Seit im Jahr 2011 bei der Bitkom die vierte industrielle Revolution ausgerufen wurde, ist das „Internet der Dinge“ in aller Munde. Doch was genau verbirgt sich hinter diesem häufig verwendeten Begriff? Die Antwort ist ganz einfach – es ist der Weg in die Zukunft.
Inhaltsverzeichnis
Die vier industriellen Revolutionen
Die effiziente Produktion von Gütern aller Art ist keine Erfindung der Neuzeit. Schon die Phönizier stellten Handelsschiffe wie am Fließband her. Auch die alten Ägypter verstanden es, Streitwagen schnell, in großer Stückzahl und in gleichbleibender Qualität zu produzieren. Bellum omnium pater – der Krieg ist bis heute der Vater aller Dinge. Die Erfindung des mechanischen Webstuhls gilt dennoch als Beginn der ersten industriellen Revolution.
Mit seiner Erfindung wurden erstmals Massenprodukte in akzeptabler Qualität zu sensationell günstigen Preisen für alle erschwinglich. Als die Dampfkraft die mechanischen Maschinen der ersten industriellen Revolution automatisch betreiben konnten, läutete dies die zweite industrielle Revolution ein. Mit dem Einzug der Elektrizität und der Fließbandarbeit schloss sich die dritte industrielle Revolution an. Nun haben wir mit der vernetzten Informationstechnologie die Vierte am Start.
Was kann die Industrie 4.0?
Die vorangehenden industriellen Revolutionen haben vor allem eine Verbilligung von hochwertigen Produkten zur Folge gehabt. Das hatte jedoch stets den Nachteil, dass sich die Kunden mit Standardlösungen zufriedengeben mussten. Ein hoher Individualisierungsgrad ging immer mit einer Verteuerung des Produktes einher. Insbesondere in der Massenproduktion sind hohe Anlaufkosten erforderlich.
Das gilt vor allem für die Herstellung der Press-, Stanz-, Druckguss- oder Spritzgusswerkzeuge. Mit den Möglichkeiten der Industrie 4.0 eröffnen sich nun ganz neue Wege, um auch Kleinserien rentabel und effizient zu gestalten. Das befähigt die Hersteller dazu, gezielter auf individuelle Kundenwünsche einzugehen, ohne dabei die Profitabilität zu gefährden. Auf dieser Plattform für IIoT findet man weitere Informationen.
Beispiel für effiziente Produktion
Kunststoffprodukte sind allgegenwärtig. Was kaum jemand weiß ist, wie teuer die dafür notwendigen Werkzeuge sind. Ein Spritzgusswerkzeug kann leicht hunderttausend Euro und mehr kosten. Um rentabel zu sein, müssen sie Zehntausende Produkte in gleichbleibender Qualität produzieren.
Mit dem 3D-Druck haben sich gleich zwei neue Wege eröffnet, um Kunststoff-Formteile herzustellen. Die bekannteste Methode ist der Direktdruck. Dabei wird ein Produkt schichtweise mit einem 3D-Drucker aufgebaut. Das dauert zwar seine Zeit, dafür muss nicht extra ein teures Spritzgusswerkzeug hergestellt werden. Den Zeitnachteil können die sogenannten Druckerfarmen teilweise kompensieren. Dabei produzieren Hunderte von 3D-Druckern gleichzeitig das gleiche Produkt. Kleinserien von Kunststoff-Formteilen lassen sich so schnell und einfach ohne den üblichen Spritzgussautomaten herstellen.
Einen anderen Weg geht die Herstellung von Spritzguss-Werkzeugen im 3D-Druck. Die heute verfügbaren Druckmaterialien sind so robust, dass sie für diese anspruchsvolle Aufgabe anwendbar sind. Ein Spritzgusswerkzeug aus dem 3D Drucker (oder Presswerkzeug für Blechumformung) hat natürlich längst nicht die Standzeit als ein Standardwerkzeug aus Stahl. Für einige Dutzend Produkte reichen diese aber aus. Dafür sind sie praktisch über Nacht hergestellt und kosten nur wenige hundert statt etlichen tausend Euro.
Das eigentlich Revolutionäre an diesen beiden Ansätzen ist, dass diese Produktionsmethoden global verteilt werden können. Druckerfarmen oder Werkzeugbau im 3D-Druck lässt sich schnell und einfach an jedem Ort realisieren. Die erforderlichen Druckdaten kommen aus dem Internet. So lassen sich enorme Effizienzsteigerungen erzielen.
Schneller, preiswerter, hochwertiger
Die Industrie 4.0 ist eine globale Revolution. Sie ermöglicht, ein Produkt in einem Land entwerfen und in einem anderen Land herstellen zu lassen. Damit sind hocheffiziente Produktions- und Liefermethoden möglich, die mit den vergleichbar trägen Systemen von gestern kaum noch zu vergleichen sind. Die Vernetzung von Lieferketten trägt zudem zur Ausfallsicherheit bei. Spätestens seit den enormen globalen Lieferproblemen durch die Covid-19 Pandemie wurden die Schwachstellen der heute gebräuchlichen Lieferketten offenkundig.
Die Industrie 4.0 kann hier schnell für die erforderlichen Redundanzen sorgen, um diese Lieferketten in Zukunft deutlich stabiler zu gestalten. Das erfordert enorme Anstrengungen, Rechenleistungen und Fachkompetenz. Doch in kurzer Zeit werden auch die Errungenschaften der Industrie der Zukunft zum Alltag gehören.