CONTROLLER Magazin 5/2019

35 dert. Diese erste Industrialisierungsphase wird folglich als Industrie 1.0 bezeichnet und startet mit der Entwicklung der Dampfmaschine ge- folgt von der industriellen Fertigung im Textilbe- reich und der Stahlproduktion. Die 2. industrielle Revolution Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts zeichnet sich durch die industrielle Massenproduktion aus. Wiederum spielt hier- bei eine Erfindung, nämlich die Nutzung der elektrischen Energie, eine bedeutende Rolle, aber ebenso die Einführung des Fließbandes zur Organisation der Fertigung in nacheinander folgenden Schritten und deren Taktung. Die 3. industrielle Revolution startete Anfang der 70er Jahre. Durch den Einsatz von Computern sowie neuer Informations- und Kommunikationstech- nologie – und damit war wiederum eine Erfin- dung Auslöser – gelang es, Produktionsprozes- se zu automatisieren und effizienter zu gestal- ten. Maschinen wurde mit Hilfe von CNC-Tech- nik durch Computer gesteuert, so dass Arbeitsschritte selbstständig von Maschinen erledigt wurden. Ursprung für die 4. industrielle Revolution war das Internet. Dessen Nutzung zur Informationsgewinnung und Aufbereitung sowie Speicherung großer Daten – und da sprechen wir heute dann von Big Data – und der Vernetzung von Informationen, Mensch und Maschine führt zum Industrie 4.0-Begriff. Merkmale von Industrie 4.0 Die kurze Darstellung der Entwicklung der In- dustrialisierung ist Voraussetzung, um Indust- rie 4.0 zu verstehen, da die Bausteine sich aus den Entwicklungsstufen zusammensetzen. Ähnlich dem 3 Säulenmodell der Nachhaltig- keit basiert Industrie 4.0 auf drei Säulen/Be- standteilen (siehe Abbildung 1). Die erste Säule betrachtet die Fertigungsorganisa­ tion . Grundlage hierfür ist der in Fließfertigung (und damit Industrie 2.0) organisierte Pro- zessablauf der Fertigung, wobei das Fließband zumindest teilweise zur Anwendung gelangen kann, aber nicht muss. Immer dann, wenn je- doch mehrere mögliche Bearbeitungszentren alternativ angefahren werden können, findet eine Kombination von Fließ- und Werkstattfer- tigung statt. Werden aber streng an einer Linie sehr unterschiedliche Produkte gefertigt, bei denen durch in Echtzeit zur Verfügung stehen- den Informationen die unterschiedlichen benö- tigten Werkzeuge und Werkstücke angeliefert und die entsprechenden Arbeitspläne zur Ver- fügung gestellt werden, kann auch das Fließ- band durchgängig zur Anwendung gelangen. Die zweite Säule ist die der Fertigungstech- nik . Sie entspringt der 3. Revolution, bedient sich der Automatisierung der Fertigung und ermöglicht schnelle und rationelle Werkzeug- wechsel sowie die Automatisierung von Ferti- gungsabläufen. Dies kann mit dem Wegfall manueller Tätigkeiten vonstattengehen, oder die Automatisierung unterstützt nur die manu- ellen Tätigkeiten und erleichtert diese, indem bspw. die Werkstücke an den vorgesehenen Platz transportiert oder zur Bearbeitung gehal- ten werden. Wird dabei die Informationstech- nik (z. B. in Form von Arbeitsplänen oder Bear- beitungshinweisen) mit der Automatisierung kombiniert, entstehen flexible Arbeitsplätze, an denen eine große Variantenvielfalt unter Umständen sogar mit weitgehend automati- siertem Werkzeugwechsel oder automatisier- ter Bereitstellung benötigter Einsatzstoffe pro- duzieren werden kann. In der Industrie 4.0 kommen so flexible Maschinen zum Einsatz, welche in der Lage sind, in direkter zeitlicher Abfolge verschiedene Funktionen auszuführen und / oder unterschiedliche Werkzeuge einzu- setzen. Ihre Umrüstungen erfolgen dabei schnell und kostengünstig im Vergleich zu nicht computergesteuerten Maschinen. Die dritte und letzte Säule ist die Computer- / Datentechnik mit der Unterstützung von In- ternet, Cloud-Speicherung und der Möglich- keit, große Datenmengen zu speichern und Mensch und Maschine in Echtzeit zur Verfü- gung zu stellen. Auch sie hat ihren Ursprung in der Industrie 3.0. Bei der Vernetzung von Mensch und Maschine und Werkstück, also den realen Gegenständen, mit intelligenten Steuerungsprozessen, der digitalen Welt, ent- stehen sogenannte Cyber Physical Systems. 3 Sie wiederum benötigen und verursachen gleichzeitig zur Steuerung der Prozesse eine große verknüpfte Datenmenge. Werden alle drei Säulen miteinander kombi- niert, spricht man von Industrie 4.0 oder intelli- genter Fabrik (Smart Factory), durch die es er- möglicht wird, Unternehmen oder ganze Wert- schöpfungsketten zu optimieren. Dabei gilt es, die gesamte Wertschöpfungskette zu betrach- Abb. 1: Bausteine von Industrie 4.0 CM September / Oktober 2019