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Artikel - 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 Potenziale dieser digitalen Revolution auszuschöpfen.

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. 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 300 Anwendungsbeispiele aus der Praxis. Die 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 geförderte 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 deutschen Hochschulen und Forschungseinrichtungen werden in Testumgebungen komplexe Produktions- und Logistikanlagen unter realistischen Bedingungen erprobt und weiterentwickelt. Da die Testumgebungen miteinander vernetzt sind, 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.

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 Wirtschaft, Verbänden, Wissenschaft und Gewerkschaften 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.

Die rasant zunehmende Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft verändert die Art und Weise, wie in Deutschland produziert und gearbeitet wird. Industrie 4.0-Lösungen verzahnen die Produktion mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik und schaffen intelligente Wertschöpfungsketten. Die digitale Transformation der Industrie koordiniert gestalten: Das ist der Leitgedanke der Plattform Industrie 4.0 – einem der größten Industrie 4.0-Netzwerke weltweit. Als Schulterschluss zwischen Wirtschaft, Verbänden, Wissenschaft, Gewerkschaften und Politik setzen alle Beteiligten gemeinsam ihre Mission auf vielen Ebenen um.

Vordenken und vormachen

In thematischen Arbeitsgruppen erarbeitet die Plattform Lösungsansätze und Handlungsempfehlungen zu den Themen Standardisierung und Normung, Technologie- und Anwendungsszenarien, Sicherheit vernetzter Systeme, rechtliche Rahmenbedingungen, Arbeit, Aus- und Weiterbildung sowie Geschäftsmodelle.

Zwei zentrale Arbeitsergebnisse der Plattform sind das Referenzarchitekturmodell Industrie 4.0 (RAMI4.0) und die Verwaltungsschale (VWS). RAMI4.0 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. Die Verwaltungsschale schafft als einheitliches virtuelles Abbild und Kommunikationsschnittstelle die Voraussetzungen für die intelligente Vernetzung von Maschinen, Produkten und Menschen in der Produktion. Die Plattform erarbeitet nicht nur das VWS-Konzept, sondern begleitet auch die Umsetzung der VWS in die Industriepraxis.

Orientierung für den Mittelstand

Die Plattform bietet und koordiniert Informations- und Vernetzungsangebote, die Industrie 4.0-Lösungen bei Unternehmen bekannt machen und in die Fläche tragen. Mit über 350 Beispielen von Industrie 4.0-Anwendungen in Deutschland sowie einer Übersicht an Testzentren veranschaulicht die Online-Landkarte der Plattform, wo Industrie 4.0-Innovationen bereits heute erfolgreich umgesetzt werden. Zusätzlich bietet der Kompass Industrie 4.0 einen deutschlandweiten Überblick über Unterstützungsangebote. Er führt Unternehmen zielsicher zu den passenden Angeboten für jeden Umsetzungsschritt. In Kooperation mit den Industrie- und Handelskammern sowie den Verbänden ZVEI, VDMA und Bitkom bietet die Plattform Veranstaltungen an, die sich insbesondere an kleine und mittelständische Unternehmen richten, um sie beim Übergang in die Industrie 4.0-Welt zu unterstützen. Mit den IHKs führt die Plattform die Veranstaltungsreihe Industrie 4.0@Mittelstand durch, die die Ergebnisse aus der Plattform und Anwendungsbeispiele an die Unternehmen heranträgt.

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.

Nationale und internationale Kooperationen

Die Plattform hat zahlreiche Kooperationen mit nationalen und internationalen Allianzen geschlossen. Auf nationaler Ebene wurde ein Transfernetzwerk Industrie 4.0 zur Unterstützung des Mittelstandes eingerichtet. In den internationalen Kooperationen greift die Plattform – mit ihrer weltweit einzigartig gebündelten Fachexpertise – länderübergreifende Fragen in den Bereichen Standardisierung, IT-Sicherheit und auch rechtliche Rahmenbedingungen auf. Zudem initiiert und führt sie Debatten zur digitalen Transformation der Industrie. Die Plattform koordiniert diese Aktivitäten, vernetzt die Akteure und ermöglicht den Einbezug vieler Perspektiven unterschiedlichster Interessen. Das macht die Arbeit der Plattform international einzigartig.

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 essenziell. 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 ermöglicht 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 bei Querschnittsthemen wie Industrie 4.0 und damit für die gesamte Wirtschaft. Die deutsche Wirtschaft stellt sich den digitalen Herausforderungen von Industrie 4.0. Ziel ist ein fairer und offener Wettbewerb - technologisch-wirtschaftliche Abhängigkeiten müssen vermieden werden. Mehr dazu hier.

Pressemitteilungen

  • 18.03.2019 - Pressemitteilung - Europäische Industriepolitik

    Deutsch-Polnisches Wirtschaftsforum: Bundesminister Altmaier und polnische Amtskollegin Emilewicz vereinbaren gemeinsame Erklärung zur europäischen Industriepolitk

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    Öffnet Einzelsicht
  • 05.03.2019 - Pressemitteilung - Industriepolitik

    Altmaier diskutiert mit führenden Wirtschaftswissenschaftlern über „Nationale Industriestrategie 2030“

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  • 05.02.2019 - Pressemitteilung - Industriepolitik

    Altmaier stellt Nationale Industriestrategie 2030 vor

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    Öffnet Einzelsicht
  • 22.01.2019 - Pressemitteilung - Normen und Standards

    Deutschland und Indien weiten Kooperation zu Normung, Zertifizierung und Marktüberwachung in Schlüsselbereichen aus

    Öffnet Einzelsicht
  • 17.09.2018 - Pressemitteilung - Innovationsförderung

    Altmaier: Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) für mehr Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit unseres Mittelstands

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    Öffnet Einzelsicht

Schlaglichter der Wirtschaftspolitik

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