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Dossier - Industrie 4.0

Digitale Transformation in der Industrie

Einleitung

Wenn Bauteile eigenständig mit der Produktionsanlage kommunizieren und bei Bedarf selbst eine Reparatur veranlassen oder Material nachbestellen - wenn sich Menschen, Maschinen und industrielle Prozesse intelligent vernetzen, dann sprechen wir von Industrie 4.0. Nach Dampfmaschine, Fließband und Computer stehen wir nun mit intelligenten Fabriken vor der vierten industriellen Revolution. Das BMWi unterstützt die Wirtschaft dabei, die Potentiale dieser digitalen Revolution auszuschöpfen, um Wohlstand und Lebensqualität für alle zu steigern.

In der Industrie 4.0 verzahnt sich die Produktion mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik. So können Produkte nach individuellen Kundenwünschen hergestellt werden: Sportschuhe mit maßgeschneiderter Sohle und in vom Kunden gewähltem Design oder ein passgenaues und individuell gestaltetes Möbelstück. Industrie 4.0 macht es möglich, Einzelstücke zum Preis von Massenware und das in höchster Qualität zu produzieren. Technische Grundlage hierfür sind intelligente, digital vernetzte Systeme und Produktionsprozesse. Industrie 4.0 bestimmt dabei die gesamte Lebensphase eines Produktes: Von der Idee über die Entwicklung, Fertigung, Nutzung und Wartung bis hin zum Recycling.

Zahlen zu Industrie 4.0 für den Standort Deutschland

40
Symbolicon für Geldscheine

Milliarden Euro
bis 2020 geplante jährliche Investitionen der deutschen Industrie in Industrie 4.0 Anwendungen

20
Symbolicon für Bus

Prozent der Unternehmen
in der Automobilindustrie nutzen bereits jetzt selbststeuernde Anlagen

153
Symbolicon für Wachstumskurve

Milliarden Euro
zusätzliches volkswirtschaftliches Wachstum durch Industrie 4.0 bis 2020

83
Symbolicon für Computer mit Smartphone

Prozent der Unternehmen
sehen einen hohen Digitalisierungsgrad ihrer Wertschöpfungsketten im Jahr 2020

Was bedeutet Industrie 4.0?

Intelligente Produktionsverfahren und neue Geschäftsmodelle

Wie sieht die Fabrik in der Industrie 4.0 aus? Was bedeutet das für unsere Wirtschaft? Welche Chancen und Herausforderungen bietet die vierte industrielle Revolution?

In der Fabrik der Industrie 4.0 koordinieren intelligente Maschinen selbstständig Fertigungsprozesse; Service-Roboter unterstützen Menschen in der Montage bei schweren Arbeiten, fahrerlose Transportfahrzeuge kümmern sich eigenständig um Logistik und Materialfluss. Vernetzung findet aber nicht nur innerhalb von "intelligenten Fabriken" statt, sondern über Unternehmens- und Branchengrenzen hinweg – zwischen verschiedenen Akteuren der Wirtschaft: Vom mittelständischen Logistikunternehmen über spezialisierte technische Dienstleister bis zu kreativen Start-ups.

Flexibler, individueller und effizienter produzieren

Der Einsatz digitaler Technologien in der Industrie wird eine Vielzahl an neuen Produktionsverfahren, Geschäftsmodellen und Produkten hervorbringen. Eine Produktionslinie muss beispielsweise nicht mehr auf ein Produkt festgelegt sein. Dadurch ändern sich die Anforderungen an die industrielle Fertigung. Durch IT-Unterstützung wird es möglich sein, Bearbeitungsstationen flexibel an einen sich verändernden Produktmix anzupassen. Dabei können Kapazitäten optimal ausgelastet werden. Darüber hinaus können die automatisierten Analyseverfahren auch Wartungsbedarfe und Ausfallrisiken aufzeigen.

Kooperation: Damit wir die neuen Chancen nutzen

Für den Innovations- und Wirtschaftsstandort Deutschland bietet das enorme Potenziale: Rund 15 Millionen Arbeitsplätze hängen direkt und indirekt von der produzierenden Wirtschaft ab. Mit der Digitalisierung der Industrie werden sich nicht nur Wertschöpfungsprozesse verändern, es werden auch neue Geschäftsmodelle und neue Perspektiven für Beschäftigte entstehen. Gerade für kleine und mittlere Unternehmen bieten intelligente, digitale Produktionsverfahren große Chancen.

Doch: Je mehr sich die Industrie digitalisiert und vernetzt, desto mehr Schnittstellen ergeben sich und desto mehr Daten fließen. Einheitliche Normen und Standards, IT-Sicherheit und Datenschutz spielen deshalb eine zentrale Rolle. Solch übergreifende Fragen können allerdings nicht einzelne Unternehmen oder Sektoren für sich alleine beantworten. Nur wenn alle relevanten Akteure aus Wirtschaft, Wissenschaft, Politik und Gesellschaft frühzeitig beteiligt werden und partnerschaftlich kooperieren, können wir die vierte industrielle Revolution gemeinsam erfolgreich gestalten.

Zentrale gesellschaftliche und politische Gestaltungsaufgabe

Die Bundesregierung will die enormen Potenziale von Industrie 4.0 für den Wirtschaftsstandort Deutschland nutzen. In Deutschland hängen rund 15 Millionen Arbeitsplätze direkt und indirekt von der produzierenden Wirtschaft ab. Gerade für kleine und mittlere Unternehmen bieten intelligente, digitale Produktionsverfahren große Chancen.

Industrie 4.0 ist ein zentrales Thema der Digitalen Agenda der Bundesregierung. Mit den beiden Förderprogrammen "Autonomik für Industrie 4.0" und "Smart Service Welt" stellt das BMWi knapp 100 Millionen Euro bereit, um Forschung und Entwicklung für wichtige Innovationen im Bereich Industrie 4.0 voranzubringen.

Landkarte Industrie 4.0

© BMWi

Landkarte Industrie 4.0 - Praxisbeispiele

Zur interaktiven Karte

Industrie 4.0 in der Praxis

Von der Forschung in die Unternehmenspraxis

Die Wirtschaftskraft Deutschlands hängt vom produzierenden Mittelstand ab. Es gibt in Deutschland Hunderte Anwender, die Industrie 4.0 in der Produktion nutzen und zeigen, wie man mit digitalen Lösungen Mehrwert schafft.

Dass innovative Prozesse, die die Anlagentechnik, IT-Systeme und betriebswirtschaftliche Modelle stärker vernetzen, bereits heute von Unternehmen und Forschungseinrichtungen entwickelt und umsetzt werden, zeigen über 200 Anwendungsbeispiele aus der Praxis. Eine Landkarte "Anwendungsbeispiele Industrie 4.0" zeigt, wo in Deutschland Industrie 4.0 schon heute in der Praxis angekommen ist.

Mittelstand 4.0-Kompetenzzentren bieten praxisnahe Unterstützung

Regionale, vom BMWi geförderten „Mittelstand 4.0-Kompetenzzentren“ sowie das Kompetenzzentrum „Digitales Handwerk“ bieten mittelständischen Unternehmen in Deutschland  umfangreiche Sensibilisierungs-, Informations- , Erprobungs- und Schulungsangebote zu Industrie 4.0-Anwendungen. In Demonstrations- und Lernfabriken können Unternehmen unter professioneller Anleitung experimentieren und eigene technische Entwicklungen, Schnittstellen zu Produkten oder Kunden testen, bevor sie eigene Investitionen tätigen. Ergänzt wird das Angebot durch die Mittelstand 4.0-Agenturen: Sie beantworten mit Hilfe von Multiplikatoren Fragen von Unternehmen zu den Querschnittsthemen der Digitalisierung – wie etwa Cloud-Computing, digitale Kommunikation, Prozesse, Handel etc. .

Testumgebungen für mittelständische Unternehmen

An besonderen Schwerpunkten in Hochschulen und Forschungseinrichtungen werden in Deutschland in Testumgebungen komplexe Produktions- und Logistikanlagen unter realistischen Bedingungen erprobt, getestet und weiterentwickelt. Durch eine Vernetzung der Testumgebungen können Produktions- und Anwendungsprozesse in mehreren Testumgebungen realitätsnah nachgebildet werden. Auf der Landkarte Testumgebungen sind deutschlandweit Forschungs- und Entwicklungsinstitutionen verzeichnet, in denen Industrie 4.0-Anwendungen getestet werden können.

Eine Karte mit hilfreichen Beratungsangeboten rund um Industrie 4.0 finden Sie hier.

Häufig gestellte Fragen zu Industrie 4.0

Was ist so revolutionär an Industrie 4.0?

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Was bringt Industrie 4.0 für Deutschland?

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Was ist eine intelligente Fabrik ("Smart Factory")?

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Plattform Industrie 4.0

Gemeinsam an einem Tisch

Im Dialog mit Unternehmen, Gewerkschaften und Wissenschaft will die Bundesregierung die Voraussetzungen für den Erfolg der vierten industriellen Revolution schaffen. Ziel der "Plattform Industrie 4.0" ist es, die internationale Spitzenposition Deutschlands im produzierenden Gewerbe zu sichern und weiter auszubauen.

Wie die deutsche Industrie führender Fabrikausrüster bleiben kann, wie der Produktionsstandort Deutschland mit Industrie 4.0 seine Wettbewerbsfähigkeit weiter steigern kann, welche Rolle Deutschland in Normung und Standardisierung spielen kann und wie die Arbeitswelt mit Industrie 4.0 zum Nutzen der Menschen gestaltet werden kann – mit diesen Fragen beschäftigt sich die Plattform Industrie 4.0. Unter der Leitung von Bundeswirtschaftsministerin Brigitte Zypries und Bundesforschungsministerin Prof. Dr. Johanna Wanka arbeiten hochrangige Vertreterinnen und Vertreter aus Unternehmen, Verbänden (BDEW, BDI, BITKOM, DIHK, VDA, VDMA, ZVEI), Wissenschaft (Fraunhofer Gesellschaft), Normungsorganisationen und Gewerkschaften (IG Metall) seit April 2015 gemeinsam daran, die Chancen von Industrie 4.0 für Deutschland zu nutzen.

Themen der Arbeitsgruppen

In thematischen Arbeitsgruppen erarbeiten Unternehmen, Normungsorgansationen, Wissenschaft und Gewerkschaften gemeinsam mit Vertreterinnen und Vertretern verschiedener Bundesministerien operative Lösungsansätze und Handlungsempfehlungen zu den Themen Standardisierung und Normung, Sicherheit vernetzter Systeme, rechtliche Rahmenbedingungen, Forschung sowie Aus- und Weiterbildung. Zudem werden aussagekräftige Anwendungsbeispiele identifiziert, die die erfolgreiche Anwendung von Industrie 4.0 veranschaulichen. Der Lenkungskreis mit Unternehmensvertretern entwickelt eine Strategie zur technischen Umsetzung der Arbeitsgruppenergebnisse. Der Strategiekreis mit Vertretern aus Politik, Industrieverbänden, Wissenschaft, Gewerkschaften, Bundesressorts und Ländern hat die Aufgabe der politischen Steuerung und übernimmt die Rolle von Multiplikatoren in der gesellschaftspolitischen Diskussion zu den Effekten von Industrie 4.0.

Beratung für den Mittelstand

Seit ihrer Gründung hat sich die Plattform Industrie 4.0 im Bereich Digitalisierung und Industrie zu einem der größten Netzwerke weltweit entwickelt. Unternehmen und Verbände der Plattform haben die Initiativen Labs Network Industrie 4.0 und Standardization Council Industrie 4.0 gegründet, um die Normung und Standardisierung bei Industrie 4.0 praxisgerechten Lösungen zu beschleunigen. Das Labs Network Industrie 4.0 etwa soll Unternehmen den Einstieg in die Industrie 4.0 erleichtern, indem es KMU ermöglicht, neue Technologien zu testen. Weiterhin wurde, ebenfalls aus der Plattform heraus, das Referenzarchitekturmodell RAMI 4.0 (Reference Architecture Model Industrie 4.0) entwickelt. Es fasst die wesentlichen technologischen Elemente der Industrie 4.0 in einem Modell zusammen und bietet den Stakeholdern verschiedenen Bereichen   Orientierung für die zukünftige Entwicklung von Normen und Standards im Bereich Industrie 4.0.

Internationale Zusammenarbeit der Plattform Industrie 4.0

Industrie 4.0 findet nicht nur in Deutschland statt. So sind Fragen einheitlicher Normen und Standards sowie  der Interoperabilität der Systeme bei globalen Wertschöpfungsketten von zentraler Bedeutung. Internationale Partnerschaften mit anderen führenden Plattformen wurden aufgebaut. Im Juli 2015 hat das BMWi mit dem chinesischen Ministerium für Industrie- und Informationstechnologie (MIIT) eine Absprache zur Kooperation beider Länder im Bereich Industrie 4.0 (PDF: 49 KB) unterzeichnet. Die deutsch-chinesische Normungskooperation zwischen BMWi und SAC ergänzt diese mit einer Arbeitsgruppe zur Normung und Standardisierung im Bereich Industrie 4.0. Im März 2016 hat die Plattform Industrie 4.0 sich auf eine Zusammenarbeit dem US-amerikanischen Industrial Internet Consortium (IIC) verständigt.

Auf der HANNOVER MESSE 2016 wurde zusammen mit den ehemaligen Wirtschaftsministern Gabriel und Macron ein gemeinsamer Aktionsplan mit ihrem französischen Pendant Alliance Industrie du Futur initiiert. Dieser definiert vier Felder der Zusammenarbeit. Danach sollen Anwendungsszenarien für die Industrie 4.0 entwickelt werden, die sich speziell an den Anforderungen von Kunden ausrichten. Außerdem sind internationale Testzentren geplant, die gemeinsam genutzt werden sollen. Ende April 2016 hat das BMWi mit dem japanischen Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI) eine Vereinbarung zur Kooperation beider Länder (PDF: 87 KB) im Bereich Internet der Dinge/Industrie 4.0 geschlossen. Mit der Vereinbarung soll die Zusammenarbeit zwischen deutschen und japanischen Unternehmen unterstützt und in der internationalen Normung enger zusammengearbeitet werden. Ein gemeinsamer Aktionsplan zwischen der Plattform Industrie 4.0 und der japanischen Robot Revolution Initiative (RRI) unterstützt diese Bemühungen.

Aktuelle Informationen zur Arbeit der Plattform I40 erhalten Sie hier.

Publikationen

Online-Bibliothek

Symbolicon für Buch

Arbeitspapiere und Veröffentlichungen der Plattform Industrie 4.0

Übersicht

Zentrale Handlungsfelder

Arbeit, Sicherheit und Datenschutz in der Industrie 4.0

Die Arbeitswelt wird sich durch Industrie 4.0 und die zunehmende Digitalisierung der Wirtschaft deutlich verändern. Ebenso gewinnt durch die zunehmende Digitalisierung das Thema IT-Sicherheit noch mehr an Bedeutung.

Die Kommunikation in den Fabriken der Industrie 4.0 verläuft zukünftig oftmals naht- und drahtlos und ermöglicht eine effizientere Interaktion zwischen Beschäftigten und intelligenten Produktionsmaschinen. Diese Entwicklung eröffnet Chancen für eine Neuorganisation der Arbeit, so können zum Beispiel Maschinen körperlich schwere Arbeiten übernehmen und flexiblere und familienfreundlichere Arbeitszeitregelungen werden möglich. Industrie 4.0 erfordert gut ausgebildete Fachkräfte, lebenslanges Lernen und neue berufliche Qualifikationen. Daher gilt es Inhalte bei Aus- und Weiterbildung zu prüfen und sie an neue Anforderungen anzupassen.

Industrie 4.0 bedeutet Steuerung von Logistik- und Produktionsprozessen in Echtzeit mit einem entsprechenden Austausch von Daten. IT- und Datensicherheit sind dabei essentiell. Architekturen und Anforderungen im Bereich der IT-Sicherheit müssen für Industrie 4.0 weiter entwickelt werden. Die Herausforderung dabei ist, bestehende Strukturen für die neuen Anforderungen auszurüsten und gleichzeitig Lösungen für neue Einrichtungen zu entwickeln - und dieses Prinzip in der Unternehmenskultur zu verankern.

Normen und Standards

Einheitliche Normen und Standards bei der Digitalisierung der Industrie

Die enge Vernetzung von Technologien und Wertschöpfung bedeutet einen intensiven Austausch von Daten und damit mehr Schnittstellen. Einheitliche Normen und Standards sind daher entscheidend für Industrie 4.0.

Die Definition und Entwicklung einheitlicher Normen und Standards ist nicht nur wichtig für die Zukunft einzelner Industriesektoren in unserem Land - wie des Maschinenbaus und der Automatisierungstechnik - sondern auch für die Gestaltung von Industrie 4.0 und damit für die gesamte Wirtschaft. Starke Branchen in Deutschland stellen sich den digitalen Herausforderungen von Industrie 4.0. Ziel ist ein fairer und offener Wettbewerb - technologisch-wirtschaftliche Abhängigkeiten müssen vermieden werden. So hat ein vom BMWi gemeinsam mit der Deutschen Kommission für Elektrotechnik (DKE) veranstalteter Workshop am 19. Februar 2015 gezeigt: Die konsensbasierte Normung und deren faire, transparente und offene Verfahren sind wichtig für die weitere Entwicklung - auch um Machtkonzentrationen einzelner Akteure zu verhindern

Weiterführende Informationen

  • 05.05.2017 - Gemeinsame Pressemitteilung - Innovationsförderung

    Pressemitteilung: KfW erweitert Innovationsförderung um den Schwerpunkt Digitalisierung

    Öffnet Einzelsicht
  • 21.04.2017 - Pressemitteilung - Industrie 4.0

    Pressemitteilung: Zypries zur Eröffnung der Hannover Messe 2017: „Deutschland ist das Industrie 4.0 Land Nummer 1“

    Bilderstrecke

    Öffnet Einzelsicht
  • 31.01.2017 - Pressemitteilung - Industrie 4.0

    Pressemitteilung: „Digitising European Industry“: Gemeinsames EU-Stakeholderforum gestartet

    Bilderstrecke

    Öffnet Einzelsicht
  • 29.11.2016 - Gemeinsame Pressemitteilung - Industrie 4.0

    Pressemitteilung: Erstes deutsch-chinesisches Symposium unterstreicht Bedeutung von Industrie 4.0 für bilaterale Wirtschaftsbeziehungen

    Öffnet Einzelsicht
  • 13.10.2016 - Pressemitteilung - Industrie 4.0

    Pressemitteilung: Förderprojekte präsentieren auf Konferenz wegweisende Innovationen für die Digitalisierung der Industrie

    Öffnet Einzelsicht
  • 06.10.2016 - Pressemitteilung - Internationale Digitalpolitik

    Pressemitteilung: Deutschland richtet Pre-G20 Normungskonferenz aus: Normen und Standards als Treiber der Digitalisierung

    Bilderstrecke

    Öffnet Einzelsicht
  • 29.06.2016 - Meldung - Luft- und Raumfahrt

    Luftfahrtindustrie setzt auf digitale Innovationen und Industrie 4.0

    Öffnet Einzelsicht
Frau an einem Monitor zum Thema Industrie 4.0; Quelle: Getty Images/Bloomberg

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