Industrie 4.0 – Definition und Vorteile

Industrie 4.0 ist eines der Buzzwords der letzten Jahre, einhergehend mit dem Begriff Digitalisierung. Es vereint eine Vielzahl von Technologien, vordergründig digitalen Technologien, welche teils disruptiv wirken und teils ganz neue Geschäftsfelder eröffnen. Doch nicht nur auf die Industrie hat das Auswirkungen – auch auf den Alltag. Was bedeutet Industrie 4.0 und was steckt dahinter? Warum eigentlich 4.0 und nicht 3.0? Welche Einflüsse ergeben sich daraus auf den Alltag, auf die Wirtschaft, auf die Bildung und Politik?

Was ist Digitalisierung?

Unter Digitalisierung verstehen viele eventuell zunächst die Umwandlung von analogen Signalen oder Formaten in digitale. Dies kann durch eine Aufnahme mit einem Mikrofon geschehen. Zur Digitalisierung werden kleine elektronische Bauteile, so genannte A/D-Wandler (Analog-Digital-Wandler), verwendet. Der moderne Begriff der Digitalisierung beschreibt allerdings etwas anderes, weniger konkretes: Die Digitalisierung kann als eine digitale Transformation des täglichen Lebens gesehen werden. Digitale Währungen wie Bitcoin und Ethereum sind ein konkretes Beispiel dafür: Digitalisierung, ein Begriff, den es schon seit vielen Jahren gibt, bezieht sich auf alle Megatrends, die auf die digitale Transformation und den Fortschritt in der Informationstechnologie zurückgeführt werden können. Darauf baut wiederum der Begriff Industrie 4.0:

Definition Industrie 4.0

Die Digitalisierung ist ein weites Feld, das viele Technologien umfasst. Jede Technologie hat ihre eigenen disruptiven Auswirkungen, bietet gleichzeitig aber neue Möglichkeiten. Die Digitalisierung kann als Einfluss auf die Industrialisierung beschrieben werden. Im Zusammenhang mit der Digitalisierung sprechen wir dann von Industrie 4.0 bzw. von der vierten industriellen Revolution. Damit ist auch geklärt, wofür die 4.0 eigentlich steht: Die nächste industrielle Revolution nach der dritten, der zweiten und der ersten. Die Erfindung der Dampfmaschine, die Fortschritte im Maschinenbau und daraufhin in der Elektrotechnik – das ist sind die Kernelemente davon, in entsprechender Reihenfolge.

Die dadurch vollzogene Trennung zwischen Arbeit und körperlicher Leistung führte zu einer historisch nie dagewesenen Produktivität. Um zu verstehen, warum Industrie 4.0 so bedeutsam ist, kann man dazu die Analogie zur geistigen Leistung ziehen: Denn durch KI und andere Fortschritte in der IT lässt sich die geistige Leistung immer mehr von der Arbeit unabhängig machen. In naher Zukunft werden Maschinen also in der Lage sein, geistig anspruchsvolle Aufgaben schneller und zuverlässiger zu erledigen.

Es ist übrigens auch schon absehbar, dass es eine fünfte industrielle Revolution geben wird. Wie diese aussehen wird, ist allerdings noch unklar. Manche glauben, dass sie vor allem durch biologische Fortschritte vorangetrieben wird. Die einen sehen das aber als Industrie 6.0 und weisen einer Industrie 5.0 die direkte Interaktion von intelligenten Robotern und Produktionsanlagen mit dem Menschen zu. Das wird sich erst im Nachhinein genau definieren lassen.

Veränderungen in der Industrie verändern auch den Arbeitsmarkt

Wenn KI, Roboter und Computer Arbeitnehmer ersetzen, wird sich dies auf die Nachfrage nach Arbeitskräften auswirken. Dies wird zunächst nur gering qualifizierte Berufe betreffen, sich dann aber auch die Nachfrage nach qualifizierten Arbeitskräften ausweiten: Beides wird sinken. Besonders von baldigem Jobverlust betroffen sind Arbeitnehmer in einfach automatisierbaren Berufen, beispielsweise Sachbearbeiter, Lageristen oder auch Staplerfahrer. Aber auch Programmierer und Lehrer müssen sich auf Veränderungen vorbereiten: Digitale Lernplattformen ermöglichen zum Beispiel individuelles, unterstützendes Lernen und können sogar den Lehrer in den Hintergrund treten lassen. Wie reagieren die Politik und die Unternehmen auf dieses Phänomen? Durch die Förderung entsprechender Weiterbildungsmaßnahmen, etwa durch das Qualifizierungschancengesetz.

Bildungsgutschein, Qualifizierungschancengesetz und Co.: Mit der Digitalisierung Schritt halten.

Die Digitalisierung schreitet rasant voran, es ist von Weiterbildung 4.0 die Rede. Die Beschäftigten müssen weitergebildet werden. Die Digitalisierung wird mehr Arbeitsplätze schaffen, auch wenn viele Stellen wegfallen werden. Statt einer Verknappung ist allerdings eine Verschiebung hin zu technologisch interessanteren Berufen geben. Weiterbildungen werden seitens der Bundesregierung auf verschiedenen Ebenen gefördert – beispielsweise direkt bei den Arbeitnehmern und Arbeitssuchenden über den Bildungsgutschein, oder bei kleinen und mittleren Unternehmen über das Qualifizierungschancengesetz. Welches Knowhow ist eigentlich gefragt? Welche Technologien vereint die Digitalisierung und welche sind für Industrie 4.0 besonders begehrt?

Technologien für die Digitalisierung

Zu Technologien der Digitalisierung gehören die Blockchain-Technologie, neue Programmiersprachen, Fortschritte in der künstlichen Intelligenz, neuronale Netze und moderne Fertigungstechnologien. Auch In-Memory-Datenbanken sind ein Beispiel, ebenso wie virtuelle und erweiterte Realität, moderne Methoden der Mensch-Maschine-Kommunikation, neue kooperative Systeme, das Internet der Dinge und intelligente Heimsysteme. Diese Technologien haben nicht nur Auswirkungen auf die Industrie, Auswirkungen auf die ganze Welt, von der Politik über den Arbeitsmarkt bis hin zum Privatleben.

Besonders interessant sind hier zwei Formen von Knowhow: Übergeordnetes Knowhow mit breiter Fächerung und vielen Schnittstellen, um die verschiedenen Technologien zusammenzuführen sowie tiefgehendes und sehr spezielles Knowhow um eine bestimmte Technologie beispielsweise zu implementieren oder eigens weiterzuentwickeln und anzupassen. Im Rahmen einer Weiterbildung oder Umschulung besteht bereits Vorwissen – daher ist die erste Variante in der Regel zu bevorzugen. Wer hingegen eine Erstausbildung anstrebt, spezialisiert sich meist auf eine bestimmte Technologie.

Vorteile von Industrie 4.0

Industrie 4.0 bringt für manche zwar einen für eine Revolution typischen disruptiven Charakter mit – allerdings auch sehr viele Vorteile. Ein Beispiel ist Losgröße 1. Für viele abseits der Industrie ist das ein neuer Begriff, mit dem aber fast alle schon Kontakt hatten: Nämlich beim Einkaufen. Wer beispielsweise einen T-Shirt Druck bestellt, dem wird in der Regel auch ein möglicher Mengenrabatt angezeigt. Dieser resultiert aus den fixen Kosten, die für diese Variante des Shirts immer einmalig anfallen – beispielsweise die Kosten zur Einrichtung des Druckers für eben das gewählte Motiv. Zugegeben, diese sind sehr überschaubar, weshalb die Devise Losgröße 1 beim T-Shirt Druck im Grunde schon erreicht ist: 1 T-Shirt kostet ähnlich viel wie 100 T-Shirts (je Stück).

Losgröße 1

Aber wie ist das bei einem Möbelstück? Bei einem Haus? Einem Auto? Einer Produktionsmaschine? Durch die teils komplexen benötigten Maschinen und Teile und die damit verbundenen sehr hohen fixen Kosten liegen die Stückkosten für ein individuell und industriell produziertes Möbelstück beispielsweise viel höher, als wenn dasselbe Möbelstück 1000-fach produziert werden würde. Durch moderne Produktionsprozesse lässt sich heute jedoch schon Losgröße 1 erreichen: Der 3D Druck beispielsweise hat kaum nennenswerte Rüstkosten. Roboter können verschiedene Aufgaben ohne Umrüstung erledigen. Autonome Flurförderfahrzeuge agieren in einem dezentralen Netzwerk und machen den Aufbau von Förderbändern oder Fertigungslinien überflüssig.

Zukünftige Veränderungen

Daraus ergeben sich Vorteile wie günstigere Produktionskosten, neue Fertigungsmöglichkeiten, ein höherer Grad der Individualisierung, kürzere Bearbeitungs-, Fertigungs- und Lieferzeiten, intuitivere Prozesse im Alltag vom Surfen im Web bis Zahlungsverfahren, komplett neue virtuelle Welten und vieles mehr – es wird offensichtlich, warum Industrie 4.0 so viel Potential für Veränderung hat und wieso Unternehmen mit allen Mitteln versuchen, damit Schritt zu halten.