Industrie 1.0 bis Industrie 4.0 – Industrie im Wandel der Zeit

Industrie 4.0

Nichts ist stetiger als der Wandel und dieser wird durch die ausgerufene Industrie 4.0 und der fortschreitenden Digitalisierung in der Industrie immer schneller. In jeder Branche und √ľber alle Fertigungsarten hinweg gilt es, die Vernetzung von Maschine, Mensch und Computer weiterzuentwickeln. In den letzten Jahren befindet sich die Industrie in einer spannenden Phase, die vergleichbar mit einem strategischen und technologischen Umbruch ist, und somit eine neue Epoche einleitet. Dieser Grundlagenartikel wurde von mehreren Schulb√ľchern lizenziert und abgedruckt, da er komprimiert die wesentlichen Entwicklungsphasen der Industrialisierung wiedergibt.

Die Politik kam auf die Idee, die 4. Revolution der industriellen Entwicklung in Kurzform Industrie 4.0 zu nennen.¬†Seither wird der stetige industrielle Umbruch von der Bundesregierung durch das Bundesministerium f√ľr Bildung und Forschung (BMBF) oder dem Bundesministerium f√ľr Wirtschaft und Klimaschutz (BMWI) begleitet. Viele Branchenverb√§nde wie beispielsweise der VDMA , der ZVEI oder die bitkom, die¬†der mittels Umsetzungsempfehlungen begleitet.

Von Industrie 1.0 bis Industrie 4.0

Vorab sei gesagt, dass man sich vor mehreren hundert Jahren keine Agenda gemacht hat, auf der Industrie 1.0, Industrie 2.0, Industrie 3.0 und jetzt Industrie 4.0 abzuhaken sind. In der R√ľckw√§rtsbetrachtung bietet es sich jedoch zur Vereinfachung an, die einzelnen Entwicklungsstufen vor der Industrie 4.0 zu versionieren. Somit l√§sst sich der industrielle Wandel in vier grob zu unterteilende Phasen gliedern ‚Äď von der Industrie 1.0 bis zur Industrie 4.0. Welche Entwicklungsphase, welche Weiterentwicklung, welcher Fortschritt l√§sst sich der jeweiligen Version (Industrie 1.0, Industrie 2.0, Industrie 3.0 und Industrie 4.0) zuordnen?

PDF-Angebot-Industrie 1.0 bis 4.0Hinweis: Unsere Berichte sind oft sehr ausf√ľhrlich. Daher bieten wir an¬†dieser Stelle¬†eine Zusendung des Artikels im PDF-Format zur sp√§teren Sichtung an. Nutzen Sie das Angebot um sich die Praxis-Impulse in Ruhe durchzulesen, Sie k√∂nnen hierf√ľr auch einfach auf das PDF-Symbol klicken.

Entwicklung zur Industrie 1.0

Industrie 1.0 WebstuhlDie erste Massenproduktion durch Maschinen – und damit die Industrie 1.0 – startete circa 1800. Die ersten Maschinen, z. B. Webst√ľhle, wurden durch menschliche Kraft betrieben. Mechanische Produktionsanlagen wurden errichtet und Maschinen durch Wasser- und Dampfkraft angetrieben.

Die Wasserkraft war die erste Prim√§renergie. Danach kamen die Dampfmaschinen zum Einsatz. In dieser Entwicklungsphase geh√∂rten zu den ersten Erfolgen der fr√ľhen Industrialisierung die ersten Eisenbahnen, der Kohleabbau, die Schwerindustrie, die Dampfschifffahrt, die Tuchherstellung, der Verkehr und Textildruck. Die Menschen erkannten fr√ľh, dass schon die erste industrielle Entwicklung neue Arbeitspl√§tze in den Fabrikhallen schaffte.

Ada Lovelace gilt u.a. Vorreiter der Industrie Revolution

Fotoquelle: von Margaret Sarah Carpenter – Art Work Details page. Original upload was at English wikipedia at en:File:Ada_Lovelace.jpg, Gemeinfrei

 

 

 

Schon im 19. Jahrhundert wurden die ersten Grundlagen f√ľr die sp√§ter folgende Industrie 3.0, die Computerarbeit, allerdings auf mechanischer Ebene entwickelt. Die britische Mathematikerin Ada Lovelace gilt, aufgrund ihres erstellten Programms f√ľr die Analytical Engine von Charles Babbage, als erste Programmiererin √ľberhaupt. F√ľr den nie fertig gestellten mechanischen Computer nahm ihre Arbeit wesentliche Aspekte sp√§terer Programmiersprachen vorweg (z. B. Unterprogramm oder Verzweigung).

 

 

 

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Die 2. industrielle Revolution –¬†Akkord und Flie√üband

Die Einf√ľhrung der Elektrizit√§t als Antriebskraft zum Ende des 19. Jahrhunderts war der Startschuss f√ľr die 2. industrielle Revolution (Industrie 2.0). Mit den ersten Automobilen ab dem fr√ľhen 20. Jahrhundert wurde die Arbeit in den Produktionshallen stetig weiter automatisiert. Die Fabrikhallen produzierten in Rekordzeit am Flie√üband und Motoren nahmen weitere Arbeit ab.

Kommunikationstechnik als Wegevorbereiter der Fabrik 4.0 In dieser Entwicklungsphase erfuhren auch die B√ľroarbeitspl√§tze eine Weiterentwicklung bei der Vernetzung und Kommunikation. Telefonate und Telegramme vereinfachten die Kommunikation, wodurch Arbeitsprozesse beschleunigt und vernetzt wurden. Doch die Bem√ľhungen, den Schriftverkehr zu vereinfachen, begannen schon 1714 mit Henry Mills Beschreibung einer Schreibmaschine, wof√ľr ein Patent erteilt wurde. Die erste Schreibmaschine war wohl ein im Jahr 1808 vom Italiener Pelligrino Turri hergestelltes Ger√§t, f√ľr die erblindete Gr√§fin Carolina Fantoni da Fivizzone. Vom Erfindergeist vorangetrieben folgten weitere Ger√§te wie das Schreibclavier von Karl Drais (1821) , die Schreibmaschinenmodelle aus Holz vom Tiroler Peter Mitterhofer (1864) oder die Schreibkugel von Malling Hansen (1865).

Erfolgsfaktoren in der zweiten Revolution waren die ersten Schritte der Globalisierung. Die Herstellung von Automobilen, Kleidung, Rohstoffe und Lebensmittel wurde automatisiert verarbeitet. Auch der Verkehr entwickelte sich weiter, indem erstmals √ľber Kontinente hinweg transportiert wurde. Die Luftfahrt nahm ihren Betrieb auf und die Weltmeere konnten per Schiff √ľberquert werden.

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Industrie 3.0 РComputer arbeiten 

Charles Babbage gilt ebenso als VordenkerDie dritte industrielle Revolution hatte seine Vordenker schon im 18. Jahrhundert. Charles Babbage gilt gemeinsam mit der bereits erwähnten Ada Lovelace mit seiner Analytical Engine als Vordenker des individuell programmierbaren Computers.

Den Entwicklungsarbeiten der Vordenker folgten die ersten funktionsf√§higen Ger√§te. Der deutsche Bauingenieur Konrad Ernst Otto Zuse entwickelte mit dem Z3 im Jahr 1941 den ersten funktionsf√§higen Computer der Welt – er war programmgesteuert, frei programmierbar und vollautomatisch. Mit der Vermietung des Z4 an die ETH in Z√ľrich handelte es sich im Jahr 1950 bei diesem Modell der Zuse KG um den ersten kommerziellen Computer, dem noch weitere folgten. Eine rasante Entwicklung begann und die Entwicklungszyklen wurden immer k√ľrzer.

Ab den 1970er Jahren startete die 3. industrielle Revolution. Hier standen die weitere Automatisierung und Vernetzung durch Elektronik und IT im Fokus. Nach den gro√üen Rechenmaschinen begr√ľndete nun der Personal-Computer f√ľr B√ľro und Haushalt einen neuen Industriezweig.

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Die Fabriken im Wandel – Industrie 4.0

Wir befinden uns in der Mitte der 4. industriellen Revolution, wenn es um die Theorien und Erkenntnisse greifbarer Weiterentwicklungen geht, eventuell sogar am Ende. In dieser Phase wird der Fokus auf die zunehmende Vernetzung und Digitalisierung fr√ľherer analoger Techniken und die Integration cyber-physischer Systeme gesetzt. L√§ngst wird in vielen Unternehmen nicht mehr auf Lager produziert, die Herstellung vieler Produkte erfolgt auf Nachfrage oder nach tats√§chlichem Bedarf. Produktionsprozesse mit Just-in-Time-Strategien konnten Dank der stetigen Weiterentwicklung in der Informationsverarbeitung und -Technik umgesetzt werden. Neben der immer vernetzter und schneller werdenden Fertigung konnten auch Umbr√ľche im Bereich des Umwelt- und Arbeitsschutzes gemacht werden.

Mensch, Maschine und ComputerIndustrie 4.0 lautet der Begriff f√ľr die moderne Technologie und Produktion im Zeitalter der digitalen Revolution und Vernetzung. Damit wird nicht nur die industrielle Entwicklung weiterer Technologien beschrieben, wie schon in den vergangenen zwei Jahrhunderten, sondern auch die ge√§nderte Produktionsprozesse und Arbeitswelt im globalen Zeitalter.

Die ‚ÄěInformatisierung‚Äú nimmt in der Industrie 4.0 konkretere Formen an. Klassische Industriezweige wie die Baubranche werden weiter digitalisiert, vernetzt und neue Kommunikationsformen geschaffen ‚Äď selbst Gebrauchsgegenst√§nde und Verpackungen sind durch Strichcodes ans Internet angeschlossen.

Auch auf Trends, Geschm√§cker und Bed√ľrfnisse des Absatzmarktes kann die Industrie 4.0 schneller und exakter reagieren. Eine gr√∂√üere Bandbreite an Modellen und Produktausf√ľhrungen wird ebenso schnell hergestellt, wie auf die rapiden Entwicklungen des Marktes reagiert. Und neue digitale Fabriken produzieren bei Bedarf bezahlbare Einzelst√ľcke ohne Einbu√üen.

Einf√ľhrungsstrategie Industrie 4.0:¬†Es gibt mehrere M√∂glichkeiten und L√∂sungsans√§tze auf den Weg zur vernetzten Produktion. Oft verwendet wird die Einf√ľhrungsstrategie, bzw. die Simulation einer Fertigung mit der Lo√ügr√∂√üe 1. Dieses Ziel stellt oft die gesamte Produktion auf den Kopf, zeigt Herausforderungen und Grenzen auf, anhand deren die einzelnen Produktionsprozesse effizienter und flexibler gestaltet werden k√∂nnen. L√∂sungsans√§tze sind auf unterschiedlichen Ebenen zu suchen und zu finden, auf den Ebenen Maschinen, Daten, Prozesse und auf der Mitarbeiterebene. Gleichzeitig erm√∂glicht die simulative Suche nach neuen L√∂sungsans√§tzen die Chance sowohl Risiken als auch Kostensenkungspotenziale der Prozessen zu entdecken.

Industrie der Zukunft

Wenige Wochen nachdem die Industrie 4.0 ausgerufen wurde, kursierte schon die Industrie 5.0 im Markt als weiterer Marketingbegriff. Dies lag vor allem daran, dass zu Beginn die Definition und die Idee der Industrie 4.0 nicht pr√§zise genug kommuniziert wurde. Zwischenzeitlich wurde im Rahmen der Wirtschaftskommikation, u.a. durch die Verb√§nde VDMA, ZVEI, bitkom und dem BMBF, viel Informationsarbeit durchgef√ľhrt, so dass der zwischenzeitlich aufgekommene neue Marketingbegriff, die Industrie 5.0, auch aufgrund der nicht vorhandenen Glaubw√ľrdigkeit, verstummte.

Industrie der ZukunftDie Industrie 4.0 wird mittlerweile im Markt als √Ėkosystem verstanden, indem unterschiedliche Marktplayer, Dienstleister, Unternehmen, Bauteile, Komponenten, Technologien und Institutionen aufgrund der gemeinsamen Vision, die digitale Transformationen und somit die Digitalisierung in der Industrie vorantreiben.¬† Strenggenommen handelt es sich dabei um mehrere √Ėkosysteme, die sich aufgrund der Marktdynamik zu immer komplexer werdenden Netzwerken entwickeln, wodurch aber auch Fortschritte und Innovationen f√ľr die Industrie entstehen.

Begleitend setzt sich das Bundesministerium f√ľr Bildung und Forschung (BMBF) mit einer Forschungsagenda aktiv ein, um zukunftsweisende Projekte zu initiieren. Das Ziel des Bundesforschungsministeriums ist es durch diese F√∂rderung,¬† die Souver√§nit√§t und den Ruf Deutschlands in Forschung und Entwicklung aufrecht zu erhalten. Die Forschungsagenda des BMBF adressiert die Herausforderungen und Chancen der aktuellen und bevorstehenden digitalen Revolution, in welcher Technologien, Daten und Prozesse im Sinne einer vernetzten Produktion, in Einklang gebracht werden sollen.

Industrie 4.0 hat sich von einem anf√§nglichen Marketingbegriff, als Vision zu einer Agenda entwickelt. So sind seit der Bekanntmachung des Marketingbegriffs viele Umbr√ľche positiv beeinflusst worden. Im Bereich der Kommunikationstechnologien wurde als Mobilfunkstandard die¬†5G-Technologie¬†vorangetrieben, um die Wirtschaftskommunikation und digitale Sicherheit auf ein neues Level zu bringen. Neue Gesch√§ftsmodelle sind entstanden und werden z.B. im Bereich¬†Predictive Maintenance¬†schon vermarktet.

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