Industrie 4.0

Industrie 4.0 ist die Bezeichnung für Projekte zur umfassenden Digitalisierung der industriellen Produktion. Das Projekt geht zurück auf die Forschungsunion der deutschen Bundesregierung und ein gleichnamiges Projekt in der Hightech-Strategie der Bundesregierung.<ref>Website Hightech-Strategie der Bundesregierung</ref><ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20190505114241

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Bezeichnung

Mit der Bezeichnung Industrie 4.0 soll das Ziel zum Ausdruck gebracht werden, eine vierte industrielle Revolution einzuleiten:

Die erste industrielle Revolution bestand in der Mechanisierung mittels Wasser- und Dampfkraft; darauf folgte
die zweite industrielle Revolution, geprägt durch Massenfertigung mit Hilfe von Fließbändern und elektrischer Energie, sowie daran anschließend
die dritte industrielle Revolution oder digitale Revolution mit Einsatz von Elektronik und IT (v. a. die speicherprogrammierbare Steuerung und die CNC-Maschine) zur Automatisierung der Produktion.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Kerstin Deppe|Kerstin Deppe: }}{{#if:|{{#if:Geschichte der Arbeit, Arbeit 4.0|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Geschichte der Arbeit, Arbeit 4.0}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.planet-wissen.de/gesellschaft/arbeit/die_geschichte_der_arbeit/arbeit-vier-punkt-null-100.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Geschichte der Arbeit, Arbeit 4.0}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.planet-wissen.de/gesellschaft/arbeit/die_geschichte_der_arbeit/arbeit-vier-punkt-null-100.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Geschichte der Arbeit, Arbeit 4.0}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Planet Wissen2019-04-09{{#if: 2021-09-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Mit dem Ausdruck „4.0“ wird Bezug genommen auf die bei Software-Produkten übliche Versionsnummerierung. Bei tiefgreifenden Änderungen einer Software spricht man von einer neuen Version, wobei die erste Ziffer der Versionsnummer um Eins erhöht und gleichzeitig die zweite Ziffer auf Null zurückgesetzt wird.

Die Begriffswahl wird auch kritisiert. So soll die Bezeichnung 4.0 eine Verbindung zur ersten, zweiten und dritten Revolution herstellen und damit einen gleichwertigen Einfluss auf die Gesellschaft postulieren. Aus geschichtswissenschaftlicher Sicht wird kritisiert, dass er „sämtliche geschichtswissenschaftlichen Erkenntnisse zur Geschichte der Industrialisierung, zum Revolutionsbegriff sowie zu Fortschrittsvorstellungen ignoriert.“<ref>Martina Hessler, Nora Thorade: Die Vierteilung der Vergangenheit. Eine Kritik des Begriffs Industrie 4.0. in Technikgeschichte, Nomos, Volume 86 (2019), Issue 2, ISSN 0040-117X, S. 153 ff</ref> Es liege weder ein technologischer Wandel vor, der den Revolutionsbegriff rechtfertigen würde, ginge es doch bei den im Zusammenhang mit Industrie 4.0 erwähnten Technologien lediglich um Weiterentwicklungen aus der digitalen Revolution, noch sei ein entsprechender Gesellschaftswandel erkennbar. Vielmehr handele es sich um „Vorhersagungen und Prophezeiungen.“<ref>Nina Barthelmäs, Daniel Flad, Tobias Haußmann, Till Kupke, Sven Schneider und Katja Selbach: Industrie 4.0 – eine industrielle Revolution? in Volker P. Andelfinger, Till Hänisch (Hrsg.): Industrie 4.0. Springer Gabler, ISBN 978-3-658-15556-8, S. 33–56</ref>

Der Autor Wolfgang Halang kritisiert den selbstreklamierten Anspruch der vierten industriellen Revolution als „sicher vermessen und unseriös“ und bezieht sich auf Rainer Drath: „Bemerkenswert ist die Tatsache, dass erstmals eine industrielle Revolution ausgerufen wird, noch bevor sie stattgefunden hat“.<ref>Wolfgang A. Halang, Herwig Unger: Industrie 4.0 und Echtzeit. 2014, Springer Vieweg, ISBN 978-3-662-45108-3, S. V; zitiert: Rainer Drath: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20160503152301

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       | #default= Der Wert des Parameters {{#if: webciteID | webciteID | ID }} muss entweder ein Zeitstempel der Form YYYYMMDDHHMMSS oder ein Schüsselwert mit 9 Zeichen oder eine 16-stellige Zahl sein!Vorlage:Webarchiv/Wartung/webcitation{{#if:  || }}
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  }}
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                      | Vorlage:Webarchiv/Generisch
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                 }}}}}}}}{{#if:
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    | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Genau einer der Parameter 'wayback', 'webciteID', 'archive-today', 'archive-is' oder 'archiv-url' muss angegeben werden.|1}}
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        | web.archive.org = 
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         | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Der Pflichtparameter 'archiv-datum' wurde nicht angegeben.|1}}
      }}
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         | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Der Parameter 'archiv-datum' ist nur in Verbindung mit 'archiv-url' angebbar.|1}}
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  }}{{#if:{{#invoke:URLutil|isHostPathResource|http://www.openautomation.de/detailseite/industrie-40-eine-einfuehrung.html}}
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              | abendblatt.de | daserste.ndr.de | inarchive.com | webcitation.org = 
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            }} 
       }}
  }} in open automation. Ausgabe 3/14; abgerufen am 7. Februar 2024.</ref> Da die technologische Grundlage die Mikroelektronik ist und somit gegenüber der Dritten industriellen Revolution unverändert ist, sprechen die Namensgeber von Industrie 4.0 Henning Kagermann und Wolfgang Wahlster sowie der Industriesoziologe Hartmut Hirsch-Kreinsen von einer „zweiten Phase der Digitalisierung“.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Henning Kagermann, Johannes Winter|Henning Kagermann, Johannes Winter: }}{{#if:|{{#if:Die zweite Welle der Digitalisierung. Deutschlands Chance|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Die zweite Welle der Digitalisierung. Deutschlands Chance}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.plattform-lernende-systeme.de/reden-und-beitraege-newsreader/die-zweite-welle-der-digitalisierung-deutschlands-chance.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Die zweite Welle der Digitalisierung. Deutschlands Chance}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.plattform-lernende-systeme.de/reden-und-beitraege-newsreader/die-zweite-welle-der-digitalisierung-deutschlands-chance.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Die zweite Welle der Digitalisierung. Deutschlands Chance}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Plattform Lernende Systeme2018-11-14{{#if: 2024-09-27 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Organisationsgestaltungsprinzipien

Industrie 4.0 ist ein Organisationsgestaltungskonzept, das aus vier grundlegenden Organisationsgestaltungsprinzipien besteht.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Vernetzung: es wird eine Vernetzung von Maschinen, Geräte, Sensoren und Menschen angestrebt, über das Internet der Dinge oder das Internet der Menschen.
Informationstransparenz: Sensordaten sollen Informationssysteme digitaler Fabrikmodelle erweitern, um so ein virtuelles Abbild der realen Welt zu erstellen.
Technische Assistenz: Assistenzsysteme sollen den Menschen mit Hilfe von aggregierten, visualisierten und verständlichen Informationen unterstützen, damit fundierte Entscheidungen getroffen und auftretende Probleme schneller gelöst werden können.
Dezentrale Entscheidungen: Cyberphysische Systeme sollen in der Lage sein, eigenständige Entscheidungen zu treffen und Aufgaben möglichst autonom zu erledigen. Nur in Ausnahmefällen, zum Beispiel bei Störungen oder Zielkonflikten, übertragen sie die Aufgaben an eine höhere Instanz. Der optimale Grad der Autonomie ist von unterschiedlichen Faktoren abhängig.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Immersive Medien

Im Kontext von Industrie 4.0, das die zunehmende Verschmelzung von physischen und digitalen Systemen in der Produktion beschreibt, gewinnen immersive Medien unter dem Sammelbegriff Extended Reality (XR) immer mehr an Bedeutung. Diese Technologien ermöglichen neuartige Formen der Interaktion, Visualisierung und Schulung und dienen als relevanter Bestandteil moderner Produktionsprozesse.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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In Deutschland wurde 2023 der Ausbildungsberuf zum Gestalter für immersive Medien eingeführt, um industrie-spezifische Anwendungen zu gestalten und zu entwickeln.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Neuer Ausbildungsberuf: Gestalter/in für immersive Medien|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Neuer Ausbildungsberuf: Gestalter/in für immersive Medien}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.bibb.de/de/172199.php%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Neuer Ausbildungsberuf: Gestalter/in für immersive Medien}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.bibb.de/de/172199.php}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Neuer Ausbildungsberuf: Gestalter/in für immersive Medien}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:BIBB2023{{#if: 17. September 2025 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Anwendungsgebiete für immersive Medien im Bereich der Industrie 4.0 sind:

Produktentwicklung und Prototyping: Immersive Medien erlauben die Darstellung und Überprüfung von Produktentwürfen in dreidimensionaler Form. Fehler und Optimierungspotenziale lassen sich frühzeitig erkennen, wodurch physische Prototypen reduziert und Entwicklungszyklen beschleunigt werden.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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    | Vorlage:Cite book/Meldung
  }}</ref>

Montage und Instandhaltung: Studien zeigen, dass AR-Anwendungen Monteurinnen und Monteure unterstützen können, indem sie Bauteile, Montageanweisungen oder Sensordaten in Echtzeit einblenden. Dies verbessert die Präzision und reduziert Ausfallzeiten.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

       | {{#if: Vorlage:Cite book/ParamBool
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Wartung und Support: XR-Systeme ermöglichen die Visualisierung komplexer Maschinenzustände. Technisches Personal kann Handbücher, Echtzeitmessungen oder Diagnosedaten direkt im Sichtfeld abrufen, was die Instandhaltung beschleunigt.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Logistik und Navigation: AR-gestützte Systeme verbessern die Orientierung in großen Produktions- und Lagerhallen. Sie unterstützen die Lokalisierung von Bauteilen oder Arbeitsstationen und tragen so zu effizienteren Arbeitsabläufen bei.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Schulung und Training: Immersive Lernumgebungen ermöglichen es, Arbeitsprozesse und den Umgang mit Maschinen risikofrei einzuüben. Studien belegen eine höhere Effizienz und Erinnerungsleistung im Vergleich zu herkömmlichen Methoden.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Monitoring und digitale Zwillinge: Mithilfe von VR und MR lassen sich Produktionsanlagen als digitale Zwillinge abbilden, um Prozesse zu überwachen, Simulationen durchzuführen oder vorausschauende Wartung zu ermöglichen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Industrial Metaverse: Forschungen betonen die Rolle des Industrial Metaverse, in dem XR, KI, IoT, Robotik und Cloud/Edge-Computing kombiniert werden, um neue Formen der Zusammenarbeit und Prozessoptimierung zu schaffen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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KI-Integration: KI spielt in Verbindung mit immersiven Medien eine zentrale Rolle. Sie ermöglicht die Analyse von Sensordaten in Echtzeit, passt virtuelle Darstellungen dynamisch an und unterstützt die vorausschauende Wartung durch Mustererkennung. Zudem verbessert sie die Interaktivität von XR-Systemen durch Sprach- und Bilderkennung.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Studien weisen auf Effizienzsteigerungen, Qualitätsverbesserungen, erhöhte Sicherheit sowie auf Zeit- und Kostenreduktionen hin. Besonders in Schulung und Montage zeigen immersive Medien messbare Verbesserungen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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  }}</ref> Neben technischen Aspekten wie Latenz und Standardisierung gelten hohe Investitionskosten, Datenschutz, die Akzeptanz bei Mitarbeitenden aufgrund der noch klobigen und schweren Brillen sowie diverse Fragen der Interoperabilität als zentrale Hürden.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if: 
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Künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz (KI) gilt als ein zentraler Enabler von Industrie 4.0. Sie verarbeitet Daten aus vernetzten Produktionsanlagen, um Entscheidungen zu automatisieren, Prozesse zu optimieren und neue Formen der Mensch-Maschine-Interaktion zu ermöglichen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Anwendungsgebiete für Künstliche Intelligenz im Bereich der Industrie 4.0 sind:

Vorausschauende Instandhaltung (Predictive Maintenance): KI-Modelle erkennen Anomalien, prognostizieren Ausfälle und optimieren Wartungsintervalle; dadurch sinken Stillstandzeiten und Kosten.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Qualitätsprüfung und Computer Vision: Bildverarbeitung und (generative) KI verbessern Sichtprüfungen, Datenerweiterung und Fehlklassifikationsraten in der Fertigung.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Produktionsplanung und -steuerung (Scheduling/Dispatching): Verfahren wie neuronale Netze, Schwarm- und Reinforcement-Learning unterstützen die Planung in dynamischen Produktionsumgebungen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Digitale Zwillinge (Digital Twins): KI koppelt virtuelle Modelle mit Echtzeitdaten, unterstützt Simulation, Überwachung und Optimierung von Anlagen und Prozessen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Mensch-Maschine-Kooperation und Sicherheit: KI verbessert die Interaktion zwischen Menschen, kollaborativen Robotern und Assistenzsystemen, u. a. durch Umfeldwahrnehmung und adaptive Regelung.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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KI-basierte Ansätze zeigen Effizienz- und Qualitätsgewinne, höhere Anlagenauslastung und geringere Durchlaufzeiten; zugleich bestehen Herausforderungen bei Datengovernance, Interoperabilität, Erklärbarkeit und der Überführung aus Pilot- in den Serienbetrieb.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Geschichte und Akteure

Der Begriff wurde von Henning Kagermann, Wolf-Dieter Lukas und Wolfgang Wahlster geprägt und erstmals 2011 zur Hannovermesse in die Öffentlichkeit getragen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Im Oktober 2012 wurden der Bundesregierung Umsetzungsempfehlungen übergeben. Am 14. April 2013 wurde auf der Hannover-Messe der Abschlussbericht mit dem Titel Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0 des Arbeitskreises Industrie 4.0 vorgelegt. Der Arbeitskreis stand unter dem Vorsitz von Siegfried Dais (Robert Bosch GmbH) und Henning Kagermann (acatech).

Datei:MMI OPC.jpg

Nahtlose Kommunikation vom Sensor bis ins Internet ist eine Voraussetzung für Industrie 4.0

Die zuständige Promotorengruppe der Forschungsunion blieb auch nach Vorlage des Berichtes noch aktiv, so u. a. in der Arbeitsgruppe Industrie 4.0 der gleichnamigen Plattform Industrie 4.0, einem Zusammenschluss der Branchenverbände Bitkom, VDMA und ZVEI. Die Plattform Industrie 4.0 wurde seitdem weiter ausgebaut und steht inzwischen unter der Leitung der Bundesministerien für Wirtschaft und Energie (BMWi) sowie Bildung und Forschung (BMBF). Ziel der Plattform ist die Weiterentwicklung der mit dem Begriff Industrie 4.0 verbundenen Inhalte im Dialog mit Gewerkschaften, Wirtschaftsverbänden, Unternehmen, Wissenschaft und Politik.<ref name="i40"><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20151223010112

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       }}
  }}, Plattform Industrie 4.0, abgerufen am 18. Dezember 2015.</ref>

Herausforderungen

Die Plattform Industrie 4.0 hat zum Ziel, IT mit Produktionstechnologien zu verschmelzen, um dadurch innovative Produkte und Leistungen zu ermöglichen. Dies beinhaltet zahlreiche Herausforderungen. Es müssen technische Standards und Normen entwickelt werden, damit eine Kommunikation zwischen Mensch und Maschine beziehungsweise Maschine und Maschine wie zum Beispiel in kognitiven Systemen ermöglicht wird. Daten erhalten hohe Bedeutung, sie werden von vielen Autoren als der „neue Rohstoff“ bezeichnet.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Merkel: Daten sind die Rohstoffe des 21. Jahrhunderts|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Merkel: Daten sind die Rohstoffe des 21. Jahrhunderts}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.faz.net/aktuell/wirtschaft/cebit/vor-der-cebit-merkel-daten-sind-die-rohstoffe-des-21-jahrhunderts-14120493.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Merkel: Daten sind die Rohstoffe des 21. Jahrhunderts}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.faz.net/aktuell/wirtschaft/cebit/vor-der-cebit-merkel-daten-sind-die-rohstoffe-des-21-jahrhunderts-14120493.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Merkel: Daten sind die Rohstoffe des 21. Jahrhunderts}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:faz.net2016-03-12{{#if: 2017-06-03 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Ein weiterer Aspekt ist die Veränderung der Anforderungen an die Mitarbeiter, da die Echtzeitsteuerung eine neue Arbeitsorganisation erfordert. Auch Herausforderungen bezüglich Betriebs- und Angriffssicherheit werden zunehmend Bedeutung erlangen. Unternehmen müssen sicherstellen, dass die Produktionsanlagen und Produkte keine Gefahr für die Mitarbeiter und die Umwelt darstellen.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Industrie 4.0 und Digitalisierung 4.0: Tipps zur Umsetzung|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Industrie 4.0 und Digitalisierung 4.0: Tipps zur Umsetzung}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.iph-hannover.de/de/dienstleistungen/automatisierungstechnik/industrie-4.0/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Industrie 4.0 und Digitalisierung 4.0: Tipps zur Umsetzung}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.iph-hannover.de/de/dienstleistungen/automatisierungstechnik/industrie-4.0/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Industrie 4.0 und Digitalisierung 4.0: Tipps zur Umsetzung}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2018-01-21 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Entgegen internationaler Erwartungen deutet wenig darauf hin, dass eine vernetzte industrielle Produktion einen Beitrag zum Klimaschutz leistet.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Zwar ermögliche sie Unternehmen die Flexibilisierung ihrer Produktivität und die theoretische Möglichkeit zur Verhinderung von Überproduktion, dies sei aber vermutlich nur durch politische Steuerung zu erreichen.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Entwicklungen in Deutschland

Eine Studie des Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> hat zwischen den Jahren 2015 und 2018 untersucht, wie sich 1.256 Unternehmen in Bezug auf die Digitalisierung weiterentwickelt haben. Bewertet wurden die Unternehmen in drei verschiedenen Technologiefeldern: Digitales Managementsystem, Drahtlose Mensch-Maschine Interaktion und Cyber-Physisches-System-(CPS)-nahe Prozesse. Die Studie kommt zu dem Ergebnis, dass Transformationen hauptsächlich in solchen Betrieben stattfanden, die sich auch 2015 schon für „Industrie 4.0“ interessiert hatten. Doch die Anzahl der „Nicht-Nutzer“ ist in dem Zeitraum ebenfalls um 8 Prozentpunkte von 23 auf 15 % gesunken.

Auch die Betriebsgröße machte einen Unterschied. Großunternehmen hielten schon 2015 die Top-Positionen inne, jedoch hat sich die Kluft in dem gemessenen Zeitraum verringert. Vor allem mittelständische Unternehmen konnten den Abstand verringern, während bei Kleinbetrieben noch Nachholbedarf in der Digitalisierung gesehen wird.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Christian Lerch|Christian Lerch: }}{{#if:|{{#if:Digitalisierung und Industrie 4.0: Wie haben sich die deutschen Betriebe weiterentwickelt?|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Digitalisierung und Industrie 4.0: Wie haben sich die deutschen Betriebe weiterentwickelt?}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.isi.fraunhofer.de/de/presse/2020/presseinfo-10-Industrie40-Readiness.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Digitalisierung und Industrie 4.0: Wie haben sich die deutschen Betriebe weiterentwickelt?}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.isi.fraunhofer.de/de/presse/2020/presseinfo-10-Industrie40-Readiness.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Digitalisierung und Industrie 4.0: Wie haben sich die deutschen Betriebe weiterentwickelt?}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung2020-06-29{{#if: 2020-07-01 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Entwicklungen im Ausland

Der Begriff „Industrie 4.0“ ist eine deutsche Wortschöpfung. Nachfolgend hat er sich als Begriff auch in anderen Sprachräumen verbreitet. Initiativen im Sinne der gleichnamigen Forschungsplattform „Industrie 4.0“ sind weitgehend zeitgleich in vielen Ländern mit jeweils eigenen Bezeichnungen entstanden, wobei die Inhalte nicht immer völlig deckungsgleich sind. In den USA entstand die Initiative unter der Bezeichnung „Industrial Internet Consortium“, kurz IIC.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Industrial Internet Consortium|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Industrial Internet Consortium}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://iiconsortium.org/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Industrial Internet Consortium}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://iiconsortium.org/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Industrial Internet Consortium}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2017-06-07 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Rezeption des Begriffs Industrie 4.0 und der Plattform Industrie 4.0

Es gibt vereinzelt auch kritische Stimmen: Das Autorenteam des Kompendiums Industrie 4.0 bemängelt eine einseitige Fokussierung auf die Smart Factory, während Veränderungen in den Wertschöpfungsstrukturen weitgehend ausgeblendet würden. Das Thema Industrie 4.0 wird von den Autoren Andreas Syska und Philippe Lièvre in ihrer Monografie Illusion 4.0 – Deutschlands naiver Traum von der smarten Fabrik insgesamt kritisch beleuchtet: „Zudem basiert Industrie 4.0 auf dem Denkfehler, dass ein nicht lineares und soziales System wie eine Fabrik mit Algorithmen steuerbar ist. Das hat noch nie funktioniert und dies wird auch dieses Mal so sein.“<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Reinhard Clemens von T-Systems meinte im Jahr 2015, dass die Ziele der Plattform Industrie 4.0 verfehlt worden wären, da es sowohl an konkreten Ergebnissen als auch an Koordination mangele.<ref>Karin Zühlke: Plattform Industrie 4.0 steht vor dem Aus: »Deutschland hat die erste Halbzeit verloren«, auf: elektroniknet.de vom 10. Februar 2015, abgerufen am 10. Februar 2015.</ref>

Nachhaltigkeit

Mit der vernetzten Digitalisierung der Industrie werden wiederholt Fragen der Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit diskutiert. Während Hersteller gelegentlich Einsparpotentiale bewerben, befürchten Kritiker höhere Vebräuche durch große Datenmengen und kürzere Innovationszyklen. Erste wissenschaftlichen Studien sehen jedoch keine prinzipiellen Auswirkungen der Industrie 4.0 auf die Gesamtenergieeffizienz des Sektors.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Stefanie Kunkel, Sabine Letz|Stefanie Kunkel, Sabine Letz: }}{{#if:|{{#if:Industrie 4.0. Weder positiver noch negativer Einfluss auf Energieverbrauch. Studie.|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Industrie 4.0. Weder positiver noch negativer Einfluss auf Energieverbrauch. Studie.}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.rifs-potsdam.de/de/news/industrie-40-weder-positiver-noch-negativer-einfluss-auf-energieverbrauch%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Industrie 4.0. Weder positiver noch negativer Einfluss auf Energieverbrauch. Studie.}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.rifs-potsdam.de/de/news/industrie-40-weder-positiver-noch-negativer-einfluss-auf-energieverbrauch}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Industrie 4.0. Weder positiver noch negativer Einfluss auf Energieverbrauch. Studie.}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Forschungsinstitut für Nachhaltigkeit2023-11-28{{#if: 2023-12-04 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Filmische Dokumentationen

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Ausblick zur Industrie 5.0

In der Fachliteratur wird zunehmend das Konzept „Industry 5.0“ diskutiert, das auf Industrie 4.0 aufbaut und Aspekte wie menschliche Zentrierung, Nachhaltigkeit und Resilienz in den Vordergrund stellt. Hierbei werden Künstliche Intelligenz (KI) und Immersive Medien im Bereich XR (Virtual Reality, Augmented Reality, Mixed Reality) als Schlüsseltechnologien betrachtet.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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KI ermöglicht die weitgehende Automatisierung von Analyse-, Entscheidungs- und Optimierungsprozessen in der Produktion, während immersive Medien die Schnittstelle zum Menschen gestalten, etwa durch visuelle Simulationen, Schulungsumgebungen oder kollaborative Planung im "Industrial Metaverse".<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Forging the Industrial Metaverse — Where Industry 5.0, Augmented and Mixed Reality, IIoT, Opportunistic Edge Computing and Digital Twins Meet|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Forging the Industrial Metaverse — Where Industry 5.0, Augmented and Mixed Reality, IIoT, Opportunistic Edge Computing and Digital Twins Meet}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://arxiv.org/abs/2403.11312%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Forging the Industrial Metaverse — Where Industry 5.0, Augmented and Mixed Reality, IIoT, Opportunistic Edge Computing and Digital Twins Meet}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://arxiv.org/abs/2403.11312}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Forging the Industrial Metaverse — Where Industry 5.0, Augmented and Mixed Reality, IIoT, Opportunistic Edge Computing and Digital Twins Meet}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:arXiv2024{{#if: 19. September 2025 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Die Verbindung beider Technologien schafft sogenannte „cyber-physische-soziale Systeme“, in denen Menschen, Maschinen, humanoide Roboter und digitale Zwillinge in Echtzeit zusammenarbeiten. Erste Studien zeigen, dass dies nicht nur Effizienz und Flexibilität steigert, sondern auch neue Formen der Partizipation, Kreativität und Kompetenzentwicklung in industriellen Lernumgebungen ermöglicht.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}{{#if:

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Literatur

Bundesministerium für Bildung und Forschung: Zukunftsbild „Industrie 4.0“. Bonn 2013.
Michael Chui, Markus Löffler, Roger Roberts: The Internet of Things. In: The McKinsey Quarterly. 47. Jahrgang, Heft 2; Amsterdam, Atlanta 2010, S. 1–9.
Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE: Die deutsche Normungs-Roadmap Industrie 4.0, Reihe DKE Normungsroadmap, Version 1.0, Berlin 2013.
Michael Porter, James Heppelmann: How Smart, Connected Products Are Transforming Competition, Harvard Business Review, 92. Jahrgang, Heft 11, 2014, S. 65–88.
Ulrich Sendler (Hrsg.): Industrie 4.0 – Die Beherrschung der industrieller Komplexität mit SysLM. Springer Vieweg, Berlin 2013, ISBN 978-3-642-36916-2.
E. Abele, G. Reinhart: Zukunft der Produktion. München 2011, ISBN 978-3-446-42595-8.
T. Bauernhansl, M. Ten Hompel, B. Vogel-Heuser (Hrsg.): Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik. Wiesbaden 2014, ISBN 978-3-658-04681-1.
Andreas Syska, Philippe Lièvre: Illusion 4.0 – Deutschlands naiver Traum von der smarten Fabrik. Herrieden 2016, ISBN 978-3-940775-58-0.

Weblinks

Einzelnachweise