IPL-Magazin 30 | Januar 2015 |

 

Auszug aus einem Artikel des Journals der Österreichischen Gesellschaft für Informatik 12-2014

Prof. Dr. Dietmar Kilian und Prof. Dr. Peter Mirski

Hintergrund und Begrifflichkeit Industrie 4.0
Industrie 4.0 als Begriff, wurde 2011 im Rahmen der Hannover Messe erstmals angesprochen und 2012 als Handlungsempfehlung des Arbeitskreises Industrie 4.0 näher beschrieben.

Was versteht man nun unter Industrie 4.0?
In Europa sprechen wir von unterschiedlichen Epochen der industriellen Revolution: Die 1. Industrielle Revolution durch die Mechanisierung unter Nutzung der Dampf- bzw. Wasserkraft im 18. Jahrhundert, die 2. Industrielle Revolution im 19. Jahrhundert mittels der Nutzung elektrischer Energie und damit der Machbarkeit von Massenfertigung, der 3. Industriellen Revolution in den 80iger Jahren des letzten Jahrhunderts, durch den Einsatz von IT und elektronischen Steuerungen zur Verbesserung der Automatisierung und nun von der 4. Industriellen Revolution durch die Vernetzung von Maschinen und mobilen Endgeräten in allen Bereichen dieser Nutzungsmöglichkeiten.


Abbildung 1: Quelle: The four industrial revolutions (Baum et al., 2013, p. 7)


Im Wesentlichen finden Sie jetzt Begriffe wie SMART Factory, SMART Grid, SMART Logistic, usw. welche die digitale Automatisierung über Cyber-physische Systeme bzw. das "Internet der Dinge - Internet of Things" beschreiben. Es geht also darum, Abläufe sowohl im betrieblichen wie auch im privaten Umfeld effizienter und automatisierter zu gestalten und dadurch Geschäftsprozesse oder das private Leben zu verbessern und diese mit digitaler Unterstützung zu beschleunigen bzw. zu automatisieren.


Abbildung 2: Quelle: CPS in the Internet of Things and Services (Kagermann et al., 2013, p. 24)


Praxisbeispiel: Hagleitner vernetzt Waschraum digital
Am besten lassen sich wohl die Entwicklung und die Potenziale der digitalen Vernetzung und Automatisierung anhand eines Beispiels beschreiben:

Das Unternehmen Hagleitner als österreichischer Lieferant und Innovator im Umfeld von "Waschräumen" hat sich dafür entschieden, nunmehr alle seine Geräte wie Seifenspender, Händetrockner usw. mit Internetanschluss auszustatten und so den Waschraum digital zu vernetzen.

Man möchte nun meinen, welche Vorteile entstehen dadurch? Aber wenn wir uns ein Sportstadion vorstellen und auf Basis der Analyse von Vergangenheitsdaten, sprich "Big Data" (Wetter, Mannschaften, usw.), kann vorhergesagt werden, wie viele Fans ungefähr von welcher Mannschaft kommen werden.

Der Zustrom zu den Waschräumen kann in der Pause kontrolliert gesteuert werden, in den Waschräumen ist immer genügend Seife vorhanden bzw. für das Stadion eingeplant, die Sensoren erkennen den Befüllstand vom Toilettenpapier und geben diese Informationen an die Reinigungskräfte zur Wartung weiter.

So sind sowohl die Fans als auch der Betreiber des Stadions glücklich, da sowohl der Bedarf der Besucher gestillt ist als auch die Abrechnung der Kosten für die Betreuung und Aufrechterhaltung der Toilettenanlagen benutzergerecht abgerechnet werden.

Somit sind bei höherer Qualität wesentliche Kosten eingespart worden. Auch andere Beispiele in Betrieben und Krankenhäusern zeigen, wie wertvoll die digitale Steuerung der Hygiene sein kann.

Abbildung 3: Quelle: http://www.hagleitner.com/enu/en/products/washroomhygiene/hagleitner-sensemanagement/


Globale Wettbewerbsfähigkeit durch Industrie 4.0
Es gibt in Deutschland und Österreich zahlreiche Beispiele in welchen Unternehmen, durch die Nutzung der digitalen Vernetzung und Automatisierung ihr Unternehmen bzw. Geschäftsprozesse effizienter und effektiver machen konnten und so Energie- bzw. Kosteneinsparungen und Ablaufverbesserungen umgesetzt haben.

Wesentlich dabei ist aber, dass diese Unternehmen durch Innovationen und Produktivitätssteigerungen die Standortsicherung unserer Industrieunternehmen und anderer Organisationen in Europa maßgeblich vorantreiben.

Beispiele für Innovationen in produzierenden Unternehmen bzw. der Logistik:

  • Wesentlich höhere Planungsgenauigkeit durch die Vernetzung der Maschinen und Auswertung von Daten um somit über Simulationen zum einen die Produktionsleistung zu erhöhen, zum anderen die Rüstzeiten für die Einlastung neuer Aufträge zu reduzieren.
  • Über immer aktuelle Entwicklungs- bzw. Kunden und Marktdaten können Produkte und Baugruppen so optimiert werden, dass Lagerplatz und Kosten wesentlich eingespart werden.
  • Durch die Analyse des Energieverbrauchs und der Neuplanung von Anlaufzeiten und Maschinennutzung bzw. der Einbindung erneuerbarer Technologien (Solar, Wärmerückgewinnung, Erdwärme, usw.) wird die Produktion in Europa "grüner" und kostengünstiger.
  • Die Integrierte digital unterstützte Planung und Umsetzung von ganzheitlichen Logistiknetzen z.B. vom Schiff auf dem Meer, über den Hafen der Zwischenlagerung und der Verteilung über Bahn und Lkw, minimiert Lagerkapazitäten, verbessert die Verkehrsauslastung und reduziert so Emissionen.

Beispiele im Facilitymanagement und im privaten Bereich:
 
  • Durch die Einbindung von Daten aus dem Kalender von Personen und über Sensoren im Raum bzw. Gebäude kann der Wärme- und Lichtbedarf ziel- und bedarfsgerichtet gesteuert werden. Somit werden Kosten und Energie ohne Einschränkungen der Betroffenen gespart.

All diese Analysen, Simulationen und Entscheidungen, neben vielen weiteren in unterschiedlichen Industrien und Dienstleistungsbereichen, können bereits heute durch den Einsatz von "In-Memory" Datenhaltung bedingt durch neue Hard- und Software bzw. Datenbanktechnologien in Echtzeit durchgeführt werden. Es gilt nun diese Innovationskraft in alle Ebenen zu tragen und so zu einer gesamtgesellschaftlichen Weiterentwicklung zu über-nehmen.

Neue Anforderungen an die Talente einer Industrie 4.0
Doch die großen Herausforderungen sind neben der Begeisterung zur Innovation und deren Umsetzung, die Weiterentwicklung und Heranbildung von Arbeitskräften welche die notwendigen Kompetenzen haben.

Die Europäische Kommission rechnet etwa mit 900.000 fehlenden Fachkräften im IKT-Umfeld bis zum Jahr 2015 und das ist erst die Spitze des Eisbergs. Diese Tatsache ist mehreren Gründen und Einflussfaktoren ge-schuldet. Der wichtigste ist jedoch nach wie vor die relativ geringe Quote junger Menschen, die sich für STEM, sprich der Technik nahe Berufe und Studienrichtungen entscheiden. In diesem Zusammenhang ist ebenfalls die viel zu geringe Anzahl junger Frauen in diesen Bereichen zu beklagen.

Seit jeher basieren Studienentscheidungen zumeist auf Referenzmeinungen seitens des Elternhauses aber heutzutage stark zunehmend auf Basis des teilweise virtuellen Freundeskreises in sozialen Netzwerken - und hier haben Schulen und Hochschulen, aber insbesondere auch Unternehmen noch erheblichen Kommunikationsbedarf.

Die jungen Menschen, die in Industrie 4.0 Unternehmen benötigt werden, interessieren sich wesentlich mehr für Aufgaben, die es zu lösen gilt, Challenges, die spannend und herausfordernd sind, als für offizielle Abschlüsse oder verstaubte Titel oder Berufsbezeichnungen. Im Vordergrund des Interesses einer persönlichen Entwicklung stehen Problemlösungen und die sind, im beschriebenen Kontext von Industrie 4.0, natürlich technisch - aber eben nicht ausschließlich. Innovation, Kombination, Prozessverständnis und Kommunikation sind gefragt - wollen einerseits studiert sein, andererseits aber auch im Berufsleben ausgelebt, verbessert und ergänzt werden können.

Wenn diese eher weichen Wissens,- und Transferbereiche an Boden gewinnen, können technische Aspekte und Lösungsbeiträge wesentlich punktgenauer präsentiert und in kleineren Lern,- oder Wissenseinheiten zur Ver-fügung gestellt werden. Durch die so entstehende Nähe zu unmittelbaren Anwendungen, oder ihrem Beitrag zu Problemlösungen, verliert Technik an Abstraktheit und gewinnt deutlich an Flair.

Der Ansatz berufsrelevantes Wissen punktgenau mit Talenten und Unternehmen zusammen zu bringen, ist eine der Möglichkeiten dieses Dilemma rasch aufzulösen.

Der mittlerweile immer stärker etablierte "Academy Cube" www.academy-cube.com ist greift dieses Konzept auf und stellt eine integrierte (e)Learning Plattform und Stellenbörse auf europäischer Ebene dar, auf der sich Firmen mit ihren Challenges und Profilen präsentieren können. Talente können diese leicht finden, sich bewerben und falls notwendig auch mit den entsprechenden Lerninhalten oder Trainings versorgen.


Über die Autoren:

Prof. Dr. Dietmar KilianProf. Dr. Dietmar Kilian ist Professor und Fachbereichsleiter des Management Center Innsbruck (MCI), Aufsichtsratsvorsitzender der Academy Cube GmbH, sowie Managing Partner der PDAgroup mit Sitz in Innsbruck/Tirol.




Prof. Dr. Peter MirskiProf. Dr. Peter Mirski ist Professor am Management Center Innsbruck (MCI) und Leiter der Studiengänge "Manage- ment, Communication & IT", Mitglied des Auf- sichtsrates der Academy Cube gGmbH, sowie Founding Partner der PDAgroup mit Sitz in Innsbruck/Tirol.
 







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