3 Fragen an Georg von Wichert zu den Perspektiven technologischer Entwicklung (Themenfeld 2/ Themenfelder Industrie 4.0)

Dr. Georg von Wichert, Siemens AG

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München, 02. April 2024

1. Grundlegend für die Fortentwicklung von Industrie 4.0 ist die weitere Erforschung und Anwendung bestehender und neuer Technologien. Welche Schlüsseltechnologien sehen sie für die erfolgreiche Gestaltung von Industrie 4.0 als zentrale Befähiger bzw. Treiber an und welche Rolle spielt dabei auch die Künstliche Intelligenz?

Die erfolgreiche Gestaltung und Umsetzung von Industrie 4.0 hängt wesentlich von der Weiterentwicklung und Anwendung einer Reihe von Schlüsseltechnologien ab, unter denen die Künstliche Intelligenz eine zentrale Rolle spielt. KI ermöglicht es, komplexe Datenmengen zu analysieren, Muster zu erkennen und Entscheidungen in Echtzeit zu treffen, was für die Optimierung von Produktionsprozessen, Predictive Maintenance und Qualitätssicherung unerlässlich ist. Darüber hinaus sind Technologien wie das Internet der Dinge, Robotik, Simulation/Digitale Zwillinge und deren Integration im Industrial Metaverse entscheidend für die Schaffung einer vernetzten, intelligenten Produktionsumgebung. Sie ermöglichen es, Produktionsprozesse zu überwachen, zu steuern und zu optimieren, wodurch Effizienz und Produktivität gesteigert werden.

2. Der Aufbruch von teils starren, linearen Wertschöpfungsketten in neugestaltete, dynamische Produktions- bzw. Wertschöpfungsnetzwerke erfordert den multilateralen Datenaustausch verschiedenster Akteure in digitalen Ökosystemen. Wie können über Datenräume die Interaktionspotenziale verschiedener Stakeholder im Industrie 4.0-Kontext gehoben und Synergien realisiert werden?

Der Übergang zu dynamischen Produktions- und Wertschöpfungsnetzwerken erfordert einen sicheren und effizienten Datenaustausch zwischen einer Vielzahl von Akteuren. Souveräne Datenräume bieten die notwendige Infrastruktur für diesen Austausch, indem sie Datenschutz, Datensicherheit und die Einhaltung von Standards gewährleisten. Durch die Gewährleistung eines solchen Datenaustausches können Unternehmen Synergien realisieren, Innovationszyklen beschleunigen und neue Geschäftsmodelle entwickeln. Die Schaffung und Nutzung dieser Datenräume erfordern eine enge Zusammenarbeit zwischen Industrie, Wissenschaft und Politik, um gemeinsame Standards und Rahmenbedingungen zu entwickeln.

3. Steigende Volatilität und Komplexität in den Zukunftsmärkten setzten ein hohes Maß an Innovation und Flexibilität der Fertigungstechnologien voraus. Welche FuE-Aktivitäten sind zu Ausgestaltung von Produktionssystemen und Systemarchitekturen notwendig, um Nachhaltigkeit, Flexibilität und Wirtschaftlichkeit zu vereinen?

Angesichts der steigenden Volatilität und Komplexität in den Zukunftsmärkten müssen Forschung und Entwicklung darauf abzielen, Produktionssysteme zu schaffen, die gleichzeitig nachhaltig, flexibel und wirtschaftlich sind. Dies umfasst die Entwicklung von Technologien und Prozessen, die eine schnelle Anpassung der Produktion an veränderte Rahmenbedingungen und Kundenanforderungen ermöglichen. Konkret bedeutet dies die Erforschung und Entwicklung in Bereichen wie Industrial AI und Robotik sowie bei fortschrittlicher Sensorik und Aktorik. Ferner bedarf es Weiterentwicklungen bei Kommunikations- und Computingtechnologien für effiziente Vernetzung und Verarbeitung großer Datenmangen beispielsweise für das Machine Learning. Schließlich ist die Integration biologischer Prinzipien in technische Systeme vielversprechend. Anhaltende FuE-Aktivitäten in diesem Bereich sind entscheidend, um die Grundlagen für eine nachhaltige, resiliente und wettbewerbsfähige Industrie zu legen und zu pflegen.

Die Publikation des Forschungsbeirats Industrie 4.0 „Themenfelder Industrie 4.0 (2. überarbeitete Fassung)“ vertieft diese Themen. Die Publikation finden Sie hier.