Die digitale Revolution der Industrie

Die Industrie steht dank cyber-physischer Produktionssysteme vor einem gewaltigen Entwicklungsschub. Damit der Schweizer Industrie der Sprung in die neue Ära gelingen kann, braucht es möglichst flächendeckende und offene Glasfasernetze. Worum geht es bei der sogenannten Industrie 4.0?

Der Begriff der Stunde lautet Industrie 4.0: die vierte industrielle Revolution. Ohne Glasfasern ist sie nicht möglich.
Die erste Revolution wird mit dem Jahr 1784 datiert, als der erste mechanische Webstuhl erfunden wurde; eine Produktionsanlage, die mit Hilfe von Wasser- und Dampfkraft betrieben wurde.
Die zweite Revolution erfolgte ab 1879, als das Fliessband erfunden wurde. Diese Neuerung war die Voraussetzung für die arbeitsteilige Massenproduktion, den späteren Fordismus und basierte auf elektrischer Energie.
Die dritte Revolution setzte ab 1969 ein, dies mit der ersten speicher-programmierbaren Steuerung und der darauffolgenden Automatisierung durch Elektronik und IT.
Jetzt kommt also die vierte Revolution: Der flächendeckende Einzug von Informations- und Kommunikationstechnik in die verarbeitende Industrie und die konventionelle Fertigung treibt die Verschmelzung der realen und virtuellen Welt zu sogenannten cyber-physischen Produktionssystemen (CPPS) voran.
Unter den CPPS werden Netzwerke von sozialen Maschinen verstanden, die analog zu sozialen Netzwerken im Internet organisiert sind. Dabei handelt es sich vereinfacht gesagt um die Verbindung der IT mit mechanischen und elektronischen Teilen, die auf der Basis von Glasfasernetzen miteinander in einem Netzwerk kommunizieren.
Die CPPS sind das Kernstück einer intelligenten Fabrik (Smart Factory), der Vision einer Produktionsstätte, die so flexibel ist, dass sie bei kleinen Stückzahlen sehr unterschiedliche Aufträge gleichzeitig verarbeiten kann. Und dies zu Kosten, die so tief sind wie in der Massenproduktion.
Gemäss der Beratungsfirma Deloitte zeichnet sich die Industrie 4.0 durch folgende Hauptmerkmale aus:

1. Vertikale Vernetzung von intelligenten Fabriken und Produkten, aber auch von Logistik, Produktion, Marketing und Dienstleistungen. Sie erlaubt eine rasche Reaktion der Produktionsgeschwindigkeit auf Störungen oder sich verändernde Auftragslagen. Die intelligenten Fabriken organisieren sich selbst und ermöglichen eine kundenspezifische Produktion auf der Basis durchgängiger Daten und intelligenter Sensoren, die bei der Überwachung der Selbstorganisation helfen. Aufgrund der Messdaten wird es möglich werden, die Ressourceneffizienz zu steigern. Das heisst, Arbeitskräfte optimal einzuplanen oder auch zu errechnen, zu welchem Zeitpunkt ein Auftrag zu tiefsten Energiekosten ausgeführt werden kann.

2. Horizontale Integration neuartiger Wertschöpfungsnetzwerke: zum Beispiel von Geschäftspartnern und Kunden oder mittels Kooperationsmodellen über Länder- und Kontinentalgrenzen hinaus. Diese Netzwerke ermöglichen eine durchgängige Transparenz über die gesamte Wertschöpfungskette – von der Eingangslogistik, der Lagerhaltung, und der Produktion über das Marketing und den Vertrieb bis zur Ausgangslogistik und den nachgelagerten Dienstleistungen. Dies ermöglicht eine hohe Flexibilität, um an beliebig vielen Standorten koordiniert auf Probleme und Störungen reagieren zu können.

3. Durchgängiges Engineering über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg: beispielsweise bei der Forschung, Entwicklung und Herstellung neuer Produkte und Dienstleistungen. Ausgehend von Daten zu Modellen oder Prototypen bis hin zu Produkten können die Prozesse flexibler und effizienter gestaltet werden. Sogar für kleine Stückzahlen.

4. Beschleunigung durch exponentielle Technologien, die zwar nicht wirklich neu sind, aber durch die Reduktion der Kosten und der Baugrösse sowie eine massive Steigerung der Rechenleistungen massenfähig werden. Solche Technologien wirken als Beschleuniger oder Katalysatoren von Produktionsprozessen und erlauben die Entwicklung individualisierter Produkte zu vergünstigten Kosten. Ein gutes Beispiel dafür ist das 3D-Printing, das neue Funktionen ermöglicht und Zulieferprozesse vereinfacht, was zu schnell wachsenden und wirkungsmächtigen Geschäftsmodellen führt.

Die Industrie 4.0 basiert daher auf einer möglichst leistungsfähigen und offen zugänglichen Vernetzung von Dingen, Diensten, Daten und Menschen – dem sogenannten «internet of everything» - somit auch auf einem möglichst flächendeckenden Glasfasernetz.