eingebaut und &uuml;ber das Internet miteinander verbunden werden. In einem derartigen Internet der Dinge verbinden sich die physische und die digitale Welt. Anlagen, Maschinen und einzelne Werkst&uuml;cke tauschen kontinuierlich Informationen aus. S&auml;mtliche Produktions- und Logistikprozesse werden integriert. Aus dieser Schl&uuml;sseltechnologie leiten sich zahlreiche industrielle Anwendungen ab: In Zukunft werden viele Prozesse in Echtzeit &uuml;ber gro&szlig;e Entfernungen gesteuert und koordiniert. Voraussetzung daf&uuml;r ist die Standardisierung und Modularisierung vieler einzelner Prozessschritte und die Programmierung von virtuell bearbeitbaren Modellen dieser Module. Mit ihrer Hilfe werden k&uuml;nftig betriebliche Prozesse geplant, gesteuert und kontrolliert. Die Vernetzung schafft die Voraussetzung f&uuml;r den kontinuierlichen Austausch von Daten, aus denen automatisch situationsgerechte Prozessanpassungen abgeleitet werden. Der Einsatz von CPS erlaubt zudem die Dezentralisierung der Prozesssteu erung, die dann beispielsweise von den Werkst&uuml;cken selbst &uuml;bernommen wird, indem sie mittels eingebetteter Systeme Umgebungsdaten verarbeiten und daraus Steuerungsbefehle ableiten. Auf diese Weise wird Produktion erheblich flexibler werden. Flexibilit&auml;t wird zus&auml;tzlich durch anwendungsoffen konstruierte Maschinen erreicht, die in direkter zeitlicher Abfolge unterschiedliche Funktionen ausf&uuml;hren oder Werkzeuge einsetzen. Ihre Umr&uuml;stung und Rekonfiguration erfolgen k&uuml;nftig kostenneutral, da der vielseitige Einsatz der Maschinen weitgehend automatisch organisiert wird. Der hohen Flexibilit&auml;t in der Produktion liegen komplexe Rechenleistungen zugrunde, die auf den verschiedenen Steuerungsebenen im Unternehmen ablaufen und untereinander verbunden sind. Diese vertikale Integration aller Prozesse - von der Bearbeitung der Auftragseing&auml;nge, &uuml;ber das Ressourcenmanagement und die Fertigung bis hin zur Auslieferung - revolutioniert die industrielle Produktion: Die Prozessebenen des Unternehmens werden durchg&auml;ngig miteinander verkn&uuml;pft und k&ouml;nnen auf Grundlage der jeweils aktuellsten Prozessdaten immer wieder neu aufeinander abgestimmt werden. Das Internet erm&ouml;glicht diese st&auml;ndige Koordinierung auch zwischen weltweit verteilten Standorten und &uuml;ber Unternehmensgrenzen hinweg. Die horizontale Integration, also die Vernetzung zwischen mehreren Unternehmen, ist Ausgangspunkt der flexiblen Gestaltung ihrer gemeinsamen Wertsch&ouml;pfungsprozesse. Unternehmen bilden k&uuml;nftig dynamische Netzwerke, aus denen heraus sie auftrags- und produktspezifisch ihre Kapazit&auml;ten zu virtuellen Produktionsgemeinschaften zusammenschlie&szlig;en. Eine zentrale Funktion solcher Wertsch&ouml;pfungsnetzwerke ist die kontinuierliche Optimierung aller Prozesse auf Basis aktueller Daten aus den M&auml;rkten und aus der Produktion selbst. Die Optimierung erfolgt unter Ber&uuml;cksichtigung mehrerer Kennziffern gleichzeitig: Zeit, Qualit&auml;t, Kosten, Ressourceneinsatz oder Energiekosten sind nur die wichtigsten. Das Ziel der Optimierung wird &uuml;ber den gesamten Produktlebenszyklus hin verfolgt. Digitale Produktged&auml;chtnisse zeichnen in Zukunft Daten aus Fertigung, Logistik, Nutzung und Entsorgung auf und stellen sie f&uuml;r die Produkt- und Prozessoptimierung zur Verf&uuml;gung. F&uuml;r die Mitarbeiter bedeutet der Einsatz der neuen Technologien einen Wandel ihrer Arbeitswelt und ihrer Aufgaben. In vielen Prozessen gewinnt die Automatisierung weiter an Bedeutung. In anderen T&auml;tigkeiten werden Menschen k&uuml;nftig durch mobile Leichtbauroboter und intelligente Assistenzsysteme unterst&uuml;tzt. So haben die Besch&auml;ftigten &uuml;berall und jederzeit Zugriff auf die f&uuml;r ihre Arbeit relevanten Informationen. Bei Bedarf k&ouml;nnen anwendungsspezifische Trainingsangebote aufgerufen werden, um jeden Mitarbeiter bei der Erf&uuml;llung seiner Aufgaben optimal zu f&ouml;rdern. Diese vielf&auml;ltigen Entlastungen gehen mit einer hohen Reaktionsf&auml;higkeit in der Planung des Personaleinsatzes einher. Die Produktionssteuerung wird viel ad&auml;quater auf die individuelle Situation eines Mitarbeiters eingehen, seinen Rhythmus ber&uuml;cksichtigen und auf seine kurzfristigen Anliegen z&uuml;gig reagieren. Die Vereinbarkeit von Familie und Beruf wird durch die flexible Prozessvernetzung einfacher und verursacht keine zus&auml;tzlichen Kosten mehr. Letztere verst&auml;rkt und verbessert auch den Austausch zwischen den Mitarbeitern aus verschiedenen Unternehmensabteilungen, wodurch ein Klima des offenen Miteinanders und der Hilfsbereitschaft entsteht. Aus Sicht der Unternehmer bietet die Umstellung auf vernetzte und flexible Produktionstechnologien viele Vorteile. Die Individualisierung der Produktion erm&ouml;glicht es den Betrieben in vielen Branchen, zu geringen Kosten eine hohe Zahl an Produktvarianten herzustellen und auf diese Weise individuelle Kundenw&uuml;nsche zu bedienen. Flexibel k&ouml;nnen sie auf Marktentwicklungen, auf kurzfristig ge&auml;nderte Produktanforderungen oder auf schwankende Rohstoff- und Energiepreise reagieren. Selbst bei unvorhergesehenen Ereignissen oder St&ouml;rungen, wie Stromausf&auml;llen oder Lieferungsverz&ouml;gerungen, erfolgt die Anpassung schnell und pr&auml;zise. Wartung und Reparatur von Anlagen sind erheblich vereinfacht: Eingebettete Systeme stellen vollst&auml;ndige Transparenz &uuml;ber den Zustand aller Maschinen her, diese bestellen ihre Ersatzteile selbstgesteuert, sobald Verschlei&szlig;erscheinungen auftreten. Die hohe Anpassungsf&auml;higkeit erh&ouml;ht die Auslastung der Produktionskapazit&auml;ten, das flexible Ressourcenmanagement verbessert die Effizienz des Gesamtbetriebs. Die Kosten f&uuml;r Lagerhaltung und Fertigung sinken durch die wirksame Nutzung der vorhandenen Optimierungs-potenziale. Fehler werden h&auml;ufiger vermieden oder k&ouml;nnen schneller behoben werden. Und nicht zu vergessen: Aus den neuartigen Anwendungen entwickeln sich innovative Gesch&auml;ftsmodelle. Dabei werden die Unternehmen aus Deutschland auf ihren vorhandenen St&auml;rken aufbauen und weiterhin Maschinen, Anlagen und Fabriken auf dem neuesten Stand der Technik in alle Welt verkaufen. Vor allem aber k&ouml;nnen sie ausgehend von diesen Technologien integrierte Systeml&ouml;sungen und komplexe Anwendungen anbieten, die Maschinen und Dienste zu einem Leistungspaket verbinden und ihren langfristigen Erfolg auf den Weltm&auml;rkten in entscheidender Weise sichern. Erl&auml;uterung zum Prozess: Ein Zukunftsbild stellt einen Zukunftsentwurf als Hypothese zur Diskussion. Es trifft keine programmatischen Festlegungen. Zukunftsbilder sind ein Instrument der Strategieentwicklung, mit deren Hilfe komplexe Zukunftsthemen in illustrativen Beschreibungen vorgestellt werden, die auch f&uuml;r Laien verst&auml;ndlich sind. Sie integrieren eine Vielzahl unterschiedlicher Aspekte zu einem konsistenten Gesamtbild und zeigen ausgehend von unterschiedlichen fachlichen Perspektiven, wie eine m&ouml;gliche Zukunft aussehen k&ouml;nnte. Sie helfen, die Diskussion zu strukturieren und auf Kernfragen zu fokussieren und zugleich relevante Einzelaspekte im Gesamtzusammenhang m&ouml;glicher technischer, wirtschaftlicher oder sozialer Entwicklungen zu bewerten. Die Ausf&uuml;hrungen des vorliegenden Zukunftsbilds basieren vor allem auf Interviews mit Experten der Forschungsunion Wirtschaft-Wissenschaft und der BMBF-Referate 512 (Forschung f&uuml;r Produktion, Dienstleistung und Arbeit) und 514 (IT-Systeme). Die Aussagen aller Gespr&auml;chspartner wurden im Sinne eines aussagekr&auml;ftigen Gesamtpapiers bewertet, stilistisch angepasst und eingearbeitet. Anschlie&szlig;end folgten mehrere &Uuml;berarbeitungsrunden zur Pr&auml;zisierung und Feinabstimmung verschiedener Einzelaspekte</p> <p><a href="https://www.jobadu.de/pdfs/01101.pdf">Publikation zeigen</a></p>