Diese Masterarbeit behandelt die Vision der vierten industriellen – informationstechnologischen – Revolution, für die es keine einheitliche, branchenübergreifende Definition gibt. Industrie 4.0 ist das Zukunftsthema auf Messen, Kongressen, in Zeitungsartikeln und in der deutschen Wirtschaft. Als Hightech-Strategie 2020 der Bundesregierung steht das Thema stellvertretend für die Chance, die Wettbewerbsfähigkeit und die Produktivität des produktionsintensiven Standorts
Deutschlands, dem „führenden Fabrikausrüster weltweit“, zu erhöhen. Liegt das Projekt Industrie 4.0 in einer noch entfernten Zukunft oder befinden wir uns bereits mitten im Wandel? Dieser Frage nachzugehen soll u.a. das Ziel dieser Masterarbeit sein.
Im Mittelpunkt steht die intelligente, vernetzte und wandelbare Fabrik, die Smart Factory. Sie ist modular, in
Fraktalen aufgebaut. Steuerung und Organisation erfolgen durch die intelligenten Produkte, die nun einen digitalen Lebenslauf mitführen, dezentral wie in einem „Ameisenstaat“. Diese kommunizieren miteinander, mit den Maschinen und Ressourcen und entscheiden über ihren Produktionsablauf. Der Arbeiter wird durch Assistenzsysteme geleitet, wie zum Beispiel Pick-by-Vision, Gestensteuerung und industrielle Tablets. Damit Maschinen, Rohlinge, Ladungsträger, etc. als CPS hierarchielos in Verbindung treten können, bekommen diese eine IP-Fähigkeit im Internet der Dinge und benutzen zum Datenaustausch zwischen ERP-Ebene und MES-Ebene den herstellerunabhängigen OPC-UA-Standard. Der Anschluss neuer Produktionsmodule erfolgt über eine Plug-and-
Produce-Schnittstelle. Maschinen sollen sich somit selbst konfigurieren und optimieren.
Durch die IT-Anbindung steigen die Anforderungen an Safety (Betriebssicherheit) und Security (Angriffssicherheit). Gerade die Datensicherheit wird zur „Gretchenfrage“ stilisiert. Die zahlreichen Daten der Produktionsressourcen werden zukünftig in Echtzeit analysiert, um Maschinenausfälle vorzeitig zu verhindern (Condition Monitoring) und Trends und Prognosen zu erstellen (Big Data).
Inhaltsverzeichnis (Table of Contents)
- Abkürzungsverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Executive Summary
- 1 Einleitung und Zielsetzung
- 2 Die industriellen Revolutionen im Überblick
- 2.1 Die erste und zweite industrielle Revolution
- 2.2 Organisationsformen der Produktion im 20. Jahrhundert
- 2.3 Die dritte und vierte industrielle Revolution
- 2.4 Kondratieff-Zyklen der Weltkonjunktur
- 3 Theoretische und administrative Grundlagen
- 3.1 Definitionen des Begriffs und Ziele von Industrie 4.0
- 3.1.1 Definitionen des Begriffs Industrie 4.0
- 3.1.2 Ziele und Handlungsfelder von Industrie 4.0
- 3.2 Die Plattform Industrie 4.0
- 3.2.1 Interessensvertretungen in Deutschland
- 3.2.2 Interessensvertretungen in den USA
- 3.3 Ausgangslage und Potenzial des Standorts Deutschland für die Industrie 4.0
- 3.1 Definitionen des Begriffs und Ziele von Industrie 4.0
- 4 Komponenten und Konzepte für die Industrie 4.0
- 4.1 Computer Integrated Manufacturing (CIM)
- 4.2 Lean Production
- 4.3 Die fraktale Fabrik
- 4.4 Cyber-Physische Systeme
- 4.5 Das Internet der Dinge und Dienste - Chancen und Risiken
- 4.5.1 Zusammenspiel von Technologien im Internet der Dinge
- 4.5.2 RFID-Technik in der Industrie
- 4.6 Smart Factory
- 4.6.1 Multimodale intelligente Assistenzsysteme
- 4.6.2 Maschinen-Kommunikation und Standards
- 4.6.3 Automatisierungsarchitektur
- 4.7 Datenschutz für Bürger und Unternehmen
- 4.7.1 Rechtliche Grundlagen des Datenschutzes
- 4.7.2 Zukunft des Datenschutzes in der Gesellschaft
- 4.7.3 Gefahren für die Datensicherheit in der Wirtschaft
- 4.7.4 Sicherheit in der Industrie 4.0
- 4.7.5 Sicherheitsrisiken in der Cloud und Implikationen für Big Data
- 4.8 Auswirkungen des digitalen Umbruchs auf die Arbeitswelt
- 4.8.1 Globalisierung und Wettbewerb auf dem Arbeitsmarkt
- 4.8.2 Arbeitswelt in der Industrie 4.0
- 4.8.3 Austauschbarkeit menschlicher Arbeitskraft durch Innovationen
- 5 Praxisbeispiele für den technologischen Stand
- 5.1 Die Smart Factory in der Praxis
- 5.2 Assistenzhilfen, -systeme und Roboter im Einsatz
- 5.3 Kommissionierung und Montage
- 5.4 Neue Arbeitswelt in der urbanen Fabrik
- 6 Zusammenfassung, Schlussfolgerung und Ausblick
- Literaturverzeichnis
Zielsetzung und Themenschwerpunkte (Objectives and Key Themes)
Diese Masterarbeit befasst sich mit dem Thema Industrie 4.0. Ziel ist es, einen Überblick über den Stand und die Perspektiven der vierten industriellen Revolution zu geben und die Auswirkungen auf die Arbeitswelt zu analysieren.
- Definition und Ziele von Industrie 4.0
- Technologische Komponenten und Konzepte
- Herausforderungen und Chancen für Unternehmen und Arbeitnehmer
- Praxisbeispiele für die Umsetzung von Industrie 4.0
- Zukünftige Entwicklungen und Perspektiven
Zusammenfassung der Kapitel (Chapter Summaries)
Die Arbeit beginnt mit einer Einleitung und Zielsetzung, die die Thematik der Industrie 4.0 einführt und die zentralen Fragen der Masterarbeit definiert. Kapitel 2 bietet einen Überblick über die industriellen Revolutionen vom 18. Jahrhundert bis heute, mit besonderem Fokus auf die Entwicklung von Produktionsformen und Organisationsstrukturen. Kapitel 3 befasst sich mit der Definition, den Zielen und Handlungsfeldern von Industrie 4.0 sowie mit der Rolle der Plattform Industrie 4.0 und der Interessenvertretungen in Deutschland und den USA.
Kapitel 4 beleuchtet die wichtigsten Komponenten und Konzepte von Industrie 4.0, darunter Computer Integrated Manufacturing (CIM), Lean Production, Cyber-Physische Systeme, das Internet der Dinge, die Smart Factory und der Datenschutz. Es werden Chancen und Risiken der einzelnen Technologien sowie deren Einfluss auf die Arbeitswelt analysiert.
In Kapitel 5 werden Praxisbeispiele für die Umsetzung von Industrie 4.0 in verschiedenen Industriezweigen vorgestellt, darunter die Smart Factory, Assistenzsysteme und Roboter im Einsatz sowie neue Arbeitsformen in der urbanen Fabrik.
Schlüsselwörter (Keywords)
Industrie 4.0, Digitalisierung, Smart Factory, Cyber-Physische Systeme, Internet der Dinge, Künstliche Intelligenz, Automatisierung, Robotik, Big Data, Datenschutz, Arbeitswelt, Wettbewerbsfähigkeit.
- Arbeit zitieren
- Benno Baltes (Autor:in), 2014, Digitaler Umbruch durch die Industrie 4.0. Grundlagen, Konzepte und deren Auswirkungen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/296280
