Die 4. industrielle Revolution: Chancen und Strategien für Startups
publiziert: Dienstag, 8. Mrz 2016 / 13:36 Uhr / aktualisiert: Dienstag, 8. Mrz 2016 / 14:03 Uhr
Roger Basler, Unternehmens-Architekt
Roger Basler, Unternehmens-Architekt

Industrie 4.0, Internet of Things und Cloud - diese Begriffe sind momentan in aller Munde. Meist fehlt jedoch noch ein einheitliches Verständnis darüber, was sie bedeuten, wie sie in der Industrie umzusetzen sind und vor allem, welchen Nutzen die Anwender und Unternehmen davon haben. Unser Startimpuls-Referent Roger Basler fasst in seinem Beitrrag die wichtigsten Punkte für Sie zusammen.

Für die einen ist es eine Revolution, für die anderen eine logische Konsequenz der Digitalisierung und Vernetzung durch das Internet. Die vierte industrielle Revolution startete Ende der 90er-Jahre mit dem Durchbruch des Internets. Die Einführung von Internetfunktionen in die Produktion, ermöglichte völlig neue Dimensionen: Physische und virtuelle Systeme konnten miteinander verbunden werden. Vernetzte Systeme lassen bereits heute Maschinen miteinander kommunizieren, und selbstlernende Software optimiert komplexe Abläufe. Es ist also weniger ein Modebegriff als schon vielerorts Realität. Industrie 4.0 steht jedoch für eine vollständig digitalisierte Wertschöpfungskette einer Firma. Geräte, Maschinen und Materialien kommunizieren miteinander und ermöglichen so einen reibungslosen Ablauf, und das auf intelligente Weise: Lernfähig und ohne Einflussnahme des Menschen.

Chancen und Möglichkeiten für Startups
Was ist nun diese gegenwärtige industrielle Revolution? Unterschieden werden die dritte und vierte industrielle Revolutionen vor allem mit dem Umstand, dass künstliche Intelligenz zu den industriellen Prozessen hinzugeführt wird. Wie der Lagerroboter, der "merkt", dass ein Lager leer wird und den schnellsten Weg zur Auffüllung findet. Oder der Spritzrobote, der eigenständig feststellt, dass seine Farbe falsch gewählt wurde und sich im Prozess um die Umfärbung kümmert.

Neue Dienste und Geschäftsmodelle
Aber was bedeutet das nun für Firmen in der Schweiz? Müssen wir anfangen, alles zu roboterisieren? Nein, auch wenn viele denken, dass eine einfache Roboterisierung genügt und dass ein paar Sensoren der Sache Leben einhauchen. Die Integration von Kunden und Geschäftspartnern in Geschäfts- und Wertschöpfungsprozessen, gewinnt durch Automatisierung und Optimierung eine höhere Bedeutung in Industrieunternehmen, ähnlich einer vertikalen Integration in der Wertschöpfung.

Die Wertschöpfungskette einer IoT-Lösung besteht aus fünf Elementen: Dem physischen Produkt, Sensoren, Connectivity-Technologien, einem Cloud-Backend für Analytics und dem digitalen Service. Der Mehrwert für den Kunden wird durch die intelligente Aggregation der Daten erzeugt. Zum Beispiel kann durch die Analyse von Beleuchtungsdaten im Haushalt eine Glühbirne über eine App als Alarmanlage dienen. Um eine werthaltige IoT-Lösung zu entwickeln, müssen alle Ebenen betrachtet werden.

Daneben bieten sich auch zahlreiche Chancen dank Optimierung und Individualisierung. Durch eine Reduktion der Komplexität kann ein kundenspezifisches, individuelles Produkt geschaffen werden, das identifizierbare Eigenschaften besitzt und die eigene Fertigung unterstützt. Des Weiteren kann eine Echtzeitsteuerung der Produktionsprozesse gezielte Optimierungen der gesamten Wertschöpfungskette ermöglichen, was schlussendlich zu fehler- und ausfallrobusten Produktionssystemen führt, welche virtuell und ad-hoc organisiert werden kann. Auch für die Ressourceneffizienz gibt es positive Auswirkungen. Die virtuelle Steuerung und Überwachung der Produktionsdaten ermöglicht es, den Ressourcenverbrauch zu optimieren und entsprechend schnell anzupassen.

Die Chancen für Unternehmen, die mit Industrie 4.0 einhergehen, kann man wie folgt zusammenfassen:

    1. Wirtschaftliche und flexible Produktion (Adaption)
    2. Steigerung der Maschinenverfügbarkeit (Produktionsmaximierung)
    3. Steigerung der Ressourceneffizienz (Ressourcen sparen)
    4. Effizientere Steuerung von Abläufen (Prozessoptimierung)
    5. Adaptivere Inbetriebnahme von Maschinen und Anlagen (Flexibilität)
    6. Integration von Partnern (Vertikalisierung)
    7. Fehlerursachenanalysen und automatische Korrekturen (Optimierung)
    8. Vernetzung und kontinuierliches Lernen und verbessern (Intelligenz)
    9. Schaffen von neuen Geschäftsmodellen


Internet der Dinge: E-Health
Produkte wie Fitnessarmbänder oder Fitness-Tracker versprechen gesundheitliche Überwachung für jedermann. Die smarten Begleiter am Unterarm nehmen über Sensoren Daten wie Pulsfrequenz, Blutdruck oder Schrittanzahl auf und leiten die erfassten Informationen in der Regel an eine Smartphone-App weiter. Die App generiert daraus anschauliche Diagramme oder ähnliche Grafiken. Noch wichtiger sind medizinische Geräte wie implantierte und vernetzte Herzschrittmacher, die gefährdete Menschen im Alltag überwachen. Lebensbedrohliche Situationen werden automatisch Ärzten oder Notdiensten gemeldet.

Internet der Dinge: Smart-Home
Das Internet der Dinge hält in immer mehr Wohnungen Einzug. Beim Smart-Home läuft die Steuerung und Datenerfassung nebst Auswertung vielfach über eine App. Darüber lassen sich beispielsweise Heizungen, Rolläden, Beleuchtung, Rauchmelder, Überwachungsanlagen und Einbruchsschutz bedienen. Solche Systeme sind auch für Unternehmen nützlich, unter anderem für die Kostenkontrolle und das Energiemanagement (Smart-Metering).

Internet der Dinge: Smarte Autos
Das selbstfahrende Auto gehört auch zum Internet der Dinge, wird aber noch einige Zeit bis zum Marktstart brauchen. Doch schon heute lassen sich Wagen ohne Schlüssel per App öffnen und starten, helfen mit Assistenzsystemen beim Einparken, übernehmen in kritischen Situationen das Kommando über die Bremsen, halten sicheren Abstand zum Vordermann und melden zwecks Verkehrssteuerung Staus. Das Ziel sind mehr Komfort und Sicherheit. Ausserdem profitieren Unternehmen bei Geschäfts- und Dienstwagen oder ganzen Flotten von einer zentralisierten Auswertung der Fahrdaten. Denn damit lassen sich Routen optimieren und Einsatzpläne koordinieren, sowie steuerlich oder buchhalterisch wichtige Angaben unkompliziert dokumentieren.

Internet der Dinge: Smarte Produktion
Mit dem Internet der Dinge gewinnt auch die Industrie 4.0 an Fahrt. So sind heute ganze Werkshallen von vorne bis hinten vernetzt. Das erleichtert nicht nur die Steuerung und Überwachung ganzer Fertigungsstrassen. Möglich sind auch, dank flexibler Robotik und 3D-Druck, schnelle Wechsel zwischen verschiedenen Produkten, bis hin zu individualisierten Waren in Form von kleinen Serien oder Einzelstücken. Durch Just-in-time-Herstellung schrumpfen Lager. Die smarte Produktion, auch M2M-Kommunikation genannt, unterstützt das komplette Supply Chain Management, inklusive der Lieferantenauswahl.

Projekte zeigen, dass schon mit den heute verfügbaren Mitteln vieles umsetzbar ist. Die Technik für die Vernetzung von Produkten, Lieferketten und Lieferanten ist vorhanden. Auf Schwierigkeiten stossen viele Unternehmen bei der Neugestaltung der Prozesse, weil neue Abläufe häufig Abteilungs- und Unternehmensgrenzen überschreiten und unterschiedliche Datenquellen anzapfen. Noch schwieriger wird es, wenn unterschiedliche Branchen sich auf Schnittstellen für den Informationsaustausch einigen müssen. Wie aufwendig ein solches Unterfangen werden kann, zeigen gerade die Energieversorgungs- und Automobilindustrie. Bislang ist es ihnen nicht gelungen, die Elektromobilität und die erneuerbare und dezentrale Energiegewinnung langfristig und effizient zusammenzuführen.

Die Möglichkeiten scheinen fast unbegrenzt, vor allem im dezentralen Peer-to-Peer Bereich. Welche Alltagserleichterer den Entwicklern dazu noch einfallen, kann nur spekuliert werden. Aber mit Sicherheit ist es genauso spannend, wie damals als die erste industrielle Revolution einsetzte: Ungeahnte Möglichkeiten, Chancen wie auch Gefahren kommen auf Firmen, sowie auf Privatpersonen zu. Die Weichen sind gestellt, der Zug rollt.

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(ja/IFJ)

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