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
- Einleitung und Zielsetzung
- Die industriellen Revolutionen im Überblick
- Die erste und zweite industrielle Revolution
- Organisationsformen der Produktion im 20. Jahrhundert
- Die dritte und vierte industrielle Revolution
- Kondratieff-Zyklen der Weltkonjunktur
- Theoretische und administrative Grundlagen
- Definitionen des Begriffs und Ziele von Industrie 4.0
- Definitionen des Begriffs Industrie 4.0
- Ziele und Handlungsfelder von Industrie 4.0
- Die Plattform Industrie 4.0
- Interessensvertretungen in Deutschland
- Interessensvertretungen in den USA
- Ausgangslage und Potenzial des Standorts Deutschland für die Industrie 4.0
- Definitionen des Begriffs und Ziele von Industrie 4.0
- Komponenten und Konzepte für die Industrie 4.0
- Computer Integrated Manufacturing (CIM)
- Lean Production
- Die fraktale Fabrik
- Cyber-Physische Systeme
- Das Internet der Dinge und Dienste - Chancen und Risiken
- Zusammenspiel von Technologien im Internet der Dinge
- RFID-Technik in der Industrie
- Smart Factory
- Multimodale intelligente Assistenzsysteme
- Maschinen-Kommunikation und Standards
- Automatisierungsarchitektur
- Datenschutz für Bürger und Unternehmen
- Rechtliche Grundlagen des Datenschutzes
- Zukunft des Datenschutzes in der Gesellschaft
- Gefahren für die Datensicherheit in der Wirtschaft
- Sicherheit in der Industrie 4.0
- Sicherheitsrisiken in der Cloud und Implikationen für Big Data
- Auswirkungen des digitalen Umbruchs auf die Arbeitswelt
- Globalisierung und Wettbewerb auf dem Arbeitsmarkt
- Arbeitswelt in der Industrie 4.0
- Austauschbarkeit menschlicher Arbeitskraft durch Innovationen
- Praxisbeispiele für den technologischen Stand
- Die Smart Factory in der Praxis
- Assistenzhilfen, -systeme und Roboter im Einsatz
- Kommissionierung und Montage
- Neue Arbeitswelt in der urbanen Fabrik
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Masterarbeit untersucht den Stand und die Perspektiven von Industrie 4.0. Ziel ist es, die wichtigsten Komponenten und Konzepte dieser technologischen Revolution zu beleuchten und deren Auswirkungen auf die Arbeitswelt zu analysieren. Die Arbeit betrachtet sowohl die Chancen als auch die Risiken dieser Entwicklung.
- Definition und Ziele von Industrie 4.0
- Schlüsseltechnologien und -konzepte (z.B. IoT, Cyber-Physische Systeme)
- Auswirkungen auf die Arbeitswelt und den Arbeitsmarkt
- Herausforderungen im Bereich Datenschutz und Datensicherheit
- Praxisbeispiele für die Umsetzung von Industrie 4.0
Zusammenfassung der Kapitel
Einleitung und Zielsetzung: Diese Einleitung beschreibt den Kontext der Arbeit und legt die Forschungsfragen und Ziele fest, die im weiteren Verlauf der Arbeit beantwortet werden sollen. Sie bietet einen Überblick über den Aufbau der Arbeit und die Methodik.
Die industriellen Revolutionen im Überblick: Dieses Kapitel bietet einen historischen Überblick über die verschiedenen industriellen Revolutionen, beginnend mit der ersten und zweiten industriellen Revolution, ihre Organisationsformen und die Entwicklung bis hin zur dritten und vierten industriellen Revolution. Der Einfluss der Kondratieff-Zyklen auf die Weltkonjunktur wird ebenfalls diskutiert, um den Kontext der gegenwärtigen technologischen Entwicklungen zu verdeutlichen.
Theoretische und administrative Grundlagen: Dieses Kapitel befasst sich mit der Definition von Industrie 4.0, seinen Zielen und Handlungsfeldern. Es analysiert verschiedene Interessensvertretungen in Deutschland und den USA und untersucht die Ausgangssituation und das Potenzial Deutschlands im Kontext von Industrie 4.0. Die verschiedenen Definitionen werden verglichen und kritisch bewertet, um ein umfassendes Verständnis des Begriffs zu schaffen.
Komponenten und Konzepte für die Industrie 4.0: Dieses Kapitel untersucht verschiedene Kernkomponenten und Konzepte von Industrie 4.0. Es analysiert Technologien wie CIM, Lean Production, die fraktale Fabrik, Cyber-Physische Systeme, das Internet der Dinge (IoT), Smart Factories, und die damit verbundenen Herausforderungen im Bereich Datenschutz und Datensicherheit. Der Einfluss auf die Arbeitswelt, die Globalisierung und den Wettbewerb auf dem Arbeitsmarkt werden im Detail betrachtet. Die Kapitel unterstreichen die komplexen Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Komponenten.
Praxisbeispiele für den technologischen Stand: Dieses Kapitel präsentiert konkrete Praxisbeispiele für den aktuellen Stand der Technologie in Industrie 4.0. Es werden verschiedene Anwendungen in der Smart Factory, Assistenzsysteme und Roboter, Kommissionierung und Montage sowie die neue Arbeitswelt in urbanen Fabriken detailliert beschrieben und analysiert. Diese Beispiele illustrieren die bereits umgesetzten Konzepte und Technologien und zeigen den aktuellen Entwicklungsstand auf.
Schlüsselwörter
Industrie 4.0, Digitale Transformation, Smart Factory, Cyber-Physische Systeme, Internet der Dinge (IoT), Lean Production, Datenschutz, Datensicherheit, Arbeitswelt 4.0, Automatisierung, Digitalisierung, Innovation, Wettbewerb.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Masterarbeit: Industrie 4.0
Was ist der Inhalt dieser Masterarbeit?
Diese Masterarbeit bietet einen umfassenden Überblick über Industrie 4.0. Sie beinhaltet eine Einleitung mit Zielsetzung, einen historischen Überblick über industrielle Revolutionen, eine detaillierte Betrachtung der theoretischen und administrativen Grundlagen von Industrie 4.0, eine Analyse der Schlüsselkomponenten und -konzepte, sowie Praxisbeispiele und eine Diskussion der Auswirkungen auf die Arbeitswelt und die Herausforderungen im Bereich Datenschutz und Datensicherheit.
Welche Themen werden in der Arbeit behandelt?
Die Arbeit deckt ein breites Spektrum an Themen ab, darunter Definitionen und Ziele von Industrie 4.0, Schlüsseltechnologien wie das Internet der Dinge (IoT) und Cyber-Physische Systeme, Auswirkungen auf die Arbeitswelt und den Arbeitsmarkt, Herausforderungen im Datenschutz und der Datensicherheit, sowie konkrete Praxisbeispiele für die Umsetzung von Industrie 4.0 in der Smart Factory.
Welche industriellen Revolutionen werden betrachtet?
Die Arbeit beleuchtet die erste, zweite, dritte und vierte industrielle Revolution, um den Kontext und die Entwicklung von Industrie 4.0 zu verdeutlichen. Sie betrachtet auch die Organisationsformen der Produktion in den verschiedenen Epochen und den Einfluss der Kondratieff-Zyklen auf die Weltkonjunktur.
Welche Schlüsselkonzepte von Industrie 4.0 werden analysiert?
Die Arbeit analysiert Schlüsselkonzepte wie Computer Integrated Manufacturing (CIM), Lean Production, die fraktale Fabrik, Cyber-Physische Systeme, das Internet der Dinge (IoT), Smart Factories und die damit verbundenen Herausforderungen in Bezug auf Datenschutz und Datensicherheit. Der Einfluss auf die Arbeitswelt, die Globalisierung und den Wettbewerb auf dem Arbeitsmarkt wird detailliert betrachtet.
Welche Praxisbeispiele werden vorgestellt?
Die Arbeit präsentiert Praxisbeispiele aus der Smart Factory, den Einsatz von Assistenzsystemen und Robotern, Kommissionierung und Montage, sowie die neue Arbeitswelt in urbanen Fabriken. Diese Beispiele illustrieren den aktuellen Stand der Technologie und die bereits umgesetzten Konzepte.
Welche Herausforderungen im Bereich Datenschutz und Datensicherheit werden angesprochen?
Die Arbeit befasst sich mit den rechtlichen Grundlagen des Datenschutzes, den zukünftigen Herausforderungen des Datenschutzes in der Gesellschaft, den Gefahren für die Datensicherheit in der Wirtschaft und den Sicherheitsrisiken in der Cloud im Zusammenhang mit Big Data. Die Sicherheit in Industrie 4.0 wird als wichtiger Aspekt behandelt.
Welche Auswirkungen auf die Arbeitswelt werden untersucht?
Die Arbeit analysiert die Auswirkungen von Industrie 4.0 auf die Arbeitswelt, den Einfluss der Globalisierung und des Wettbewerbs auf dem Arbeitsmarkt, sowie die Austauschbarkeit menschlicher Arbeitskraft durch Innovationen. Der Wandel der Arbeitswelt in Industrie 4.0 wird detailliert untersucht.
Welche Ziele verfolgt die Masterarbeit?
Das Hauptziel der Arbeit ist es, den Stand und die Perspektiven von Industrie 4.0 zu untersuchen. Sie beleuchtet die wichtigsten Komponenten und Konzepte dieser technologischen Revolution und analysiert deren Auswirkungen auf die Arbeitswelt, wobei sowohl die Chancen als auch die Risiken dieser Entwicklung betrachtet werden.
- Citation du texte
- Benno Baltes (Auteur), 2014, Digitaler Umbruch durch die Industrie 4.0. Grundlagen, Konzepte und deren Auswirkungen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/296280
