Moderne Digitalisierung und die Ausbreitung intelligenter Systeme führen die vierte Industrielle Revolution voran. Die vernetzte Welt der „Industrie 4.0“ bringt Unternehmer zu einer zukunftsfähigen technologischen Aufrüstung.
Die vorliegende Hausarbeit setzt sich mit dem Weg zu der heutigen Industriellen Revolution und den daraus entstandenen modernen Technologien auseinander. Dabei stehen die „Industrie 4.0“ und die Automatisierung im besonderen Fokus.
Die globale digitale Vernetzung und der Fortschritt bei der Entwicklung von Automatisierungstechnologien führten zu selbstständig handelnden und miteinander kommunizierenden Systemen und Maschinen, des Fertigungsprozesses in der Industrie. Die Folgen daraus sind der Ersatz von Arbeitnehmern durch intelligente Systeme, höhere Flexibilität bei der Fertigung und die Optimierung von Prozessen, sowohl in der Industrie wie auch in der Logistik und in Unternehmen.
Das Ziel dieser Hausarbeit ist es, moderne Automatisierungssysteme und die „Industrie 4.0“ zu präsentieren. Die Veranschaulichung und Erläuterung der Ursache-Wirkungskette, erfüllt dieses Ziel.
In Kapitel 2 wird der Ursprung der Industriellen Revolution bis zu der Gegenwart dargestellt. Kapitel 3 setzt sich mit dem Begriff „Industrie 4.0“ auseinander und erörtert dessen technologischen Inhalt. In Kapitel 4 wird die „Automatisierung“ verdeutlicht. Kapitel 5 setzt sich mit den Themen der vorherigen Kapitel auseinander, die Hausarbeit endet mit dem Fazit.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Die industriellen Revolutionen bis zur Gegenwart
2.1 Der Anfang der industriellen Revolution
2.2 Die Elektrifizierung, die zweite industrielle Revolution
2.3 Ursprung der Automatisierungstechnik, die dritte industrielle Revolution
3 Industrie 4.0 – Die Revolution der Gegenwart
3.1 Der Begriff „Industrie 4.0“
3.2 Methoden und neue Technologien im Fokus
3.2.1 IoT – Internet of Things
3.2.2 Cyber-Physische-Systeme (CPS)
3.2.3 Losgröße 1
4 Die „Automatisierung“
4.1 Beschreibung der „Automatisierung“
4.1.1 Automatisierungstechnik
4.1.2 Aktorik und Sensorik
4.2 Neueste Automatisierungslösung der „Industrie 4.0“
5 Kritische Diskussion und Fazit
Zielsetzung & Themen
Das Ziel der vorliegenden Hausarbeit ist es, moderne Automatisierungssysteme im Kontext der „Industrie 4.0“ zu präsentieren und die zugrunde liegende Ursache-Wirkungskette der technologischen Entwicklung zu erläutern.
- Historische Entwicklung der industriellen Revolutionen
- Grundlagen und Definition der „Industrie 4.0“
- Schlüsseltechnologien wie IoT und Cyber-Physische-Systeme
- Bedeutung der Automatisierungstechnik und Robotik
Auszug aus dem Buch
3.2.1 IoT – Internet of Things
Das „Internet of Things“ (Internet der Dinge) bildet ein Netzwerk für und mit allen intelligenten Objekten in der Welt, die in der Lage sind untereinander Informationen auszutauschen und zu kommunizieren. Spezifizierte Chips und Sensoren sind bereits in vielen Gegenständen und Geräten, die uns umgeben eingebaut. Sei es in Ampeln, Autos, Heizungen im Haus oder im Fitnessarmband, der Prozess beginnt damit, dass alle Geräte kontinuierlich Daten an die „Internet of Things“ Plattform senden. Das IoT sammelt diese Daten, analysiert sie und kann die wichtigsten Informationen auf Abruf wiedergeben. Eine Eingabe vom Menschen ist dabei nicht notwendig.
Erstmals wurde der Begriff „Internet of Things“ 1999 von dem Briten Kevin Ashton verwendet, mit seiner Vision des allgegenwärtigen Computereinsatzes. Mit der Industrie 4.0 realisiert sich dieser Gedanke immer weiter. Es wird zwischen dem IoT für Verbraucher und dem Nutzen des IoT in der Industrie unterschieden. In der Produktion werden die Maschinen, Systeme und Produkte mit Chips, Sensoren und Barcodes ausgestattet und miteinander vernetzt. Ständig abrufbare Daten und Informationen aus dem IoT vereinfachen Prozesse bei der Produktion, der Logistik oder der Qualitätssicherung. Laut einer Schätzung des „Business Insider Intelligence“ werden bis 2020 ca. 24 Milliarden Geräte mit dem IoT verbunden sein.
Der Nachteil des Internet of Things ist die Sicherheit von Daten. Jedes Gerät speichert nicht nur empfindliche persönliche Information über Individuen sondern auch unter anderem technische Daten und Statistiken von Firmen und Industrien. Datendiebstahl durch Hacker stellt eine große Gefahr da. Hochgerechnet auf die gesamte Industrie, beziffern Verband und Behörde den entstandenen Schaden auf 43 Milliarden Euro in den vergangenen beiden Jahren. Rund um die Welt sind im vergangenen Jahr durch Hackerangriffe nach Schätzungen rund 500 Milliarden Dollar Schaden entstanden.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Arbeit analysiert den technologischen Wandel hin zur Industrie 4.0 mit besonderem Fokus auf Automatisierungsprozesse und deren Auswirkungen.
2 Die industriellen Revolutionen bis zur Gegenwart: Ein Überblick über die historischen Meilensteine, von der ersten Mechanisierung über die Elektrifizierung bis zur dritten industriellen Revolution durch Elektronik und Informatik.
3 Industrie 4.0 – Die Revolution der Gegenwart: Erörterung der Begrifflichkeit Industrie 4.0 sowie der zentralen technologischen Enabler wie IoT, CPS und dem Trend zur Losgröße 1.
4 Die „Automatisierung“: Vertiefende Betrachtung der Automatisierungstechnik, ihrer Komponenten wie Sensorik und Aktorik sowie moderner Ansätze wie der Mensch-Roboter-Kollaboration.
5 Kritische Diskussion und Fazit: Eine abschließende Betrachtung der Chancen und Risiken moderner Automatisierung hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Arbeitsmarkt und Umwelt.
Schlüsselwörter
Industrie 4.0, Automatisierung, Internet of Things, IoT, Cyber-Physische-Systeme, CPS, Robotik, Mensch-Roboter-Kollaboration, Losgröße 1, Digitalisierung, Produktion, Sensorik, Aktorik, Effizienz, Vernetzung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, wie moderne Automatisierungssysteme als treibende Kraft (Enabler) die vierte industrielle Revolution, kurz Industrie 4.0, vorantreiben.
Welche zentralen Themenfelder werden bearbeitet?
Die zentralen Felder umfassen die historische Entwicklung der Industrie, die Grundlagen der Industrie 4.0, spezifische Technologien wie IoT und CPS sowie die Rolle der Automatisierungstechnik.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist es, moderne Automatisierungssysteme im Kontext der Industrie 4.0 zu präsentieren und die Ursache-Wirkungskette des technologischen Wandels verständlich zu erläutern.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer deskriptiven Analyse, die theoretische Grundlagen durch Fachliteratur erarbeitet und durch aktuelle Entwicklungen sowie Studienergebnisse ergänzt.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die technologische Entwicklung von der ersten industriellen Revolution bis heute, die Definition der Industrie 4.0 sowie eine detaillierte technische Analyse der Automatisierung und Robotik.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit charakterisieren?
Kernbegriffe sind Industrie 4.0, Automatisierung, IoT, Cyber-Physische-Systeme, Vernetzung und Produktion.
Welche Bedeutung hat das Konzept der „Losgröße 1“?
Losgröße 1 steht für die hochflexible Produktion individualisierter Produkte zu Kosten, die sonst nur in der Serienfertigung erreicht werden, was ein zentrales Ziel der Industrie 4.0 ist.
Welche ethischen oder sicherheitsrelevanten Bedenken werden thematisiert?
Die Arbeit adressiert insbesondere die Gefahren durch Cyber-Angriffe und Datendiebstahl sowie die Auswirkungen auf den Arbeitsmarkt durch den Ersatz menschlicher Arbeit.
Welche Rolle spielen Roboter in der Industrie 4.0 laut dem Autor?
Roboter agieren zunehmend als intelligente Assistenten, insbesondere in der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), wobei Sicherheitstechnologien wie „SafeInteraction“ eine entscheidende Rolle spielen.
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- Marwyn Koch (Autor), 2019, Moderne Automatisierungssysteme als Enabler der Industrie 4.0, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/917772
