IoT, IIoT und Industrie 4.0 – was ist das❓

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IoT & Industry 4.0

Was ist IIoT und Industrie 4.0?

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IoTIm (industriellen) Internet der Dinge (I)IoT sollen Produktionsprozesse, Lieferketten, Geschäftsabläufe, Dienstleistungen und Produktlebenszyklen effizient, anpassungsfähig und transparent gestaltet- und individuelle Kundenbedürfnisse exakt berücksichtigt werden. Nicht ohne Grund spricht man in diesem Zusammenhang von einer vierten (industriellen) Revolution. Was ist (I)IoT eigentlich genau? Welche Rolle spielt es im Zusammenhang mit Industrie 4.0 und welche Auswirkungen hat all dies auf Ihre Geschäftsabläufe?
Ein Überblick.

Das Zusammenspiel von IIoT und Industrie 4.0

Drei Revolutionen hat die industrielle Entwicklung der letzten knapp 200 Jahre schon gesehen:

  • Die erste, aus der durch den Einsatz von Maschinen, die bereits Mitte des 18. Jahrhunderts ihre Anfänge nahm, erst die industrielle Produktion entstand.
  • Die zweite, die durch Nutzung von Elektrizität und organisatorischer Maßnahmen eine Massenproduktion seit Ende des 19. Jahrhunderts ermöglichte und
  • Drittens, die Entwicklung des Computers, die mit Zuses Z3 im Jahr 1941 begann und über Automatisierung und Robotik einen weiteren Wendepunkt in der uns bekannten Produktionsweise einleitete.

Durch das Aufkommen und Verbreitung des Internet im Zusammenspiel mit der zunehmenden Rechenleistung stehen wir seit einigen Jahren am Anfang einer neuen industriellen Transformation. Von dieser wird, wie schon durch die drei vorherigen, eine revolutionäre Erneuerung erwartet. Diese wird durch eine flächendeckende Digitalisierung und Vernetzung über das Internet sogenannte cyber-physische Systeme als Basis der Industrie 4.0 hervorbringen. Solche Systeme können, mit maschineller Intelligenz ausgestattet oder erweitert, autonom entscheiden und Aktionen ausführen. Basis dieser Entwicklung ist eine entsprechende Vernetzung dieser digitalen Welten in einem erweiterten Internet der Dienste und Dinge.

IoT
Vier industrielle Revolutionen führen zum Internet der Dinge

Was ist IoT?

Durch das Internet of Things (dt. Internet der Dinge) werden physische und virtuelle Objekte miteinander vernetzt, sodass sie durch Informations- und Kommunikationstechniken miteinander interagieren und zusammenarbeiten können. Eine weitere wesentliche Komponente ist die menschliche Interaktion mit diesen vernetzten physischen und virtuellen Gegenständen.

Was ist IIoT?

Das sogenannte Industrial Internet of Things – IIoT (dt. industrielle Internet der Dinge) bildet die Vernetzung dieser Systeme. Von kleinen Geräten über kooperierende Robotersysteme, bis hin zu ganzen Fabriken, können diese, eingebettet in unternehmensübergreifende Geschäftsprozesse, in einer Maschinensprache miteinander kommunizieren. Im Industrial Internet of Things entstehen um vernetzte Produkte, Geräte und Maschinen herum neue Services und Geschäftsmodelle. Hierfür werden neue IT-Landschaften aufgebaut, die die Architektur, Fähigkeiten und Leistungen von Systemen bis hin zu Unternehmen und Ökosystemen digitalisieren und stark verändern. Edge Devices, IoT-Plattformen und Data Hub Umgebungen bilden das Rückgrat durchgehend vernetzter digitaler Wertschöpfungsketten.

Was ist Industrie 4.0?

Der Begriff Industrie 4.0 ist ein Zukunftsbild der Produktion, welches heute nicht exakt beschrieben werden kann. Wie radikal Cyber-Physische Systeme unsere Welt und Industrie verändern werden, liegt in der Gestaltungsfähigkeit vieler Akteure, nicht nur technischer Anbieter und Anwender.

Die Vorteile von Industrie 4.0 liegen in den

  • Möglichkeiten dezentraler Optimierung und Individualisierung sowie
  • Transparenz von Prozessen und durch die Vernetzung dieser auch einer

Optimierung gesamter Wertschöpfungsnetzwerke.

Die Rolle von Daten- und Prozessintegration auf dem Weg zu Industrie 4.0

Um diese Produktivität zu erreichen, sind jedoch neue Formen der Interaktion und Zusammenarbeit nötig, die durch eine zunehmende Digitalisierung und Vernetzung der ganzen Produktion ermöglicht wird. Hierbei stellt die Daten- und Prozessintegration für das IIoT eine wesentliche Herausforderung dar.

Grundvoraussetzung für die Transformation hin zu Industrie 4.0 ist das IT-basierte automatisierte Zusammenspiel aller (technischen) Systeme, Anwendungen, Dienste und Dinge eines Unternehmens.

Infografik
Industrie 4.0 – das IT-basierte automatisierte Zusammenspiel von Systemen, Anwendungen, Diensten und Dingen.

Dies gilt für interne Unternehmensprozesse ebenso wie für Verbindungen zu externen Geschäftspartnern. Immer mehr Datennutzer und -erzeuger werden Teil des Produktlebenszyklus und erfordern fach- und unternehmensübergreifende Integrationslösungen. Seit einigen Jahren wird konkret an der Umsetzung dieser Transformation gearbeitet, was Auswirkungen auf Produkte und Prozesse hat. Welches Potenzial IIoT hat, Abläufe einfacher und effizienter zu gestalten und welche Möglichkeiten sich hierdurch für neue Geschäftsmodelle bieten, zeigen folgende Beispiele:

So verändert IIoT Geschäftsprozesse

ProduktentwicklungDurch den digitalen Zwilling als Abbildung sich im Einsatz befindlicher Produkte wird die Effizienz kundenbezogener Produktentwicklung massiv erhöht. So werden Anforderungen aus dem gesamten Produktlebenszyklus erfasst. Angefangen von Produktdesign über die Produktentstehung bis hin zu Instandhaltung, Service und Modernisierung von Produkten und Systemen sind Kunden, aber auch Lieferanten und Partner kontinuierlich in den Prozess zur Sicherstellung von Qualität und Verfügbarkeit integriert.
ProduktionDie Herstellung von Produkten richtet sich noch stärker nach den Kundenbedürfnissen, gleichzeitig führt die zunehmende Komplexität der Produkte zu gleichermaßen komplexen Planungs- und Produktionsprozessen. Die enge Zusammenarbeit während der Produktionsplanungszyklen mit (Betriebsmittel-)Lieferanten als Lösungsanbieter weitet sich auf die Prozesse der Ausführung/Anpassung und Instandhaltung aus. Dies erfordert durchgängigen, informationstechnisch unterstützten Datenaustausch, auch während der laufenden Produktion.
LogistikIn der Logistik erhöhen sich dieAnforderungen an Transparenz und Anpassungsfähigkeit. Um die zentralen Aufgaben (richtiges Produkt, in richtiger Menge, am richtigen Ort, zur richtigen Zeit) weiterhin erfüllen zu können, wird sich die Logistik noch stärker in die gesamte Wertschöpfungskette integrieren und sich zu einer serviceorientierten „Logistics on Demand“ wandeln.
Services/After SalesDer klassische Verkauf von selbst gefertigten Produkten wird zunehmend durch neue, lösungsgetriebene Dienstleistungsgeschäftsmodelle im Umfeld und auf Basis von Sachgütern abgelöst. Die angebotenen Services bilden ein Ökosystem, in dem Produkte innerhalb einer Wertschöpfungskette Daten bereitstellen und Services beziehen. Investitionskosten verlagern sich auf kontinuierliche Gebühren, die auf nutzenorientierten Messgrößen basieren.
Marketing/VertriebDurch die Verschmelzung einzelner Prozesse zu einer personalisierten, durchgehenden und digitalen Kauferfahrung wird ein Mehrwert geschaffen, der den Kunden frühzeitig an das Unternehmen bindet und den Mittelpunkt des unternehmerischen Handelns bildet. Marketing und Vertrieb sind für die Ausrichtung dieser Prozesse verantwortlich, um den Kunden aktiv auf seinem Weg zur Kaufentscheidung zu begleiten und die systematische Erfassung und Erfüllung von Kundenanforderungen zu sichern.

Auf dem Weg zu Industrie 4.0 müssen Unternehmen ihre Informationssysteme aufrüsten, um für die Veränderungen in den Geschäftsprozessen gewappnet zu sein. Von zentraler Bedeutung sind Integrationsplattformen um die Potenziale des (I)IoT für Geschäftsprozesse zu erschließen und die Integrationsbasis für neue digitale Services und Geschäftsmodelle bereitzustellen.

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Über den Autor:

Viktor Schubert ist Produktmanager für IoT/Industrie 4.0 bei der SEEBURGER AG und seit über 10 Jahren im Bereich Daten- und Prozessmanagement (B2B/PLM/MES) tätig. Er ist im DIN-Normenausschuss Maschinenbau (NAM) sowie in Arbeitskreisen des VDMA aktiv und wirkt in der Standardisierung und Entwicklung dieser Bereiche im Umfeld »Industrie 4.0« mit.

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