„Der Grundsatz von Industrie 4.0, anstelle von Massenprodukten hochautomatisiert individualisierte Erzeugnisse zu fertigen, ist in vielen Branchen attraktiv und in einigen sogar unabdingbar – zum Beispiel bei der Erzeugung Patienten-individueller Medikamente. Zur Beantwortung der Fragen, was Industrie 4.0 technisch, organisatorisch und betriebswirtschaftlich bedeutet, wie eine entsprechende Lösung beschaffen sein muss und in welchen Schritten diese umgesetzt werden soll, sind weitere wissenschaftliche Arbeiten erforderlich.“
Prof. Peter Liggesmeyer
TU Kaiserslautern/Fraunhofer IESE
„Industrie 4.0 ist im Bewusstsein vieler Unternehmen angekommen, aber noch lange nicht auf dem Shopfloor. Während ihre grundlegenden Prinzipien weithin verstanden sind, müssen viele Aspekte zu deren erfolgreicher Umsetzung noch erforscht werden. Der Forschungsbeirat ist hierzu ein wichtiger Ideen- und Impulsgeber. Wir dürfen den Schwung bei Industrie 4.0 nicht verlieren!“
„Industrie 4.0 ist für mich der größte Hebel, um eine Entkopplung von Wohlstand und Ressourcenverbrauch zu erreichen. Industrie 4.0 schafft Transparenz und Transparenz brauchen wir, um lineare Ressourcen-effizienz zu erreichen, wie zum Beispiel eine Co2-Bilanzierung in unserer Lieferkette. Das ist die Basis für den großen Schritt in Richtung zirkulärer Wert-schöpfung.“
Prof. Gisela Lanza, Karlsruher Institut für Technologie
„Mit Industrie 4.0 schaffen wir die Grundlage für den zukünftigen Markterfolg.
Die digitale Vernetzung und der sichere Umgang mit schützenswerten Daten sind dabei wichtige Enabler für notwendige Geschäftsmodellinnovationen in unserer volatilen Welt. Zukünftig werden im Sinne von ‘Everything-as-a-Service (XaaS)‘ nicht mehr nur einzelne Produktionsmaschinen, sondern komplette Fabriken und ganze Wertschöpfungsketten automatisiert und sicher aus der Ferne betrieben werden müssen.
Viele über Jahre etablierte und bis dahin erfolgreiche Geschäftsmodelle funktionieren in diesem Szenario aber nicht mehr ausreichend. Ein Wandel wird notwendig. (CAPEX zu OPEX mit Pay per X Monetarisierungs-Modellen). Die damit verbundenen Anforderungen an Skalierung, Resilienz, Flexibilität und Wandelbarkeit bei gleichzeitig höchster Wirtschaftlichkeit schaffen eine neue Stufe der Komplexität. Diese lässt sich nur durch die konsequente Zusammenarbeit von Industrie und Wissenschaft nach den Prinzipien von Open Innovation meistern. Der Forschungsbeirat ist dafür der technologische Wegbereiter und liefert die notwendigen Impulse und Expertisen.“
„Im Rahmen der Industrie 4.0 Initiative schaffen wir die Voraussetzungen für einen Wettbewerbsvorteil Deutschlands auf technischer und informationstechnologischer Ebene. Daraus können neue Geschäftsmodelle und die Stärkung bestehender Geschäftsmodelle entstehen. Ein besonders wichtiges Element ist dabei die Befähigung der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in allen Bereichen, um die Möglichkeiten voll ausschöpfen zu können. Die Forschung konzentriert sich hier u.a. auf die Fragen, welchen neuen Anforderungen und Veränderungsprozessen sich die Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer stellen müssen und wie wir sie dabei menschenzentriert, kompetenzorientiert, situativ angepasst und individuell am Besten aus- und weiterbilden können.“
Prof. Thomas Schildhauer, Alexander von Humboldt Institut für Internet und Gesellschaft
„Die Digitalisierung ist im Rahmen der Industrie 4.0 weit vorangeschritten. Jetzt gilt es eine wirksame Vernetzung der digitalen Daten zu realisieren und mit AI prädiktiv bis hin zu kollaborativ zu gestalten. Die smarte Maxime ist hier, Probleme zu lösen, bevor sie auftreten, um Entscheidungsträger zu entlasten. Industrie 4.0. ist keine Blaupause, sondern muss individuell im Unternehmen entwickelt werden. Jeder Entwicklung gemein ist das Ziel, eine prädiktive bis hin zu kollaborativer industrielle Architektur zu realisieren. Mit der Steigerung der konventionellen Performance ist es in der heutigen Zeit nicht getan. Vielmehr gilt es, den steigenden Materialkosten und der Rohstoffknappheit zu begegnen. Dies, besonders um die Dekarbonisierung von Produkten und Produktionsprozessen voranzutreiben, um unseren Beitrag zur Erreichung der weltweiten Klimaziele zu leisten.
Wir bei Airbus, Mitglied einer hochtechnologischen Industrie, gehen hier mit Pioniergeist voran. Für uns enden diese Bemühungen nicht an den Werkstoren, sondern gehen weit in die Wertschöpfungskette hinein, gemeinsam mit unseren Kunden, Lieferanten und Dienstleistern.“
„Von der Digitalen Transformation sind bereits heute alle Lebensbereiche betroffen. Wir sind schon jetzt weitgehend vernetzt. Ob im Gesundheitsbereich, in der Mobilität, im Wohnen oder der Ernährung … es gibt eigentlich keinen Bedürfnis-Bereich, der von der Kommunikation der einzelnen Systeme in Echtzeit und dem maschinellen Lernen ausgeschlossen ist. Industrie 4.0 trifft als Begriff somit die Entwicklung nicht exakt. Wir müssten eigentlich von Wirtschaft 4.0 oder sogar Gesellschaft 4.0 sprechen. Für die Verbraucher ist dies ein Prozess, der enorme Auswirkungen haben wird. In den Innenstädten verschwindet der klassische Einzelhandel bereits nach und nach, auch Bankfilialen gibt es immer weniger insbesondere im ländlichen Raum. Genauso werden wir auch starke Veränderungen in der klassischen Wertschöpfung sehen. Auftragsabwicklungsprozesse werden komplett bis herunter auf den Shopfloor und bis zu den Lieferanten automatisiert. Mit dem Ergebnis, dass die Verbraucher hoch individualisierte Produkte innerhalb von Stunden beziehen können. Auswahl, Transparenz, Verfügbarkeit und vor allem Geschwindigkeit wird ein völlig neues Niveau erreichen und damit wird sich das Konsumverhalten ebenfalls massiv ändern. Persönlich hoffe ich, dass sich dies auch positiv auf die Nachhaltigkeit auswirken wird. Deshalb ist mir die Arbeit im Forschungsbeirat auch so wichtig.“
Prof. Thomas Bauernhansl, Universität Stuttgart und Fraunhofer IPA
„Mit Industrie 4.0 durchlebt die industrielle Wertschöpfung die größte Transformation ihrer Geschichte. Digitalisierung, Automatisierung und künstliche Intelligenz haben bereits vielerorts Einzug in die Fabriken gehalten. Sie steigern die Ressourceneffizienz und ermöglichen neue Geschäftsmodelle wie nutzungsbasierte Preismodelle (pay-per-use).
In der Vergangenheit lag der Fokus von Industrie 4.0 auf den einzelnen Unternehmen und ihren unmittelbaren Zulieferern und Kunden. Aufgrund des gesellschaftlichen Wandels und der geopolitischen Lage wird dies in Zukunft nicht mehr ausreichen. Unternehmen werden viel enger kooperieren und sich zu offenen Netzwerken zusammenschließen, um gemeinsam resilienter gegenüber Störungen in den Liefernetzwerken zu werden. Ferner wird es für den Unternehmenserfolg zunehmend wichtig, dass Unternehmen ihrer Verantwortung für nachhaltiges Handeln in den Bereichen Umwelt, Soziales und Unternehmensführung nachkommen. In all diesen Bereichen wird Industrie 4.0 einen entscheiden Beitrag leisten, indem sie die notwendige Transparenz schafft und einen schnellen Informationsaustausch ermöglicht.
Der Forschungsbeirat adressiert diese neuen Herausforderungen bereits in seinen Veröffentlichungen und leistet so einen wichtigen Beitrag zur Gestaltung von Forschung und Entwicklung im Umfeld von Industrie 4.0.“
„Industrie 4.0 wird in den Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus bereits seit einigen Jahren gelebt. Ob Großkonzerne oder innovative mittelständische Unternehmen – die Digitalisierung der Produktion und der Dienstleistungen sind zentrale Herausforderungen. Dabei geht es nicht nur um die erfolgreiche Einführung neuer digitaler Technologien. Vielmehr erfordert Industrie 4.0 Veränderungen auf allen Unternehmens-ebenen und muss über die gesamte Wertschöpfungs-kette hinweg erfolgen. Dafür brauchen insbesondere kleine und mittlere Unternehmen Unterstützung, z.B. bei der Einführung von KI-Technologien. Es bleibt ein weites Feld für die zukünftigen Aktivitäten des Forschungs-beirats Industrie 4.0.“
Dietmar Goericke, VDMA – Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V.
„Der Wandel zur Industrie 4.0 wirft eine Fülle von Rechtsfragen auf. Einige von ihnen schließen an die rechtlichen Probleme früherer soziotechnischer Innovationen an, erscheinen aber wie unter einem Brennglas in neuem Licht. Ein Beispiel hierfür ist der Datenschutz, der früher in dem betrieblichen Hallenboden keine große Rolle spielte – aber hochrelevant wird, sobald cyberphysische Systeme nicht nur ihren eigenen Zustand, sondern auch die Fähigkeiten, das Verhalten und die Kommunikation von Beschäftigten protokollieren können. Andere Rechtsfragen sind grundlegender Natur, weil sie an Paradigmenwechsel im Wirtschaftssystem anknüpfen, die mit der vierten industriellen Revolution verbunden sind. Beispiele bilden die rechtlichen Herausforderungen der datengetriebenen Wirtschaft, der M2M-Kommunikation und der sich ausbreitenden Wertschöpfungsnetzwerke. Beide Bereiche bedürfen intensiver rechtswissenschaftlicher Analyse, aber die übergreifende Klammer ist stets die rechtskonforme Technikgestaltung: Statt lediglich auf die Einhaltung rechtlicher Regeln zu vertrauen, müssen technisch-organisatorische Prozesse unter Berücksichtigung rechtlicher Anforderungen und potentieller rechtlicher Konflikte designed werden.“
Prof. Wolfgang Nebel OFFIS – Institut für Informatik & Universität Oldenburg
„Die Komplexität industrieller Produkte bedingt nie dagewesene Abhängigkeiten in ihrer Herstellung. Diese erfordern innerhalb eines Unternehmens wie auch über Wertschöpfungsnetzwerke hinweg einen zuverlässigen und vertrauensvollen Austausch und Abgleich von Daten. Industrie 4.0 entwickelt dieses datengetriebene Produktions- und Wertschöpfungsmodell und seine Operationalisierung ganzheitlich von der Managementebene bis zum Shopfloor. Die zu bewältigenden Aufgaben bieten enorme Chancen, stellen die Unternehmen wie auch die Forschung aber auch vor gewaltige Herausforderungen, die nur durch konzertierte Anstrengungen der Wirtschaft und der Wissenschaft gelöst werden können. Der Forschungsbeirat ist das Bindeglied zwischen beiden.“
Prof. Jürgen Gausemeier Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn
„Industrie 4.0 zielt auf Innovationen von Produktions-systemen und Wertschöpfungsnetzen ab, nimmt aber auch Innovationen von Produkten und Dienstleistungen in den Blick. Es entstehen komplexe technische bzw. soziotechnische Systeme, die hohen Anforderungen insbesondere an Nachhaltigkeit und Verlässlichkeit (Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Vertraulich-keit) erfüllen müssen. Deutschland hat den Anspruch, solche Systeme schnell und sicher zum Markterfolg zu bringen. Das erfordert mehr denn je Systemgestaltungs-kompetenz, aber auch innovationsförderliche Rahmen-bedingungen, wie eine adäquate Fachkräftebasis und technologische Souveränität. Das Leitbild Industrie 4.0 kann nur dann Wirklichkeit werden, wenn wir das als Systemgestaltungsherausforderung sehen, der mit dem Ansatz Advanced Systems Engineering (ASE) wirkungsvoll begegnet werden kann.“
Prof. Hartmut Hirsch-Kreinsen Technische Universität Dortmund
„Aus sozialwissenschaftlicher Sicht sind zwei gesellschaftspolitische Konsequenzen des inzwischen über zehnjährigen Diskurses über die Vision Industrie 4.0 besonders positiv hervorzuheben: Zum einen hat er die enorme wirtschaftsstrukturelle Bedeutung des industriellen Sektors für Deutschland und auch für Europa insgesamt unterstrichen und es werden mit dieser Vision bis heute zukunftsweisende und insbesondere auch ressourcenschonende Innovations-perspektiven für die Industrie eröffnet. Zum zweiten hat Industrie 4.0 die lange in Vergessenheit geratene Frage nach der Zukunft von Industriearbeit erneut und nachdrücklich auf die politische Agenda gesetzt. Auszugehen ist dabei davon, dass sich mit Industrie 4.0 keineswegs automatisch eindeutige – negative oder positive – Folgen für Jobs und Qualifikationen verbinden. Vielmehr eröffnet Industrie 4.0 weite Gestaltungsspielräume für Arbeit, die für ihre qualifikations- und humanorientierte Gestaltung genutzt werden können und sollten. Zudem kann mit einem solchen Gestaltungsansatz die Attraktivität von Industriearbeit gesteigert und damit dem drängenden demographischen Problem der Fachkräfteknappheit entgegengewirkt werden.“
Dr.-Ing. Ursula Frank, Beckhoff Automation GmbH & Co. KG
„Industrie 4.0 ist der maßgebliche Ideen- und Technologietreiber hin zu Wertschöpfungsnetzen. Digitalisierung, Kommunikation, Datenanalysen und maschinelles Lernen schaffen neue Produktions- und Arbeitswelten.
So können Produkte bis hin zur Losgröße 1 effizient und ressourcenschonend entwickelt, hergestellt sowie vermarktet werden. Die Verknüpfung von Produkten mit Dienstleistungen ermöglicht darüber hinaus neue, zukunftsfähige Geschäftsmodelle. Industrie 4.0 bietet jedoch noch vieles mehr zur Begegnung der Bedürfnisse von Gesellschaft und zur Erhaltung einer lebenswerten Umwelt – diese Potenziale gilt es mit weiteren Ideen und Tatkraft zu erschließen.“
„Cyber-physische Systeme verändern den gesamten Lebenszyklus von Produkten und Systemen.
Das betrifft deren Entwicklung, also das Thema Systems Engineering, wo Softwaresysteme in zweifacher Hinsicht zentrale Bedeutung bekommen: Als entscheidender Bestandteil der Produkte selbst mit einem unglaublichen Potential neue, innovative Funktionen zu realisieren, auch durch die Vernetzung und den Datenaustausch der Produkte mit anderen und durch eine immer stärkere Virtualisierung des Entwicklungs-prozesses, was auch als Grundlage dienen kann für die datenbasierte Produktion unter Verwendung von digitalen Zwillingen und auch für die weitere Einbindung der Produkte im Markt in einen umfassenden Dienstleistungs- und Weiter-entwicklungsprozess. Dies ermöglicht eine intensive Interaktion zwischen Entwicklung, Produktion und Nutzung, was zu völlig anderen Produktlebenszyklen von der Entwicklung bis zur Entsorgung führt und letztlich auch einer zirkulären Wirtschaft den Weg bereitet.“
Prof. Alexander Fay Helmut-Schmidt-Universität/ Universität der Bundeswehr Hamburg
„Mit zahlreichen Forschungsarbeiten zu Industrie 4.0 wurde aufgezeigt, wie die Digitalisierung von Produktion und Logistik Ressourcen sparen und Effizienz erhöhen kann. Aktuell finden umfangreiche Initiativen statt, um diese Erkenntnisse in die Fläche zu bringen und insbesondere auch kleinere Unternehmen zu befähigen, Prozesse zu digitalisieren und damit zu profitieren. Die Realisierung von Industrie 4.0 braucht aber einen langen Atem und ist noch lange nicht vollendet. Es bedarf weiterer gemeinsamer Anstrengungen von Wirtschaft und Wissenschaft, Verbänden und Politik. Die Hemmnisse liegen zum Teil in den Unternehmen selbst, zum Teil aber auch im Umfeld.“
„Blicken wir in den Rückspiegel, sehen wir 10 erfolgreiche Jahre Industrie 4.0 mit der Schaffung einer globalen Marke. Industrie 4.0 hat die Digitalisierung in die Fabriken gebracht und die Vision der flexiblen und vernetzen Produktion schrittweise Realität werden lassen. Für die Zukunft stellen sich weitere Forschungs-fragestellungen: Wie funktionieren Nachhaltigkeit in all Ihren Facetten und eine wettbewerbsfähige Industrie zusammen? Wie schaffen wir in der Industrie Klimaneutralität und forcieren die Kreislaufwirtschaft? Dafür werden wir weitere Technologien entwickeln, Datenräume schaffen, KI-Verfahren einsetzen und globale Standards vorantreiben – es gilt angewandte Forschung für eine nachhaltige Industrie zu gestalten, die ihren gesellschaftlichen Beitrag leistet!“
„Industrie 4.0 ermöglicht Nachhaltigkeit auf betrieblicher und technischer Ebene. Die Kombination von Digitalisierung, Automatisierung und Methoden der modernen KI wird für die produzierende Industrie neue Wege eröffnen. Autonome, optimierte Wertschöpfungs-prozesse in Design und Engineering, in der Produktion, im Rahmen der Lieferketten sowie in Serviceprozessen tragen sowohl zur Ressourceneffizienz als auch zu steigender Produktivität bei. Dies eröffnet neue Geschäftsmöglichkeiten für Unternehmen und trägt auch aus wirtschaftlicher Sicht zur Nachhaltigkeit bei. Neue Technologien und Innovationen müssen auf Klimaneutralität zielen und bei der Transformation der Wirtschaft helfen – für unsere Kunden, unsere Mitarbeiter und die Gesellschaft.“
„Florierende Industrien sind das Fundament erfolgreicher Volkswirtschaften. Industrie schafft Wohlstand. Aber dieser wichtige Wirtschaftszweig muss sich wandeln: „flexibler, smarter, grüner“ – lautet die Losung. Ein entscheidender Hebel: Industrie 4.0.
Mit hochqualifizierten Fachkräften, einer digitalisierten vernetzten Produktion und neuen Technologien wie Künstliche Intelligenz sichern wir innovative Industriestandorte und schützen Klima und Umwelt.“
„Industrie 4.0 hat Wirtschaft und Wissenschaft auf den Weg in eine digitalisierte Arbeitswelt gebracht. Menschen und immer intelligentere Maschinen – z.B. Roboter, Fahrzeuge oder auch VR-Brillen etc. – rücken immer näher zusammen und arbeiten gemeinsam. Diese sozio-technische Kooperation zu gestalten, damit die Maschinen produktiver und die Menschen zufriedener arbeiten können, ist unsere Aufgabe heute und in Zukunft.“
„Die digitale Vernetzung von Abläufen, Prozessen und Industrieanlagen bringt Effizienzgewinne und sichert die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen und europäischen Industrie. Gleichzeitig steigen durch die zunehmende Digitalisierung die technologischen Abhängigkeiten. Unser Ziel muss es sein, europäische Alternativen zu den großen internationalen Playern zu schaffen, um die Einflussmöglichkeiten durch Dritte zu reduzieren. Gleichzeitig müssen Lösungen entwickelt werden, um bestehende Technologien von international agierenden Anbietern nachzurüsten, sie zu analysieren und zu testen, um zu verstehen, wie sie funktionieren und wie sie in sichere Umgebungen integriert werden können. Entscheidend für den Erfolg von Industrie 4.0 wird also sein, dass Abhängigkeiten kontrollierbar bleiben. Nur so lässt sich ein hohes Niveau an Cybersicherheit aufrechterhalten. Dafür müssen Deutschland und Europa ihre technologische Souveränität sichern, festigen und kontinuierlich ausbauen. Das gilt insbesondere für die Schlüsselbereiche Hardware- und Netzkomponenten, Dateninfrastrukturen, KI-Systeme und Zukunftstechnologien wie z. B. Quantencomputing und 6G. Angewandte Cybersicherheitsforschung leistet dazu einen wichtigen Beitrag.“
Prof. Peter Liggesmeyer, Wissenschaftlicher Sprecher des Forschungsbeirats, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Experimentelles Software Engineering IESE
Dr. Harald Schöning, Sprecher der Industrie im Forschungs-beirat, Vice President Research bei der Software AG
Prof. Thomas Bauernhansl, Mitglied des Forschungsbeirats, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Leiter des Instituts für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF der Universität Stuttgart
Interview mit Wolfgang Wahlster zum zehnjährigen Jubiläum von Industrie 4.0
Prof. Wolfgang Wahlster, Mitglied des Forschungsbeirats, Chief Executive Advisor (CEA) des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI)
Interview mit Reiner Anderl zum Ausstand als Sprecher des Forschungsbeirats
Prof. Reiner Anderl, ehemaliger Sprecher und jetzt Mitglied des Forschungsbeirats, ehem. Leiter des Fachgebiets Datenverarbeitung in der Konstruktion (DiK) der TU Darmstadt
